Какой объем водорода (в литрах) выделился при взаимодействии 5 г кальция с соляной кислотой и как он соотносится

Добро пожаловать! Для решения данной задачи, нам необходимо использовать знания химии.

Сначала возьмем химическое уравнение реакции между кальцием и соляной кислотой:

\[Ca + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2\]

Из уравнения видно, что 1 моль кальция взаимодействует с 2 молями соляной кислоты, и в результате образуется 1 моль водорода.

1 моль газа при стандартных условиях (0°C и 1 атм давления) занимает объем примерно равный 22,4 литрам.

Теперь мы можем использовать данную информацию для решения задачи. Для начала, найдем количество вещества кальция, имея его массу:

\[n({Ca}) = \frac{m}{{M({Ca})}}\]

где \(m\) - масса кальция, \(M({Ca})\) - молярная масса кальция. Молярная масса кальция равна 40 г/моль. Подставим известные значения:

\[n({Ca}) = \frac{5 г}{{40 г/моль}} = 0,125 моль\]

Так как кальций реагирует с соляной кислотой в соотношении 1:2, мы знаем, что количество соляной кислоты будет в 2 раза больше:

\[n({HCl}) = 2 \cdot n({Ca}) = 2 \cdot 0,125 моль = 0,25 моль\]

Теперь мы можем использовать количество вещества соляной кислоты, чтобы найти количество вещества выделившегося водорода. По химическому уравнению, каждый моль кальция выделяет 1 моль водорода:

\[n({H_2}) = n({Ca}) = 0,125 моль\]

Наконец, мы можем найти объем водорода в литрах, зная его количество вещества:

\[V({H_2}) = n({H_2}) \cdot V_0\]

где \(V_0\) - молярный объем газа при стандартных условиях, примерно равный 22,4 л/моль. Подставим значения:

\[V({H_2}) = 0,125 моль \cdot 22,4 л/моль = 2,8 л\]

Теперь у нас есть ответ на первую часть вопроса: объем выделившегося водорода составляет 2,8 литра.

Чтобы определить, соответствует ли данный объем теоретическому значению, мы можем использовать формулу процентного выхода:

\[y = \frac{{\text{экспериментальный объем}}}{{\text{теоретический объем}}} \cdot 100\%\]

\[y = \frac{{2,8 л}}{{22,4 л}} \cdot 100\% = 12,5\%\]

Таким образом, экспериментальное значение объема водорода соответствует 12,5% от теоретического значения.

Я надеюсь, что это объяснение помогло вам понять решение данной задачи. Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать их!