Для определения массы объёма выделившегося газа, давайте сначала выясним, какое вещество выделяется при реакции кальция с водой.
Кальций (Ca) реагирует с водой (H₂O) с образованием гидроксида кальция (Ca(OH)₂) и водорода (H₂):
[
Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow
]
По уравнению реакции видно, что 1 моль кальция даёт 1 моль водорода (H₂).
Сначала определим количество вещества кальция:
- Молярная масса кальция (Ca) составляет примерно 40 г/моль.
- Количество вещества кальция (n) можно рассчитать по формуле:
[
n = \frac{m}{M}
]
где:
- ( m = 20 ) г — масса кальция
- ( M = 40 ) г/моль — молярная масса кальция
Подставим значения:
[
n = \frac{20 , \text{г}}{40 , \text{г/моль}} = 0.5 , \text{моль}
]
Теперь, поскольку на 1 моль кальция выделяется 1 моль водорода, то выделится:
[
n(H_2) = 0.5 , \text{моль}
]
Теперь найдём массу водорода. Молярная масса водорода (H₂) составляет примерно 2 г/моль.
Масса водорода будет:
[
m(H_2) = n(H_2) \times M(H_2)
]
[
m(H_2) = 0.5 , \text{моль} \times 2 , \text{г/моль} = 1 , \text{г}
]
Таким образом, при реакции 20 г кальция с избытком воды выделится 1 г водорода (H₂).
Если вас интересует объём водорода при нормальных условиях, то он будет равен:
[
V(H_2) = n(H_2) \times 22.4 , \text{л/моль}
]
[
V(H_2) = 0.5 , \text{моль} \times 22.4 , \text{л/моль} = 11.2 , \text{л}
]
Итак, подведём итог:
- Масса выделившегося водорода: 1 г
- Объём выделившегося водорода при нормальных условиях: 11.2 л.
