Давайте разберемся с этой задачей шаг за шагом.
Шаг 1: Определение уравнения реакции
Кальций (Ca) реагирует с водой (H₂O) с образованием гидроксида кальция (Ca(OH)₂) и водорода (H₂):
[
\text{Ca} + 2 \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2 + \text{H}_2
]
Шаг 2: Подсчет молей кальция
Молярная масса кальция (Ca) составляет примерно 40 г/моль. Для 60 г кальция подсчитаем, сколько мольов этого элемента у нас есть:
[
n_{\text{Ca}} = \frac{m_{\text{Ca}}}{M_{\text{Ca}}} = \frac{60 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 1,5 \text{ моль}
]
Шаг 3: Определение молей водорода
Согласно уравнению реакции, на 1 моль кальция выделяется 1 моль водорода. Следовательно, из 1,5 моль кальция получится 1,5 моль водорода:
[
n_{\text{H}2} = n{\text{Ca}} = 1,5 \text{ моль}
]
Шаг 4: Подсчет объема водорода (н.у.)
При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22,4 л. Следовательно, объем водорода можно определить следующим образом:
[
V_{\text{H}2} = n{\text{H}_2} \times 22,4 \text{ л/моль} = 1,5 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 33,6 \text{ л}
]
Шаг 5: Определение объемной доли выхода продукта реакции
Теперь у нас есть теоретический объем водорода (33,6 л) и фактический объем, который выделился (30 л). Чтобы найти объемную долю выхода, можно использовать следующую формулу:
[
\text{Объемная доля выхода} = \left( \frac{V_{\text{фактический}}}{V_{\text{теоретический}}} \right) \times 100%
]
Подставляем значения:
[
\text{Объемная доля выхода} = \left( \frac{30 \text{ л}}{33,6 \text{ л}} \right) \times 100% \approx 89,29%
]
Ответ
Таким образом, объемная доля выхода водорода составила примерно 89,3%.
Если остались вопросы по решению или нужны дополнительные пояснения, смело спрашивайте!
