Question

Объем водорода, выделяющегося при растворении 100 г металлического кальция в соляной кислоте (н.у), составляет

Answer 1

100 г                                                       Х л
Сa       +      2HCl      ->    CaCl2      +     H2
n = 1 моль                                             n = 1 моль
М =40 г/моль                                      Vm=22,4 л/моль
m=40 г                                                V = 22,4 л

100 г Са   -   Х л Н2
40 г Са    -   22,4 л Н2
V(H2) = 100 * 22,4 / 40 = 56 л

Answer 2

Общая реакция между металлическим кальцием и соляной кислотой (HCl) выглядит так:

\[ \text{Ca} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2 \]

Согласно уравнению, при растворении 1 моль (40,08 г) металлического кальция в растворе соляной кислоты, выделяется 1 моль (22,4 л при стандартных условиях) водорода.

Теперь, чтобы рассчитать количество выделяющегося водорода при растворении 100 г металлического кальция, нужно использовать молярную массу кальция, чтобы выяснить количество молей кальция в 100 г:

\[\text{Молярная масса Ca} = 40,08 \, \text{г/моль}\]

\[ \text{Количество молей Ca} = \frac{\text{Масса}}{\text{Молярная масса}} = \frac{100 \, \text{г}}{40,08 \, \text{г/моль}} \approx 2,496 \, \text{моль}\]

С учетом стехиометрии реакции, каждый моль кальция реагирует с двумя молями HCl, так что общее количество молей HCl, которое будет использовано, будет вдвое больше:

\[ \text{Количество молей HCl} = 2 \times \text{Количество молей Ca} = 2 \times 2,496 \, \text{моль} = 4,992 \, \text{моль}\]

Теперь, учитывая, что каждый моль HCl дает 1 моль водорода:

\[ \text{Количество молей H}_2 = \text{Количество молей HCl} = 4,992 \, \text{моль}\]

Используя уравнение состояния идеального газа (PV = nRT), при стандартных условиях (нормальные условия - 0°C и 1 атм):

\[ V = \frac{n \cdot RT}{P} = \frac{4,992 \, \text{моль} \times 0,0821 \, \text{л} \cdot \text{атм/моль} \cdot \text{K}^{-1} \times 273,15 \, \text{K}}{1 \, \text{атм}} \approx 109,68 \, \text{л}\]

Таким образом, объем водорода, выделяющегося при растворении 100 г металлического кальция в соляной кислоте при стандартных условиях, составляет примерно 109,68 л.