Чтобы решить задачу, начнем с анализа реакции, в которой взаимодействует кальций (Ca) с водой (H₂O) и выделяется водород (H₂). Реакция выглядит следующим образом:
[ \text{Ca} + 2 \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2 + \text{H}_2 ]
Из этого уравнения видно, что 1 моль кальция реагирует с 2 молями воды с образованием 1 моля водорода. Теперь давайте вычислим, какой объем водорода выделится при наличии 4,2 граммов кальция.
Шаг 1: Определение количества молей кальция
Первым делом найдем количество молей кальция в 4,2 граммах. Для этого используем формулу:
[
n = \frac{m}{M}
]
где:
- ( n ) — количество молей,
- ( m ) — масса в граммах,
- ( M ) — молярная масса.
Молярная масса кальция (Ca) составляет примерно 40 г/моль. Теперь подставим значения:
[
n = \frac{4.2 , \text{г}}{40 , \text{г/моль}} = 0.105 , \text{моль}
]
Шаг 2: Определение количества выделившегося водорода
Согласно уравнению реакции, 1 моль кальция дает 1 моль водорода. Это значит, что из 0.105 молей кальция выделится также 0.105 молей водорода.
Шаг 3: Перевод молей водорода в объем
Теперь необходимо перевести количество молей водорода в объем. При нормальных условиях (ну) 1 моль газа занимает объем 22.4 литра. Используем следующую формулу:
[
V = n \cdot V_m
]
где:
- ( V ) — объем газа,
- ( n ) — количество молей,
- ( V_m ) — молярный объем (22.4 л/моль).
Подставим значения:
[
V = 0.105 , \text{моль} \cdot 22.4 , \text{л/моль} \approx 2.352 , \text{л}
]
Ответ
Таким образом, объем выделившегося водорода составит примерно 2.35 литра.
