Давайте рассмотрим задачу шаг за шагом.
Дано:
- Количество молей кальция (Ca) = 0,5 моль.
- Кальций реагирует с водой (H₂O).
Реакция:
Кальций реагирует с водой по следующему уравнению:
[
\text{Ca} + 2 \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2 + \text{H}_2
]
В результате реакции образуется гидроксид кальция (Ca(OH)₂) и водород (H₂).
Шаг 1: Рассчитаем количество образовавшегося гидроксида кальция (Ca(OH)₂):
Согласно уравнению реакции, 1 моль кальция реагирует с 2 молями воды, образуя 1 моль гидроксида кальция. То есть, 0,5 моль кальция среагирует и образует:
[
\text{Ca(OH)}_2: 0,5 \text{ моль}
]
Шаг 2: Рассчитаем массу гидроксида кальция:
Чтобы рассчитать массу Ca(OH)₂, воспользуемся молекулярной массой:
- Молярная масса кальция (Ca) = 40,08 г/моль.
- Молярная масса кислорода (O) = 16 г/моль.
- Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль.
Теперь находим молярную массу Ca(OH)₂:
[
\text{Молярная масса Ca(OH)}_2 = \text{Масса Ca} + 2 \times \text{Масса O} + 2 \times \text{Масса H} = 40,08 + 2 \times 16 + 2 \times 1 = 74,08 \text{ г/моль}
]
Теперь, зная, что образовалось 0,5 моль Ca(OH)₂, можем найти массу:
[
\text{Масса Ca(OH)}_2 = n \times \text{Молярная масса} = 0,5 \text{ моль} \times 74,08 \text{ г/моль} = 37,04 \text{ г}
]
Шаг 3: Рассчитаем объем выделившегося водорода (H₂):
Согласно уравнению реакции, 1 моль водорода выделяется из 1 моля кальция (или 0,5 моля кальция). То есть, при реакции 0,5 моль кальция выделится 0,5 моль водорода, а объем водорода можно рассчитать по формуле:
Объем (при стандартных условиях, 0°C и 1 атмосфера) равен:
[
V = n \times V_m
]
где ( V_m ) — молярный объем газа при стандартных условиях (примерно 22,4 л/моль).
[
V = 0,5 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 11,2 \text{ л}
]
Ответ:
- Масса образовавшегося гидроксида кальция (Ca(OH)₂) = 37,04 г.
- Объем выделившегося водорода (H₂) = 11,2 л.
