4.589 g 바나듐 산화물과 3.782 g 바나듐 산화물

4.589 g 바나듐 산화물과 3.782 g 바나듐 산화물

 

 

바나듐 산화물 4.589 g 시료를 수소 기체와 함께 가열하면 물과 3.782 g의 또 다른 바나듐 산화물이 생성된다. 이 두 번째 산화물을 바나듐 금속만 2.573 g 남을 때까지 수소와 계속 반응시켰다.

(a) 두 산화물의 실험식은?

(b) 계속된 반응에서 생성되는 물의 총 질량은 몇 g인가?

 

 

A sample of an oxide of vanadium weighing 4.589 g was heated with hydrogen gas to form water and another oxide of vanadium weighing 3.782 g. The second oxide was treated further with hydrogen until only 2.573 g of vanadium metal remained.

(a) What are the empirical formulas of the two oxides?

(b) What is the total mass of water formed in the successive reactions?

 

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(a)

첫 번째 산화물(VxOy)에서 O의 질량을 계산하면,

VxOy – Vx = Oy

4.589 g - 2.573 g = 2.016 g O

 

 

V의 몰질량 = 50.94 g/mol 이므로,

2.573 g / (50.94 g/mol) = 0.05051 mol V

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

O의 몰질량 = 16.00 g/mol 이므로,

2.016 g / (16.00 g/mol) = 0.1260 mol O

 

 

산화물의 가장 작은 정수비를 계산하면,

V : O = 0.05051/0.05051 : 0.1260/0.05051

= 1 : 2.495

≒ 2 : 5

---> 첫 번째 산화물(VxOy)의 실험식 = V2O5

 

 

같은 방법으로 두 번째 산화물(VxOy)의 실험식을 구하면,

3.782 g - 2.573 g = 1.209 g O

 

1.209 g / (16.00 g/mol) = 0.07556 mol O

 

V : O = 0.05051/0.05051 : 0.07556/0.05051

= 1 : 1.496

≒ 2 : 3

---> 두 번째 산화물(VxOy)의 실험식 = V2O3

 

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(b)

V2O5의 몰질량 = 181.88 g/mol 이므로,

4.589 g / (181.88 g/mol) = 0.02523 mol V2O5

 

 

첫 번째 반응에서 생성되는 H2O의 몰수를 계산하면,

V2O5 + 2H2 → V2O3 + 2H2O

V2O5 : H2O = 1 : 2 = 0.02523 mol : ? mol

? = 2 × 0.02523 = 0.05046 mol H2O

 

 

V2O3의 몰질량 = 149.88 g/mol 이므로,

3.782 g / (149.88 g/mol) = 0.02523 mol V2O3

 

 

두 번째 반응에서 생성되는 H2O의 몰수를 계산하면,

V2O3 + 3H2 → 2V + 3H2O

V2O3 : H2O = 1 : 3 = 0.02523 mol : ? mol

? = 3 × 0.02523 = 0.07569 mol H2O

 

 

생성된 H2O의 전체 몰수와 질량을 계산하면,

0.05046 + 0.07569 = 0.12615 mol H2O

 

0.12615 mol × (18.02 g/mol) = 2.2732 g H2O