根据问题所给条件,在 100 kPa 和 20℃ 时,从水面上收集 28.4 mL 的氢气。要计算干燥后氢气的体积,我们需要考虑水的饱和蒸气压对氢气体积的影响。

根据达尔顿定律,总压等于各组分的分压之和。在水面上收集的氢气与水的蒸气共存,所以总压为 100 kPa。而干燥后,水分子的蒸气压可以忽略不计。

因此,氢气的分压为总压减去水的饱和蒸气压: 分压(氢气)= 总压 - 饱和蒸气压(水) = 100 kPa - 2.33 kPa = 97.67 kPa

根据理想气体状态方程 PV = nRT,其中 P 为气体的压强,V 为气体的体积,n 为气体摩尔数,R 为气体常数,T 为气体的温度。

由于问题中已经给出了气体压强和体积,并假设氢气是理想气体,我们可以使用上述方程计算氢气的摩尔数 n: n = PV / RT

在计算之前,将温度转换为绝对温度: T = 20℃ + 273.15 = 293.15 K

将已知值代入计算: n = (97.67 kPa * 28.4 mL) / (8.314 J/(mol·K) * 293.15 K)

计算出 n 的值后,我们可以根据氢气的摩尔数和已知的摩尔体积计算干燥后氢气的体积: 干燥后氢气的体积 = n * RT / P

将计算得到的 n 值代入计算: 干燥后氢气的体积 = (n * 8.314 J/(mol·K) * 293.15 K) / 100 kPa

根据上述计算步骤,可以得到干燥后氢气的体积。

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