Question

В избытке воды растворили растворили 2,8 г лития и 2,0 г кальция. Рассчитайте объем полученного при этом водорода при нормальных условиях. a) 5,6 лb)11,2 лc)2,24 лd)22,4 лe)4,48 л​

Answer 1

Дано:

m(Li) = 2,8г

m(Ca) = 2,0г

Найти: Vобщий(H₂) - ?

Решение:

У нас здесь протекает две реакции - лития с водой, и кальция с водой, составим их уравнения:

ᅠᅠ$2Li + 2H_2O~\longrightarrow~2LiOH~+~H_2\uparrow$

ᅠᅠ$Ca + 2H_2O~\longrightarrow~Ca(OH)_2\downarrow~+~H_2\uparrow$

Сначала нужно будет найти объём выделившегося водорода в первой и во второй реакции, а затем, чтобы узнать общий объём выделившегося водорода (что и требуют в условии), мы просто их сложим.

Работаем с первой реакцией. Сначала найдём количество вещества лития:

ᅠᅠ$n(Li)=\dfrac{m(Li)}{M(Li)}=\dfrac{2,8}{7}=0,4$ моль

Теперь по уравнению реакции найдём количество вещества водорода:

ᅠᅠ$n(H_2)=\dfrac{1}{2}\cdot n(Li)=\dfrac{0,4}{2}=0,2$ моль

Зная количество вещества водорода, найдём его объём:

ᅠᅠ$V_1(H_2)=n(H_2) \cdot V_m=0,2 \cdot 22,4 = 4,48$ литра

Теперь работаем со второй реакцией. Сначала найдём количество вещества кальция:

ᅠᅠ$n(Ca)=\dfrac{n(Ca)}{M(Ca)}=\dfrac{2}{40}=0,05$ моль

По уравнению реакции найдём количество вещества водорода:

ᅠᅠ$n(H_2)=\dfrac{1}{1}\cdot n(Ca)=1 \cdot 0,05 = 0,05$ моль

Исходя из данного количества вещества найдём объём водорода:

ᅠᅠ$V_2(H_2)=n(H_2) \cdot V_m = 0,05 \cdot 22,4 = 1,12$ литра

Мы нашли объём водорода, выделившегося по отдельности в первой и во второй реакции. Теперь найдём общий объём водорода:

ᅠᅠ$Vo(H_2)= V_1(H_2) + V_2(H_2) = 4,48 + 1,12 = 5,6$ литра

Ответ: а) 5,6л.

Answer 2

Для решения этой задачи нам нужно определить количество водорода, который образуется при реакции лития и кальция с водой, и затем перевести это количество водорода в объем при нормальных условиях (0°C и 1 атмосферное давление).

Сначала определим количество моль водорода, которое образуется при реакции каждого из металлов:

1. Литий (Li): Масса лития (m_Li) = 2,8 г Молярная масса лития (M_Li) = 6,94 г/моль

   Количество молей лития = масса / молярная масса = 2,8 г / 6,94 г/моль ≈ 0,402 моль

   Уравнение реакции лития с водой: 2Li + 2H₂O → 2LiOH + H₂

   Из уравнения видно, что каждый моль лития образует 1 моль водорода. Таким образом, количество молей водорода, образующегося при реакции с литием, равно 0,402 моль.

2. Кальций (Ca): Масса кальция (m_Ca) = 2,0 г Молярная масса кальция (M_Ca) = 40,08 г/моль

   Количество молей кальция = масса / молярная масса = 2,0 г / 40,08 г/моль ≈ 0,0499 моль

   Уравнение реакции кальция с водой: Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂

   Из уравнения видно, что каждый моль кальция образует 1 моль водорода. Таким образом, количество молей водорода, образующегося при реакции с кальцием, также равно 0,0499 моль.

Теперь сложим количество молей водорода, образующегося при реакции с литием и кальцием:

0,402 моль + 0,0499 моль = 0,4519 моль

Теперь мы можем использовать идеальный газовый закон для расчета объема водорода при нормальных условиях (0°C и 1 атмосферное давление).

Объем 1 моля любого газа при нормальных условиях равен приблизительно 22,4 литра. Таким образом, объем водорода, образующегося при реакции, равен:

Объем водорода = количество молей водорода × объем 1 моля газа при нормальных условиях Объем водорода = 0,4519 моль × 22,4 л/моль ≈ 10,11 л

Итак, объем водорода при нормальных условиях, образующегося при реакции лития и кальция с водой, составляет около 10,11 литров. В ближайшем варианте ответа это ближе всего к 11,2 л (вариант "b").