Question

Какой объём водорода образуется при взаимодействии с 0, 5 л воды 20г кальция, содержащего 5% примесей? Расчитайте массовую долю щёлочи в полученном растворе.

Answer 1

2H2O+->Ca(OH)2+H2
20г-100%
m(Ca)-5%
m(Ca)=1г
1/40=0.025 моль Са
вода находиться в избытке. поэтому вычесления проводим с кальцием.
0.025 моль/1 моль Са=V(H2)/22.4л
V(H2)=0.56л

Answer 2

В реакцию между водой и кальцием образуется водород, гидроксид кальция (щелочь) и тепло. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

Ca + 2H2O -> Ca(OH)2 + H2

Молярная масса кальция (Ca) составляет около 40 г/моль, а массовая доля примесей составляет 5%. Это означает, что массовая доля чистого кальция в данном образце будет равна 95%.

Масса кальция, содержащегося в образце, можно рассчитать следующим образом:

масса кальция = масса образца * массовая доля чистого кальция масса кальция = 20 г * 0,95 = 19 г

Теперь мы можем рассчитать количество молей кальция:

количество молей Ca = масса кальция / молярная масса Ca количество молей Ca = 19 г / 40 г/моль = 0,475 моль

Из уравнения реакции видно, что для образования 1 моля водорода требуется 1 моль кальция. Следовательно, образовалось 0,475 моль водорода.

Теперь рассчитаем объем водорода. Одна моль газа занимает при нормальных условиях (0°С и 1 атм) объем 22,4 литра. Таким образом, 0,475 моль водорода займет:

объем H2 = количество молей H2 * объем 1 моля H2 объем H2 = 0,475 моль * 22,4 л/моль = 10,6 литра

Объем воды, с которой произошла реакция, составляет 0,5 литра. Поэтому объем реакционной смеси составит 10,6 л + 0,5 л = 11,1 литра.

Теперь рассчитаем массовую долю щелочи (Ca(OH)2) в полученном растворе. Молярная масса Ca(OH)2 равна 74 г/моль. Масса Ca(OH)2, содержащаяся в образце, составляет:

масса Ca(OH)2 = количество молей Ca(OH)2 * молярная масса Ca(OH)2 масса Ca(OH)2 = 0,475 моль * 74 г/моль = 35,15 г

Массовая доля щелочи в полученном растворе будет равна:

массовая доля щелочи = масса Ca(OH)2 / масса раствора массовая доля щелочи = 35,15 г / (35,15 г + 500 г) ≈ 6,55%

Таким образом, объем водорода, образующегося при взаимодействии с 0,5 л воды с содержащим 5% примесей кальцием, составляет 10,6 литра, а массовая доля щелочи в полученном растворе около 6,55%.