2,5 грамма воды разлагается на кислород и водород. Сколько граммов водорода получится?

Step-by-step solution

1. 1

   Сначала балансируем уравнение разложения — соотношение по молям берётся только из коэффициентов. Вода распадается на двухатомный водород и двухатомный кислород:

   $2\,\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\,\mathrm{H_2} + \mathrm{O_2}$

   Коэффициенты $2$ и $2$ дают соотношение $1:1$ по молям между израсходованной $\mathrm{H_2O}$ и образовавшимся $\mathrm{H_2}$. Это не $1:1$ по массе, поэтому переход через моли обязателен.

2. 2

   Запишем молярные массы. $M(\mathrm{H_2O}) = 2(1.0) + 16.0 = 18.0\ \mathrm{г/моль}$ и $M(\mathrm{H_2}) = 2(1.0) = 2.0\ \mathrm{г/моль}$.

3. 3

   Переведём 2{,}5 г воды в моли.

   $n(\mathrm{H_2O}) = \frac{2.5\ \mathrm{г}}{18.0\ \mathrm{г/моль}} = 0.1389\ \mathrm{моль}$

4. 4

   Применим соотношение 1:1 и переведём обратно в массу. Один моль воды даёт один моль $\mathrm{H_2}$, значит $n(\mathrm{H_2}) = 0.1389\ \mathrm{моль}$ и

   $m(\mathrm{H_2}) = 0.1389 \times 2.0 = 0.278\ \mathrm{г}$

   Вся цепочка сводится к $2.5 \times \tfrac{2.0}{18.0}$.

5. 5

   Округляем до двух значащих цифр и проверяем по закону сохранения массы. Входные данные содержат две значащие цифры, поэтому записываем $0.28\ \mathrm{г}$. Кислорода получится $2.5 - 0.278 = 2.222\ \mathrm{г}$, а $\tfrac{2.222}{32.0} = 0.0694\ \mathrm{моль}$ $\mathrm{O_2}$ — ровно половина от $0.1389\ \mathrm{моль}$ $\mathrm{H_2}$, что соответствует коэффициентам $2:1$ в уравнении.