Химия
8 класс
Вопрос
Образец сплава лития и калия массой 4,6 г растворили в воде. Выделившийся водород сожгли. В результате реакции получили 1,8 г воды. Определите массу калия в сплаве.
Ответ
Записываем уравнение реакции горения водорода:
$2H_{2} + O_{2} \rightarrow 2H_{2}O$.
Определяем количество водорода. Согласно уравнению реакции
$\nu(H_{2}) = \nu(H_{2}O)$.
Рассчитываем количество воды:
$\nu (H_{2}O) = \frac{m(H_{2}O)}{M(H_{2}O)}$;
$\nu (H_{2}O) = \frac{1,8}{18} = 0,1 моль$. I
Тогда
$\nu (H_{2}) = 0,1 моль$.
Обозначив количество калия в образце $x$, можно определить массу калия по формуле
$m(K) = \nu (K) \cdot M(K); m(K) = 39x$.
Обозначив количество лития в образце $y$, получим массу лития, равную
$m(Li) = \nu (Li) \cdot M(Li); m(Li) = 7y$.
Известно, что масса образца равна 4,6 г:
$m(K) + m(Li) = 4,6 г$.
Подставляем в уравнение значения масс калия и лития:
$39x + 7y = 4,6$. (1)
Записываем уравнение реакции взаимодействия калия с водой:
$2K + 2H_{2}O \rightarrow 2KOH + H_{2} \uparrow$.
Выражаем количество выделившегося водорода в! данной реакции.
Согласно уравнению реакции
$\nu_{1}(H_{2}) = 0,5 \nu (K); \nu_{1} (H_{2}) = 0,5x$.
Записываем уравнение реакции взаимодействия лития с водой:
$2Li + 2H_{2}O \rightarrow 2LiOH + H_{2} \uparrow$.
Выражаем количество водорода, образовавшегося в результате данной реакции. Согласно уравнению реакции
$\nu_{2}(H_{2}) = 0,5 \nu (Li): \nu_{2}(H_{2}) = 0,5y$.
Нами определено, что общее количество водорода, выделившегося при взаимодействии калия и лития с водой, равно 0,1 моль:
$\nu_{1}(H_{2} ) + \nu_{2}(H_{2}) = 0,1 моль$.
Подставим в данное уравнение значение количеств водорода:
$0,5x + 0,5y = 0,1$. (2)
Составим систему из уравнений (1) и (2):
$\begin{cases} 39x + 7y = 4,6, \\ 0,5x + 0,5y = 0,1. \end{cases}$
Решив систему, получим $x = 0,1, y = 0,1$.
Нами принято, что $x$ - это количество калия в образце. Значит, в образце содержится 0,1 моль калия.
Находим массу калия:
$m(K) = 39x; m(K) = 0,1 \cdot 39 = 3,9 г$.