Вопрос школьника
Вычислите объем водорода (н.у.), который может быть получен при растворении в воде 120 мг кальция, если выход газа составляет 80% от теоретически возможного
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать реакцию между кальцием и водой:
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
Из уравнения видно, что на каждый моль кальция, растворенного в воде, образуется один моль водорода. Таким образом, для расчета объема водорода необходимо знать количество молей кальция, растворенного в воде.
Масса кальция, растворенного в воде, равна 120 мг. Для расчета количества молей кальция необходимо разделить массу на молярную массу:
n(Ca) = m(Ca) / M(Ca) = 0.12 г / 40.08 г/моль = 0.00299 моль
Так как на каждый моль кальция образуется один моль водорода, то количество молей водорода равно 0.00299 моль.
Для расчета объема водорода необходимо использовать уравнение состояния идеального газа:
V(H2) = n(H2) * R * T / P
где V(H2) — объем водорода, n(H2) — количество молей водорода, R — универсальная газовая постоянная, T — температура в Кельвинах, P — давление.
Условия задачи не указывают температуру и давление, поэтому будем считать, что они равны нормальным условиям (0°C и 1 атм).
R = 8.31 Дж/(моль*К)
T = 273 К
P = 1 атм = 101325 Па
Таким образом, подставляя значения в уравнение, получаем:
V(H2) = 0.00299 моль * 8.31 Дж/(моль*К) * 273 К / 101325 Па = 0.064 л
Ответ: объем водорода (н.у.), который может быть получен при растворении в воде 120 мг кальция, если выход газа составляет 80% от теоретически возможного, равен 0.064 л.
