При взаимодействии 60 г кальция с водой выделилось 30 л водорода (н.у.). Найдите объемную долю выхода продукта реакции (в %).

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!