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

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Сначала найдем количество кальция без примесей:

Масса чистого кальция = масса кальция / (1 - % примесей)
Масса чистого кальция = 20 г / (1 - 0,05) = 20 г / 0,95 = 21,05 г

Теперь найдем количество моль кальция:

n(Ca) = масса кальция / молярная масса Ca
n(Ca) = 21,05 г / 40,08 г/моль = 0,525 моль

Согласно уравнению реакции:
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2

Один моль кальция реагирует с двумя молями воды, значит количество моль воды будет равно удвоенному количеству молей кальция:

n(H2O) = 2 n(Ca) = 2 0,525 = 1,05 моль

Теперь найдем объем образовавшегося водорода при стандартных условиях:

V(H2) = n(H2) 22,4 л/моль = 1,05 22,4 = 23,52 л

Теперь найдем массовую долю щелочи в растворе кальция гидроксида:

Масса Ca(OH)2 = масса кальция + 2 масса кислорода + 2 масса водорода
Масса Ca(OH)2 = 21,05 г + 2 16 г/моль + 2 1 г/моль = 21,05 г + 32 г + 2 г = 55,05 г

Массовая доля щелочи = масса Ca(OH)2 / (масса Ca(OH)2 + масса воды) 100%
Массовая доля щелочи = 55,05 г / (55,05 г + 500 г) 100% = 55,05 г / 555,05 г * 100% ≈ 9,91%

Итак, объем водорода, образующегося при взаимодействии 0,5 л воды и 20 г кальция, равен 23,52 л, а массовая доля щелочи в полученном растворе составляет примерно 9,91%.