Какова массовая доля оксида бериллия в смеси с бериллием, если 9 г смеси взаимодействуют с водным раствором щелочи

Для решения этой задачи нам понадобится уравнение реакции, в которой оксид бериллия взаимодействует с щелочью и образуется водород:

\(\text{BeO} + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{BeO}_2 + \text{H}_2\)

Дано, что при взаимодействии 9 г смеси с раствором щелочи выделилось 5,8 л водорода.

Для начала посчитаем количество вещества водорода, выделившегося в реакции. Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

\(PV = nRT\)

Где:
- P - давление газа (нормальные условия - 1 атм)
- V - объем газа (5,8 л)
- n - количество вещества газа (что мы и ищем)
- R - универсальная газовая постоянная (\(0.0821 \frac{\text{атм} \cdot \text{л}}{\text{моль} \cdot \text{К}}\))
- T - температура газа (нормальные условия - 273 К)

Раскроем формулу и выразим количество вещества газа:

\(n = \frac{{PV}}{{RT}}\)
\(n = \frac{{1 \cdot 5.8}}{{0.0821 \cdot 273}}\)
\(n \approx 0.244 \text{ моль}\)

Так как из уравнения реакции видно, что на один моль оксида бериллия образуется два моля водорода, то количество молей оксида бериллия равно половине количества молей водорода:

\(n(\text{BeO}) = \frac{{n(\text{H}_2)}}{2} = \frac{{0.244}}{2} \approx 0.122 \text{ моль}\)

Теперь нам нужно найти массу оксида бериллия в смеси. Для этого воспользуемся молярной массой оксида бериллия (\(M(\text{BeO}) = 25.01 \frac{\text{г}}{\text{моль}}\)):

\(m(\text{BeO}) = n(\text{BeO}) \cdot M(\text{BeO}) = 0.122 \cdot 25.01 \approx 3.052 \text{ г}\)

Наконец, чтобы найти массовую долю оксида бериллия в смеси, нужно разделить массу оксида бериллия на массу смеси и умножить на 100%:

\(\text{массовая доля}(\text{BeO}) = \frac{{m(\text{BeO})}}{{m(\text{смесь})}} \cdot 100\%\)

Поскольку нам не дана масса смеси, но мы знаем, что масса смеси равна сумме массы оксида бериллия и массы бериллия, то:

\(m(\text{смесь}) = m(\text{BeO}) + m(\text{Be}) = 3.052 \text{ г} + 6.948 \text{ г} = 10 \text{ г}\)

Теперь можем найти массовую долю оксида бериллия в смеси:

\(\text{массовая доля}(\text{BeO}) = \frac{{3.052 \text{ г}}}{{10 \text{ г}}} \cdot 100\% \approx 30.52\% \)

Таким образом, массовая доля оксида бериллия в смеси составляет около 30.52%.