Номер 448, страница 88 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

448. Какой объём (н. у.) воздуха, содержащего 21 % по объёму кислорода, потребуется для полного сжигания белого фосфора массой 560 мг?

Дано:

$m(P_4) = 560 \text{ мг} = 0.56 \text{ г}$

$\phi(O_2) = 21\% = 0.21$

Найти:

$V(\text{воздуха}) - ?$

Решение:

1. Сначала запишем уравнение реакции горения белого фосфора ($P_4$) в кислороде. При полном сгорании образуется оксид фосфора(V) ($P_2O_5$).

$P_4 + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$

2. Найдем количество вещества белого фосфора. Для этого сначала вычислим его молярную массу. Атомная масса фосфора $A_r(P)$ составляет примерно 31 г/моль.

$M(P_4) = 4 \times 31 \text{ г/моль} = 124 \text{ г/моль}$

Теперь рассчитаем количество вещества фосфора, вступившего в реакцию:

$n(P_4) = \frac{m(P_4)}{M(P_4)} = \frac{0.56 \text{ г}}{124 \text{ г/моль}} \approx 0.004516 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим количество вещества кислорода ($O_2$), необходимое для полного сгорания фосфора. Из стехиометрических коэффициентов видно, что на 1 моль $P_4$ расходуется 5 моль $O_2$.

$n(O_2) = 5 \times n(P_4) = 5 \times 0.004516 \text{ моль} \approx 0.02258 \text{ моль}$

4. Вычислим объем кислорода при нормальных условиях (н. у.). При н. у. молярный объем любого газа ($V_m$) равен 22.4 л/моль.

$V(O_2) = n(O_2) \times V_m = 0.02258 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} \approx 0.5058 \text{ л}$

5. Зная объем чистого кислорода и его объемную долю в воздухе (21%), найдем искомый объем воздуха.

$V(\text{воздуха}) = \frac{V(O_2)}{\phi(O_2)} = \frac{0.5058 \text{ л}}{0.21} \approx 2.4086 \text{ л}$

Округлим результат до двух знаков после запятой.

Ответ: $V(\text{воздуха}) \approx 2.41 \text{ л}$.