Задание 3. (Массовая доля выхода) При взаимодействии 4 г кальция с водой было получено 2 л водорода (н.у.). Вычислите объемную долю выхода продукта реакции от теоретически возможного.

Ответ: 56,1 %

1. Шаг 1: Расчет теоретического объема водорода
   • Молярная масса кальция (Ca) = 40 г/моль
   Количество вещества кальция:\[ n(Ca) = \frac{4 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0.1 \text{ моль} \]
2. Шаг 2: Определение теоретического количества вещества водорода Реакция взаимодействия кальция с водой:\[ Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \] Из уравнения реакции видно, что при взаимодействии 1 моль кальция выделяется 1 моль водорода. Следовательно, при взаимодействии 0.1 моль кальция выделится 0.1 моль водорода. Молярный объем газа при нормальных условиях (н.у.) составляет 22.4 л/моль. Теоретический объем водорода:\[ V_{теор}(H_2) = 0.1 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 2.24 \text{ л} \]
3. Шаг 3: Расчет объемной доли выхода водорода Объемная доля выхода продукта реакции рассчитывается по формуле:\[ \phi(\text{выхода}) = \frac{V_{практ}}{V_{теор}} \cdot 100 \% \] В нашем случае практический объем водорода составляет 2 л, а теоретический — 2.24 л. Объемная доля выхода водорода:\[ \phi(H_2) = \frac{2 \text{ л}}{2.24 \text{ л}} \cdot 100 \% = 89.29 \% \]

Ответ: 89,29 %