Какой будет объем (н.у) газа после реакции 7,8 г калия с 112,5 мл 95% этанола (плотность 0,8 г/см^3)?

Для решения данной задачи, нам необходимо воспользоваться химическими уравнениями и знаниями о законе сохранения массы.

Шаг 1: Найдем количество вещества калия (K), используя его молярную массу. Молярная масса калия равна 39 г/моль.

$$n_{\text{K}}=\frac{m_{\text{K}}}{M_{\text{K}}}=\frac{7,8}{39}=0,2\text{моль}$$

Шаг 2: Теперь найдем количество вещества этанола (C2H5OH), исходя из его объема и плотности. Формула этанола указывает, что он содержит 2 атома углерода, 6 атомов водорода и 1 атом кислорода, что составляет общую молярную массу 46 г/моль.

Сначала, переведем объем этанола из миллилитров в кубические сантиметры (см³):

$$V_{\text{этанола}}=112,5\text{мл}=112,5\text{см³}$$

Затем, найдем массу этанола, используя его плотность:

$$m_{\text{этанола}}=V_{\text{этанола}}\times \text{плотность}=112,5\times 0,8=90\text{г}$$

Теперь, найдем количество вещества этанола (C2H5OH):

$$n_{\text{этанола}}=\frac{m_{\text{этанола}}}{M_{\text{этанола}}}=\frac{90}{46}=1,96\text{моль}$$

Шаг 3: Рассмотрим уравнение реакции между калием и этанолом:

$$2\text{К}+\text{C2H5OH}\to 2\text{КOH}+\text{CH4}+\text{H2}$$

Из уравнения видно, что стехиометрическое соотношение между калием и этанолом составляет 2:1. Это значит, что 1 моль калия реагирует с 0,5 молью этанола.

Шаг 4: Определим, кто является ограничивающим реагентом. Для этого сравним количество вещества калия и этанола, и выберем меньшее значение. В данном случае, у нас 0,2 моль калия и 1,96 моль этанола. Следовательно, калий является ограничивающим реагентом.

Шаг 5: Рассчитаем количество вещества газов, образующихся в результате реакции. Стоит отметить, что степень диссоциации этанола довольно низкая, поэтому мы считаем, что вся масса этанола превращается в газообразные продукты.

В соответствии со стехиометрическим соотношением, каждые 2 моля калия дают 1 моль газа (КОН, СН4 и Н2). Таким образом, в реакции образуется 0,1 моль газа.

Шаг 6: Найдем объем газа, используя идеальный газовый закон. При нормальных условиях (температура = 0 °C, давление = 1 атм), 1 моль любого идеального газа занимает объем 22,4 литра.

$$V_{\text{газа}}=n_{\text{газа}}\times V_{\text{мольный}}=0,1\times 22,4=2,24\text{л}$$

Итак, после реакции объем газа составит 2,24 литра (н.у).