Question

Кальций 20 г массой растворили в растворе сульфатной кислоты массой 200 г с массовой долей кислоты 19,6%. Какой объем газа при этом выделился? Напишите с дано и формулами На укр. мові: Кальцій масою 20 г розчинили у розчині сульфатної кислоти масою 200 г з масовою часткою кислоти 19,6%. Який об’єм газу при цьому виділився?

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

m(Ca) = 20 г

m(р-рH2SO4) = 200 г

w(H2SO4) = 19,6% или 0,196

Найти: V(H2) - ?

Найдем массу H2SO4 в растворе:

m(H2SO4) = m(р-рH2SO4) * w(H2SO4) = 200 * 0,196 = 39,2 г

Вычислим количество вещества каждого реагента:

n(Ca) = m(Ca)/М(Са) = 20/40 = 0,5 моль

n(H2SO4) = m(H2SO4)/М(H2SO4) = 39,2/98 = 0,4 моль

Составим УХР:

Ca + H2SO4 → CaSO4 + H2

Из уравнения видим, что n(Ca) : n(H2SO4) = 1 : 1, а по условию, Кальций в избытке, поэтому расчет ведем по сульфатной кислоте

n(H2) = n(H2SO4) = 0,4 моль

V(H2) = n(H2) * Vm = 0,4 * 22,4 = 8,96 л

Answer 2

Дано:

• Масса кальция (Ca) = 20 г
• Масса раствора сульфатной кислоты (H2SO4) = 200 г
• Массовая доля кислоты в растворе = 19.6% = 0.196

Мы знаем, что при реакции кальция с сульфатной кислотой образуется водородный газ (H2) и сульфат кальция (CaSO4). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

Ca + H2SO4 -> CaSO4 + H2

Чтобы узнать, какой объем водородного газа выделился при данной реакции, мы можем использовать закон Столетова-Гай-Люссака, который гласит, что объем газа, выделяющегося или поглощающегося в химической реакции, пропорционален соответствующим коэффициентам в уравнении реакции.

Согласно уравнению реакции, один моль кальция (Ca) реагирует с двумя молями сульфатной кислоты (H2SO4) и выделяет один моль водородного газа (H2).

1 моль Ca + 2 моль H2SO4 -> 1 моль H2

Теперь давайте рассчитаем количество молей кальция (Ca) в данной задаче. Молярная масса кальция (Ca) составляет приблизительно 40.08 г/моль. Используем формулу:

Количество молей Ca = Масса кальция / Молярная масса Ca Количество молей Ca = 20 г / 40.08 г/моль ≈ 0.499 моль

Теперь мы знаем, что в реакции участвует 0.499 моль кальция. Согласно уравнению реакции, это же количество молей водородного газа будет выделяться.

Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа (уравнение состояния Клапейрона-Менделеева) для расчета объема газа. Уравнение выглядит следующим образом:

PV = nRT

где: P - давление газа (предположим, что реакция происходит при стандартных условиях - 1 атмосфере) V - объем газа (который мы хотим найти) n - количество молей газа (в нашем случае, это 0.499 моль) R - универсальная газовая постоянная (приближенное значение: 0.0821 л·атм/(моль·К)) T - температура в кельвинах (предположим, что температура окружающей среды составляет 298 K)

Теперь подставим известные значения в уравнение:

(1 атм) * V = (0.499 моль) * (0.0821 л·атм/(моль·К)) * (298 K)

Решаем уравнение:

V = (0.499 моль) * (0.0821 л·атм/(моль·К)) * (298 K) / 1 атм ≈ 12.29 л

Таким образом, при данной реакции выделился примерно 12.29 литров водородного газа.