Номер 4, страница 81 - гдз по химии 8 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

ч. II. § 21. Вода. Основания. Глава 2. Важнейшие представители неорганических веществ. Количественные отношения в химии - номер 4, страница 81.

4. Определите объём водорода и количество вещества основания, полученных в результате реакции замещения 20 г кальция с водой.

Дано:

$m(\text{Ca}) = 20 \text{ г}$

Найти:

$V(\text{H}_2) - ?$

$n(\text{Ca}(\text{OH})_2) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции замещения кальция с водой. Кальций, как активный щелочноземельный металл, реагирует с водой с образованием гидроксида кальция (основания) и выделением газообразного водорода. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

$\text{Ca} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca}(\text{OH})_2 + \text{H}_2\uparrow$

2. Найдем количество вещества кальция ($n$), которое вступило в реакцию. Для этого воспользуемся формулой $n = \frac{m}{M}$, где $m$ - масса вещества, а $M$ - его молярная масса. Молярная масса кальция $M(\text{Ca})$, согласно периодической таблице Д.И. Менделеева, составляет $40 \text{ г/моль}$.

$n(\text{Ca}) = \frac{20 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль}$

3. Используя уравнение реакции, определим количество вещества продуктов: основания (гидроксида кальция) и водорода. Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении, из 1 моль кальция образуется 1 моль гидроксида кальция и 1 моль водорода.

Соотношение количеств веществ: $n(\text{Ca}) : n(\text{Ca}(\text{OH})_2) : n(\text{H}_2) = 1:1:1$.

Следовательно, количество вещества образовавшегося основания (гидроксида кальция) равно количеству вещества прореагировавшего кальция:

$n(\text{Ca}(\text{OH})_2) = n(\text{Ca}) = 0.5 \text{ моль}$

Аналогично, количество вещества выделившегося водорода также равно количеству вещества кальция:

$n(\text{H}_2) = n(\text{Ca}) = 0.5 \text{ моль}$

4. Теперь рассчитаем объем водорода. По закону Авогадро, 1 моль любого газа при нормальных условиях (н.у.: температура 0°C, давление 1 атм) занимает объем $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$. Объем газа ($V$) можно найти по формуле $V = n \cdot V_m$.

$V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \cdot V_m = 0.5 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 11.2 \text{ л}$

Ответ: в результате реакции было получено $0.5 \text{ моль}$ основания (гидроксида кальция) и $11.2 \text{ л}$ водорода.