Яка масова частка чистого металу у результаті реакції, де 25 г кальцію з домішками з реагує з достатньою кількістю

Тема: Расчет массовой доли чистого металла

Описание: Для решения этой задачи нам понадобится молярная масса кальция (Ca) и молярная масса водорода (H2). Зная эти значения, мы сможем рассчитать количество вещества кальция и водорода в реакции.

1. Сначала нам нужно вычислить количество вещества кальция, используя его молярную массу (40,08 г/моль) и массу, данную в задаче (25 г):
Количество вещества кальция (n) = масса кальция (m) / молярная масса кальция (M)
n = 25 г / 40,08 г/моль

2. Затем мы используем уравнение баланса реакции, чтобы узнать, какое количество вещества водорода производится при реакции с указанным количеством кальция. Из уравнения баланса мы знаем, что на одну моль кальция приходится одна моль водорода.
Таким образом, количество вещества водорода равно количеству вещества кальция.

3. Поскольку мы знаем, что объем водорода составляет 11,2 л, мы можем преобразовать его в количество вещества водорода, используя уравнение состояния газов, PV = nRT, где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная и T - температура газа.

4. Рассчитываем количество вещества водорода:
n_водород = P_водород * V_водород / (R * T)

5. Теперь мы можем рассчитать массовую долю чистого металла (кальция):
Массовая доля чистого металла (x) = (n_кальций * M_кальций) / (n_водород * M_водород) * 100%

Пример использования:
Масса кальция (Ca) = 25 г
Объем водорода (H2) = 11,2 л
Молярная масса кальция (M_кальций) = 40,08 г/моль
Молярная масса водорода (M_водород) = 2 г/моль
Универсальная газовая постоянная (R) = 0,0821 л·атм/моль·К
Температура (T) = 298 К

1. Вычисляем количество вещества кальция:
n_кальций = 25 г / 40,08 г/моль = 0,624 моль

2. Поскольку на каждую моль кальция приходится одна моль водорода, количество вещества водорода равно 0,624 моль.

3. Преобразуем объем водорода в количество вещества водорода:
n_водород = P_водород * V_водород / (R * T) (предполагая, что давление равно атмосферному давлению)
n_водород = (1 атм * 11,2 л) / (0,0821 л·атм/моль·К * 298 К) ≈ 0,483 моль

4. Рассчитываем массовую долю чистого металла:
x = (0,624 моль * 40,08 г/моль) / (0,483 моль * 2 г/моль) * 100% ≈ 52,02%

Совет: Когда решаете задачу, не забывайте учесть молярные массы веществ, стехиометрические соотношения между реагентами и продуктами, уравнения состояния газов и другие применимые законы и формулы.

Упражнение: Какая массовая доля чистого металла будет в результате реакции, если 50 г алюминия реагируют с достаточным количеством хлора и образуется 65 г хлорида алюминия? (Молярная масса алюминия = 27 г/моль, молярная масса хлора = 35,5 г/моль)