Question

При растворении пероксида лития $\ce{Li2O2}$ в тёплой воде образуется гидроксид лития и выделяется газ. Раствором, полученным при действии 2,3 г пероксида лития на 62 г воды, поглотили 2,24 л (н.у.) углекислого газа. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе. 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 вещества пероксида лития и углекислого газа, установить, какая соль образуется при их взаимодействии, и вычислить её массовую долю в конечном растворе.

**Уравнения реакций:**

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

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

**Расчёты:**

Вычислим количество вещества пероксида лития:

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

Найдём количество вещества углекислого газа:

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

По первому уравнению определим количество образовавшегося гидроксида лития:

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

Поскольку $n(\ce{LiOH}) : n(\ce{CO2}) = 0{,}1 : 0{,}1 = 1 : 1$, гидроксид лития полностью реагирует с углекислым газом, образуя гидрокарбонат лития.

Вычислим количество и массу гидрокарбоната лития:

$$n(\ce{LiHCO3}) = n(\ce{LiOH}) = 0{,}1 	ext{ моль}$$

$$m(\ce{LiHCO3}) = n(\ce{LiHCO3}) \cdot M(\ce{LiHCO3}) = 0{,}1 \cdot 68 = 6{,}8 	ext{ г}$$

Найдём массу кислорода, выделившегося в первой реакции:

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

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

Вычислим массу углекислого газа, поглощённого раствором:

$$m(\ce{CO2}) = n(\ce{CO2}) \cdot M(\ce{CO2}) = 0{,}1 \cdot 44 = 4{,}4 	ext{ г}$$

Определим массу конечного раствора:

$$m_{	ext{конечн. р-ра}} = m(\ce{Li2O2}) + m(\ce{H2O}) + m(\ce{CO2}) - m(\ce{O2})$$

$$m_{	ext{конечн. р-ра}} = 2{,}3 + 62 + 4{,}4 - 0{,}8 = 67{,}9 	ext{ г}$$

Вычислим массовую долю гидрокарбоната лития:

$$\omega(\ce{LiHCO3}) = \frac{m(\ce{LiHCO3})}{m_{	ext{конечн. р-ра}}} = \frac{6{,}8}{67{,}9} = 0{,}1001 \approx 10{,}01\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии