Номер 3, страница 50 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

3. Рассчитайте объем кислорода, прореагировавшего с фосфором, если в результате реакции образовался оксид фосфора(V) массой 35,5 г.

Дано:

$m(P_2O_5) = 35,5 \text{ г}$

Найти:

$V(O_2)$ - ?

Решение:

1. Сначала запишем уравнение реакции горения фосфора в кислороде. В результате образуется оксид фосфора(V) с химической формулой $P_2O_5$. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

$4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$

2. Рассчитаем молярную массу оксида фосфора(V) ($P_2O_5$). Для этого воспользуемся периодической таблицей химических элементов, чтобы найти относительные атомные массы фосфора и кислорода: $Ar(P) \approx 31$, $Ar(O) \approx 16$.

$M(P_2O_5) = 2 \cdot Ar(P) + 5 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 31 + 5 \cdot 16 = 62 + 80 = 142 \text{ г/моль}$.

3. Теперь найдем количество вещества (в молях) образовавшегося оксида фосфора(V), используя формулу $n = \frac{m}{M}$:

$n(P_2O_5) = \frac{m(P_2O_5)}{M(P_2O_5)} = \frac{35,5 \text{ г}}{142 \text{ г/моль}} = 0,25 \text{ моль}$.

4. По уравнению реакции видно, что на образование 2 моль оксида фосфора(V) расходуется 5 моль кислорода. Составим пропорцию, чтобы найти количество вещества кислорода ($n(O_2)$), которое потребовалось для получения 0,25 моль $P_2O_5$:

$\frac{n(O_2)}{5} = \frac{n(P_2O_5)}{2}$

Выразим из пропорции $n(O_2)$:

$n(O_2) = \frac{5 \cdot n(P_2O_5)}{2} = \frac{5 \cdot 0,25 \text{ моль}}{2} = \frac{1,25}{2} \text{ моль} = 0,625 \text{ моль}$.

5. На последнем этапе рассчитаем объем кислорода. По закону Авогадро, 1 моль любого газа при нормальных условиях (н.у.) занимает объем 22,4 л (молярный объем $V_m$). Объем газа можно рассчитать по формуле $V = n \cdot V_m$.

$V(O_2) = n(O_2) \cdot V_m = 0,625 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 14 \text{ л}$.

Ответ: объем кислорода, прореагировавшего с фосфором, равен 14 л.