4. Вычислите, какой объём водорода и кислорода можно получить при разложении электрическим током воды массой 180 г.

4. Вычисление объемов газов при электролизе воды

Дано:

• m(H₂O) = 180 г

Найти:

• V(H₂) - ?


• V(O₂) - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции электролиза воды:




\[ 2H_2O \xrightarrow{\text{электролиз}} 2H_2 \uparrow + O_2 \uparrow \]



2. Найдем молярную массу воды:




\[ M(H_2O) = 2 \cdot M(H) + M(O) = 2 \cdot 1 \text{ г/моль} + 16 \text{ г/моль} = 18 \text{ г/моль} \]



3. Найдем количество вещества воды:




\[ n(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{180 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 10 \text{ моль} \]



4. Найдем количество вещества водорода и кислорода по уравнению реакции:



Из уравнения видно, что из 2 моль H₂O образуется 2 моль H₂ и 1 моль O₂. Следовательно:





\[ n(H_2) = n(H_2O) = 10 \text{ моль} \]





\[ n(O_2) = \frac{1}{2} n(H_2O) = \frac{1}{2} \cdot 10 \text{ моль} = 5 \text{ моль} \]



5. Найдем объемы водорода и кислорода (при нормальных условиях, молярный объем V_m = 22.4 л/моль):




\[ V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 10 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 224 \text{ л} \]





\[ V(O_2) = n(O_2) \cdot V_m = 5 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 112 \text{ л} \]

Ответ: При разложении 180 г воды можно получить 224 л водорода и 112 л кислорода.