Чтобы решить задачу, нам нужно определить, какой объём водорода образуется в результате реакции между кальцием и фосфорной кислотой. Для этого сначала напишем уравнение реакции.
Шаг 1: Запись уравнения реакции
Кальций (Ca) реагирует с фосфорной кислотой (H₃PO₄) по следующему уравнению:
[ \text{3Ca} + \text{2H₃PO₄} \rightarrow \text{3Ca(H₂PO₄)₂} + \text{3H₂} ]
Из уравнения видно, что на 3 моль кальция образуется 3 моль водорода (H₂). Это означает, что один моль кальция дает один моль водорода.
Шаг 2: Нахождение количества вещества кальция
Теперь определим, какое количество вещества (в молях) у нас есть в 60 г кальция. Для этого нам нужно знать молярную массу кальция:
- Молярная масса Ca = 40 г/моль
Теперь вычислим количество вещества:
[
n = \frac{m}{M} = \frac{60 , \text{г}}{40 , \text{г/моль}} = 1.5 , \text{моль}
]
Шаг 3: Определение количества водорода
Из уравнения реакции мы видим, что на 1 моль кальция образуется 1 моль водорода. Следовательно, если у нас есть 1.5 моль кальция, то мы получим:
[
n_{H₂} = n_{Ca} = 1.5 , \text{моль}
]
Шаг 4: Вычисление объема водорода
При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объём 22,4 литра. Теперь можем вычислить объём водорода:
[
V_{H₂} = n_{H₂} \times 22.4 , \text{л/моль} = 1.5 , \text{моль} \times 22.4 , \text{л/моль} = 33.6 , \text{литра}
]
Ответ
Объём водорода, образованного при взаимодействии 60 г кальция с достаточным количеством фосфорной кислоты, составляет 33.6 литра.
