При растворении в серной кислоты занрязненой кальцием массой 19гр был получин водород 6,24 литра при нормальных условиях. Определить массовую долю примесей
Для решения этой задачи обратим внимание на то, что водород выделяется в результате реакции кальция с серной кислотой:
\[ \text{Ca} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CaSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow \]
Сначала нужно определить, сколько моль водорода выделилось в процессе реакции.
При нормальных условиях 1 моль газов занимает объем 22,4 литра. Таким образом, чтобы найти число молей водорода в 6,24 литра, воспользуемся следующей формулой:
\[ n = \frac{V}{V_m} \]
где:
- \( n \) — количество вещества (молей),
- \( V \) — объем газа (в литрах),
- \( V_m \) — молярный объем газа (22,4 л/моль).
Теперь подставим значения:
\[ n = \frac{6,24 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 0,278 \, \text{моль} \]
Поскольку в реакции на 1 моль кальция выделяется 1 моль водорода, следовательно, количество кальция, реагирующего с серной кислотой, также будет 0,278 моль.
Теперь найдем массу кальция, которое участвовало в реакции:
\[ m_{\text{Ca}} = n \cdot M_{\text{Ca}} \]
где \( M_{\text{Ca}} \) — молярная масса кальция, равная 40 г/моль:
\[ m_{\text{Ca}} = 0,278 \, \text{моль} \cdot 40 \, \text{г/моль} \approx 11,12 \, \text{г} \]
Теперь, зная массу всего образца, равную 19 г, и массу чистого кальция, можно найти массу примесей:
\[ m_{\text{примеси}} = m_{\text{образца}} - m_{\text{Ca}} = 19 \, \text{г} - 11,12 \, \text{г} \approx 7,88 \, \text{г} \]
Теперь рассчитаем массовую долю примесей:
\[ \text{массовая доля примесей} = \frac{m_{\text{примеси}}}{m_{\text{образца}}} \cdot 100\% \]
Подставим найденные значения:
\[ \text{массовая доля примесей} = \frac{7,88 \, \text{г}}{19 \, \text{г}} \cdot 100\% \approx 41,47\% \]
Таким образом, массовая доля примесей в образце составляет примерно 41,47%.
