Давайте решим задачу пошагово.
Дано:
- Масса кальция (реактант), участвующего в реакции: ( m_{Ca} = 10,г )
- Масса полученного хлорида кальция: ( m_{CaCl_2, факт} = 10,г )
Требуется найти массовую долю выхода продукта (хлорида кальция) от теоретически возможного.
Шаг 1. Запишем уравнение реакции
[ \text{Ca} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2 ]
Кальций реагирует с соляной кислотой, образуя хлорид кальция и водород.
Шаг 2. Рассчитаем молярные массы веществ
- ( M_{Ca} = 40,г/моль )
- ( M_{HCl} = 36.46,г/моль )
- ( M_{CaCl_2} = 40 + 2 \times 35.45 = 110.9,г/моль )
Шаг 3. Рассчитаем теоретическую массу хлорида кальция
Масса ( Ca ) – 10 г, а молярное соотношение:
[
\text{Молярное отношение: } 1 : 1
]
Молярное количество кальция, исходя из его массы:
[
n_{Ca} = \frac{m_{Ca}}{M_{Ca}} = \frac{10,г}{40,г/моль} = 0.25,моль
]
Так как из 1 моль кальция получается 1 моль ( CaCl_2 ), то теоретическая масса ( CaCl_2 ):
[
m_{CaCl_2, теор} = n_{Ca} \times M_{CaCl_2} = 0.25,моль \times 110.9,г/моль = 27.725,г
]
Шаг 4. Расчет массовой доли выхода
Массовая доля выхода — это отношение фактической массы полученного продукта к теоретической, умноженное на 100%:
[
\eta = \frac{m_{CaCl_2, факт}}{m_{CaCl_2, теор}} \times 100%
]
[
\eta = \frac{10,г}{27.725,г} \times 100% \approx 36.07%
]
Ответ:
Массовая доля выхода хлорида кальция составляет примерно 36,07%.