Номер 3, страница 60 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

3. Вычислите объём водорода (н. у.), который может быть получен при растворении в воде 120 мг кальция, если выход газа составляет 80% от теоретически возможного.

Дано:

Найти:

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия кальция с водой. При этой реакции образуются гидроксид кальция и выделяется газообразный водород.

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

2. Найдем количество вещества кальция ($Ca$), вступившего в реакцию. Молярная масса кальция, согласно периодической таблице Д. И. Менделеева, составляет $M(\text{Ca}) \approx 40 \text{ г/моль}$.

$n(\text{Ca}) = \frac{m(\text{Ca})}{M(\text{Ca})} = \frac{0.12 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0.003 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим теоретически возможное количество вещества водорода ($H_2$). Из уравнения видно, что из 1 моль кальция образуется 1 моль водорода, следовательно, их количества веществ соотносятся как 1:1.

$n_{теор.}(\text{H}_2) = n(\text{Ca}) = 0.003 \text{ моль}$

4. Вычислим теоретический объем водорода, который может выделиться при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. составляет $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$.

$V_{теор.}(\text{H}_2) = n_{теор.}(\text{H}_2) \cdot V_m = 0.003 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 0.0672 \text{ л}$

5. Рассчитаем практический объем водорода с учетом того, что выход реакции составляет 80% ($\eta = 0.8$).

$V_{практ.}(\text{H}_2) = V_{теор.}(\text{H}_2) \cdot \eta(\text{H}_2)$

$V_{практ.}(\text{H}_2) = 0.0672 \text{ л} \cdot 0.8 = 0.05376 \text{ л}$

6. Для наглядности можно перевести полученный объем в миллилитры:

$0.05376 \text{ л} \cdot 1000 \frac{\text{мл}}{\text{л}} = 53.76 \text{ мл}$

Ответ: объём водорода, который может быть получен, составляет 0.05376 л (или 53.76 мл).