Question

При растворении пероксида лития $\ce{Li2O2}$ в тёплой воде выделяется кислород. Определите массовую долю гидроксида лития в растворе, полученном растворением 2,3 г пероксида лития в 62 г воды. Какой максимальный объём углекислого газа (н.у.) может быть поглощен получившейся щелочью? В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

Accepted Answer

Answer

Идея решения: определить количество образовавшегося гидроксида лития из реакции с водой, найти массу раствора с учётом выделившегося кислорода, вычислить массовую долю щелочи и объём поглощаемого ею углекислого газа.

**Уравнения реакций:**

$$\ce{2Li2O2 + 2H2O -> 4LiOH + O2 ^}$$

$$\ce{LiOH + CO2 -> LiHCO3}$$

**Расчёты:**

1) Вычислим количество вещества пероксида лития:

$$n(\ce{Li2O2}) = \frac{m(\ce{Li2O2})}{M(\ce{Li2O2})} = \frac{2{,}3}{46} = 0{,}05 	ext{ моль}$$

2) По стехиометрии первого уравнения найдём количество гидроксида лития:

$$n(\ce{LiOH}) = 2 \cdot n(\ce{Li2O2}) = 2 \cdot 0{,}05 = 0{,}1 	ext{ моль}$$

Масса образовавшегося гидроксида:

$$m(\ce{LiOH}) = n(\ce{LiOH}) \cdot M(\ce{LiOH}) = 0{,}1 \cdot 40 = 4 	ext{ г}$$

3) Определим количество выделившегося кислорода:

$$n(\ce{O2}) = \frac{1}{2} \cdot n(\ce{Li2O2}) = \frac{1}{2} \cdot 0{,}05 = 0{,}025 	ext{ моль}$$

Масса кислорода:

$$m(\ce{O2}) = n(\ce{O2}) \cdot M(\ce{O2}) = 0{,}025 \cdot 32 = 0{,}8 	ext{ г}$$

4) Найдём массу конечного раствора:

$$m_{	ext{раствора}} = m(\ce{Li2O2}) + m(\ce{H2O}) - m(\ce{O2}) = 2{,}3 + 62 - 0{,}8 = 63{,}5 	ext{ г}$$

5) Массовая доля гидроксида лития в растворе:

$$\omega(\ce{LiOH}) = \frac{m(\ce{LiOH})}{m_{	ext{раствора}}} = \frac{4}{63{,}5} \approx 0{,}063 = 6{,}3\%$$

6) По второму уравнению количество поглощаемого углекислого газа равно количеству гидроксида:

$$n(\ce{CO2}) = n(\ce{LiOH}) = 0{,}1 	ext{ моль}$$

Максимальный объём углекислого газа при н.у.:

$$V(\ce{CO2}) = n(\ce{CO2}) \cdot V_m = 0{,}1 \cdot 22{,}4 = 2{,}24 	ext{ л}$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии