Для начала, давайте выясним, какая реакция происходит при взаимодействии кальция с водой. Когда кальций (Ca) реагирует с водой (H₂O), происходит следующее уравнение реакции:
\[ \text{Ca} + 2 \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2 + \text{H}_2 \uparrow \]
Теперь нам нужно рассчитать, сколько водорода (H₂) образуется из 4 г кальция.
Вычисляем количество молей кальция:
- Молярная масса кальция (Ca) составляет примерно 40 г/моль.
- Количество молей кальция в 4 г: \[ n_{\text{Ca}} = \frac{m}{M} = \frac{4 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} = 0.1 \, \text{моль} \]
Определяем количество водорода, образуемого из кальция:
- Согласно уравнению, на 1 моль кальция образуется 1 моль водорода. Следовательно, из 0.1 моль кальция будет образовано 0.1 моль водорода.
Теперь рассчитываем теоретический выход водорода в граммах:
- Молярная масса водорода (H₂) составляет около 2 г/моль.
- Масса водорода, которая должна быть образована: \[ m_{\text{H}_2, \text{теор}} = n_{\text{H}_2} \times M_{\text{H}_2} = 0.1 \, \text{моль} \times 2 \, \text{г/моль} = 0.2 \, \text{г} \]
Учитываем выход реакции:
- У нас заявлено, что выход реакции составляет 96%. Поэтому фактически получаем: \[ m_{\text{H}_2, \text{факт}} = m_{\text{H}_2, \text{теор}} \times \frac{96}{100} = 0.2 \, \text{г} \times 0.96 = 0.192 \, \text{г} \]
Итак, из 4 г кальция при 96% выходе реакции получится примерно 0.192 грамма водорода.
