Сколько литров водорода выделится при взаимодействии 30 граммов кальция, содержащего 10% примесей. Выход водорода составляет 94%
Для начала давайте разберем задачу по шагам.
Дано:
- Масса кальция: 30 граммов
- Содержание примесей: 10%
- Выход водорода: 94%
Шаг 1: Определим чистую массу кальция
Сначала необходимо вычислить, сколько из 30 граммов – это чистый кальций. Если 10% – это примеси, тогда 90% – это чистый кальций.
\[ \text{Чистый кальций} = 30 \, \text{граммов} \times 0.90 = 27 \, \text{граммов} \]
Шаг 2: Найдем количество молей кальция
Теперь найдем, сколько молей кальция у нас есть. Для этого используем молярную массу кальция (Ca), которая составляет примерно 40 г/моль.
\[ \text{Количество молей кальция} = \frac{\text{Чистый кальций (г)}}{\text{Молярная масса кальция (г/моль)}} \]
\[ \text{Количество молей кальция} = \frac{27 \, \text{граммов}}{40 \, \text{г/моль}} = 0.675 \, \text{моль} \]
Шаг 3: Рассмотрим реакцию с кислотой
Кальций реагирует с кислотой, освобождая водород по уравнению реакции:
\[ \text{Ca} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2 \]
Согласно уравнению, 1 моль кальция (Ca) высвобождает 1 моль водорода (H₂).
Шаг 4: Найдем количество водорода
Таким образом, из 0.675 моль кальция выделится такое же количество моль водорода:
\[ \text{Количество водорода (моль)} = 0.675 \, \text{моль} \]
Шаг 5: Переведем моли водорода в литры
При стандартных условиях 1 моль газа занимает 22.4 литра. Теперь мы можем перевести количество молей водорода в литры:
\[ \text{Объем водорода (л)} = \text{Количество водорода (моль)} \times 22.4 \, \text{л/моль} \]
\[ \text{Объем водорода} = 0.675 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 15.12 \, \text{литров} \]
Шаг 6: Учет выхода водорода
Теперь учитываем, что выход водорода составляет 94%. Поэтому максимальный объем водорода, который мы получим, будет:
\[ \text{Реальный объем водорода} = 15.12 \, \text{литров} \times 0.94 \]
\[ \text{Реальный объем водорода} \approx 14.19 \, \text{литров} \]
Ответ
При взаимодействии 30 граммов кальция (с учетом примесей и выхода водорода) выделится примерно 14.19 литров водорода.
Обсуждение
2 сообщениякальций плюс вода что образуется
Когда кальций (Ca) реагирует с водой (H₂O), образуются гидроксид кальция (Ca(OH)₂) и водород (H₂). Уравнение реакции можно записать следующим образом:
\[ \text{Ca} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2 + \text{H}_2 \]
Продукты реакции:
- Гидроксид кальция (Ca(OH)₂) – это белый осадок, который также известен как известковая вода, если он растворен в воде.
- Водород (H₂) – газ, который выделяется в процессе реакции.
Эта реакция является довольно активной, и при взаимодействии со водой выделяется значительное количество тепла.
