Номер 137, страница 29 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

137. Какой объём газа (н. у.) выделится при взаимодействии гидрида кальция массой 120 мг с избытком воды?

Дано:

$m(CaH_2) = 120 \text{ мг}$

Вода ($H_2O$) — в избытке

Условия — нормальные (н. у.)

$m(CaH_2) = 120 \text{ мг} = 0.12 \text{ г}$

Найти:

$V(\text{газа}) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции взаимодействия гидрида кальция с водой. Гидриды щелочноземельных металлов бурно реагируют с водой, образуя гидроксид и выделяя водород. Газ, выделяющийся в ходе реакции — это водород ($H_2$).

$CaH_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + 2H_2 \uparrow$

2. Рассчитаем молярную массу гидрида кальция ($CaH_2$), используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы Д.И. Менделеева ($Ar(Ca) = 40$, $Ar(H) = 1$):

$M(CaH_2) = Ar(Ca) + 2 \cdot Ar(H) = 40 \text{ г/моль} + 2 \cdot 1 \text{ г/моль} = 42 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (число моль) гидрида кальция в 120 мг (0.12 г):

$n(CaH_2) = \frac{m(CaH_2)}{M(CaH_2)} = \frac{0.12 \text{ г}}{42 \text{ г/моль}} \approx 0.002857 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции определим количество вещества выделившегося водорода. Из уравнения видно, что из 1 моль $CaH_2$ образуется 2 моль $H_2$. Следовательно, их количества соотносятся как $1:2$.

$\frac{n(CaH_2)}{1} = \frac{n(H_2)}{2}$

$n(H_2) = 2 \cdot n(CaH_2) = 2 \cdot 0.002857 \text{ моль} \approx 0.005714 \text{ моль}$

5. Теперь можем рассчитать объем водорода, который выделится при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. ($0^\circ C$, $1 \text{ атм}$) равен $V_m = 22.4$ л/моль.

$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 0.005714 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 0.128 \text{ л}$

Для удобства можно перевести объем в миллилитры: $0.128 \text{ л} = 128 \text{ мл}$.

Ответ: при взаимодействии 120 мг гидрида кальция с избытком воды выделится 0.128 л (128 мл) водорода.