Question

Помогите с задачей . Кальций массой 20 г. растворили в сульфатной кислоте массой 200 г. , с ω кислоты 19,6 %. Какой объем газа выделится ?

Answer 1

Масса раствора - 200 г, значит воды много, поэтому нам все равно, сколько там было кислоты, и по какому уравнению пойдет реакция.
H2SO4 + Ca = H2 + CaSO4
или
H2O + Ca = H2 + Ca(OH)2
главной, что в любом случае при действии 1 моль кальция выделяется 1 моль водорода
n(Ca) = 20/40 = 0,5 моль
n(H2) =  0,5 моль
V(H2) =  0,5* 22,4 = 11,2 л

Answer 2

Для решения задачи нам необходимо знать химическую реакцию между кальцием и сульфатной кислотой. По общей формуле реакции:

Ca + H2SO4 → CaSO4 + H2↑

Таким образом, одна молекула кальция реагирует с одной молекулой сульфатной кислоты, образуя одну молекулу сернокислого кальция и одну молекулу водорода.

Для решения задачи, нам необходимо вычислить количество веществ кальция и сульфатной кислоты, а затем найти стехиометрический коэффициент реакции, чтобы понять количество газа, выделившегося.

Масса кальция (Ca) составляет 20 г, а масса сульфатной кислоты (H2SO4) составляет 200 г. Для вычисления количества веществ в граммах, необходимо использовать соответствующие молярные массы:

- молярная масса кальция (Ca) = 40 г/моль - молярная масса сульфатной кислоты (H2SO4) = 98 г/моль

Используя данные массы и молярные массы, мы можем рассчитать количество веществ:

- количество веществ кальция = масса кальция / молярная масса кальция = 20 г / 40 г/моль = 0,5 моль

- количество веществ сульфатной кислоты = масса кислоты / молярная масса кислоты = 200 г / 98 г/моль = 2,04 моль

Теперь мы можем определить стехиометрический коэффициент реакции, который показывает, сколько молекул газа выделяется при реакции одной молекулы кальция и одной молекулы сульфатной кислоты. По уравнению реакции видно, что коэффициенты для веществ равны: 1:1:1:1.

Это означает, что 1 моль кальция реагирует с 1 молью сульфатной кислоты, образуя 1 моль сернокислого кальция и 1 моль водорода.

Таким образом, количество газа, выделившегося в результате реакции, равно количеству веществ водорода, которое равно количеству веществ кальция, а именно:

- количество газа = количество веществ водорода = количество веществ кальция = 0,5 моль

Для определения объема газа воспользуемся уравнением состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:

V = nRT/P

Где: V – объем газа (в литрах) n – количество веществ газа (в молях) R – универсальная газовая постоянная (0,082 л·атм/моль·К) T – температура газа (в Кельвинах) P – давление газа (в атмосферах)

Для данной задачи температура не задана, поэтому мы используем комнатную температуру, которая примерно равна 298 Кельвина. Давление также не указано, но мы можем положить его равным атмосферному давлению, то есть 1 атмосфера.

Подставляя известные значения в уравнение, мы получаем:

V = 0,5 моль x 0,082 л·атм/моль·К x 298 К / 1 атм = 12,07 л

Таким образом, объем газа, выделенного при данной реакции, составляет 12,07 л.