では、練習問題を解いていきましょう。

練習問題は、水上置換に関する計算問題です。
最初に問題の内容を読みとっていきます。

この問題では、水上置換で水素を集めています。
発生した水素の物質量を求める問題なので、水素について 気体の状態方程式 を立てていきましょう。

そのためには、 水素の圧力 を求める必要があります。
ただし、試験管の中の気体は、水素と水蒸気の混合気体になっています。
この点に注意して、 水素の分圧 を求めましょう。

分圧という言葉が出てきたら、 ドルトンの分圧の法則 を思い出しましょう。
　 P=P_A+P_B

今回の問題の場合は、次のようになります。
　 P=P_H2O+P_H2
この式の意味は、 「全圧Pが分圧P_H2O+分圧P_H2に等しい」 ということです。
そして、全圧Pは、大気圧とつりあっています。
整理すると、次のようになります。
　P=1.038×10⁵Pa
　P_H2O=3.6×10³Pa
　P_H2=1.038×10⁵-3.6×10³=1.002×10⁵
よって、水素の分圧は、 1.002×10⁵Pa となります。

あとは、水素について、気体の状態方程式を立てましょう。
代入する式は次の通りです。
　 PV=nRT

情報を整理しましょう。
　P=1.002×10⁵Pa
　V=830mL=0.83L
　n=n mol
　R=8.3×10³Pa・L/(K・mol)
　T=300K

あとは、この数値を式に代入しましょう。
　1.002×10⁵×8.3=n×8.3×10³×300
　n≒3.3×10^-2
よって、答えは、 3.3×10^-2mol となります。