Question

Вычислите объем водорода который выделится при взаимодействии кальция массой 102 г, содержащего 5% примесей, с водой если объёмная доля выхода газа при этом составила 85%

Answer 1

1) Находим массу чистого кальция, которого  в смеси (100 - 5) = 95%:

102 г --------------- 100%

  Х г ---------------- 95%

Х = 102*95/100 = 96,9 г

2) Уравнение реакции:

Са + 2Н₂О → Са(ОН)₂ + Н₂↑

По уравнению видно, что при взаимодействии 1 моля кальция выделяется 1 моль водорода. Масса 1 моля кальция равна 40 г/моль, а 1 моль любого газа (и водорода в том числе) занимает при н.у. объём 22,4 л. Составляем пропорцию:

 40 г Са ----------------------- 22,4 л Н₂

96,9 г Са ----------------------- Х л Н₂

Х = 96,9*22,4/40 = 52,264 л

Это теоретический выход водорода.

3) находим практический выход водорода:

52,264 л -------------- 100%

        Х л --------------- 85%

Х = 52,264*85/100 = 46,1244 л

Ответ: 46,1244 л водорода

Answer 2

Для решения данной задачи, нужно вычислить массу чистого кальция, массу примесей в кальции, массу водорода, выделяющегося при реакции, и объём водорода.

1. Вычислим массу чистого кальция: Масса кальция = 102 г × (1 - 0.05) = 102 г × 0.95 = 96.9 г

2. Вычислим массу примесей в кальции: Масса примесей = 102 г × 0.05 = 5.1 г

3. Вычислим массу водорода, выделяющегося при реакции: Масса водорода = Масса кальция = 96.9 г

4. Вычислим массу газовой смеси, выходящей при реакции: Масса газовой смеси = Масса кальция + Масса примесей = 96.9 г + 5.1 г = 102 г

5. Вычислим массу водорода в газовой смеси: Масса водорода в газовой смеси = Масса газовой смеси × 0.85 = 102 г × 0.85 = 86.7 г

6. Вычислим объём водорода при нормальных условиях (0°C и 1 атм): Molar mass of hydrogen (Молярная масса водорода) = 2 г/моль Количество вещества водорода = Масса водорода в газовой смеси / Молярная масса водорода = 86.7 г / 2 г/моль = 43.35 моль

Объём водорода при нормальных условиях можно вычислить с использованием уравнения состояния идеального газа: V = nRT/P, где V - объём газа (в литрах) n - количество вещества газа (в молях) R - универсальная газовая постоянная (0.0821 л·атм/(моль·К)) T - температура газа (в Кельвинах) P - давление газа (в атмосферах)

При нормальных условиях, T = 273 К, P = 1 атм:

V = (43.35 моль × 0.0821 л·атм/(моль·К) × 273 К) / 1 атм = 1004.77 л

Таким образом, объем водорода, выделяющегося при данной реакции, составляет 1004.77 л.