Задача 1: Смешали 10 г кальция и 10 г соляной кислоты. Какой объём водорода (н.у.) выделится?

Задача 1:

Пошаговое решение:

• Шаг 1: Запишем уравнение реакции между кальцием и соляной кислотой: \[ Ca + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2 \]
• Шаг 2: Определим молярные массы кальция (Ca) и соляной кислоты (HCl):
  • M(Ca) = 40 г/моль
  • M(HCl) = 36.5 г/моль
• Шаг 3: Рассчитаем количество вещества (n) для кальция и соляной кислоты:
  • n(Ca) = m(Ca) / M(Ca) = 10 г / 40 г/моль = 0.25 моль
  • n(HCl) = m(HCl) / M(HCl) = 10 г / 36.5 г/моль ≈ 0.274 моль
• Шаг 4: Определим, какое вещество в недостатке. Из уравнения реакции видно, что 1 моль Ca реагирует с 2 молями HCl. Следовательно, для 0.25 моль Ca потребуется 0.5 моль HCl. У нас есть только 0.274 моль HCl, значит, HCl в недостатке.
• Шаг 5: Рассчитаем количество вещества образовавшегося водорода. Из уравнения реакции видно, что 2 моль HCl образует 1 моль H2. Значит: \[ n(H_2) = \frac{1}{2} n(HCl) = \frac{1}{2} \cdot 0.274 \approx 0.137 \] моль
• Шаг 6: Рассчитаем объём выделившегося водорода при нормальных условиях (н.у.). Vm = 22.4 л/моль \[ V(H_2) = n(H_2) \cdot Vm = 0.137 \cdot 22.4 \approx 3.07 \] л

Ответ: 3.07 л