Какой будет масса и объем водорода (н.у), полученного при реакции 22 г фенола с 4,3 г натрия?

Чтобы решить данную задачу, нужно учитывать химическую реакцию между фенолом (C₆H₅OH) и натрием (Na).

Сначала напишем уравнение реакции:

C₆H₅OH + Na → C₆H₅ONa + 1/2H₂

Из уравнения видно, что при реакции образуется натриевая соль фенола (C₆H₅ONa) и молекула водорода (H₂).

Теперь рассчитаем количество примененных веществ:

Масса фенола = 22 г
Масса натрия = 4,3 г

Для расчета массы водорода сперва определим реагент в данной реакции, который ограничивает образование вещества. Для этого рассчитаем количество вещества каждого реагента.

Молярная масса фенола (C₆H₅OH) = 94 г/моль
Кол-во вещества фенола = масса фенола / молярная масса фенола = 22 г / 94 г/моль = 0,234 моль

Молярная масса натрия (Na) = 23 г/моль
Кол-во вещества натрия = масса натрия / молярная масса натрия = 4,3 г / 23 г/моль = 0,187 моль

Из уравнения реакции видно, что для образования 1 моля водорода (H₂) требуется 1 моль натрия (Na). Следовательно, кол-во вещества водорода равно 0,187 моль.

Теперь нужно рассчитать массу водорода. Молярная масса водорода (H₂) = 2 г/моль.
Масса водорода = кол-во вещества × молярная масса водорода = 0,187 моль × 2 г/моль = 0,374 г.

Таким образом, масса водорода, полученного при данной реакции, равна 0,374 г.

Для расчета объема водорода в нормальных условиях (н.у) воспользуемся уравнением состояния газа.

PV = nRT

где P - давление газа (н.у) = 1 атм
V - объем газа (неизвестная величина)
n - кол-во вещества газа (н.у) = кол-во вещества водорода = 0,187 моль
R - универсальная газовая постоянная = 0,0821 атм × л/(моль × К)
T - температура газа (н.у) = 273 К

Раскроем уравнение:

V = nRT / P = 0,187 моль × 0,0821 атм × л/(моль × К) × 273 К / 1 атм = 3,814 л.

Таким образом, объем водорода, полученного при данной реакции, равен 3,814 л.