При взаимодействии 60 г технического кальция с 2% примесей с водой было получено 30 л водорода (н.у). Определить

Хорошо, давайте решим данную задачу. Для начала, нам необходимо определить количество вещества кальция, взаимодействующего с водой. Для этого воспользуемся формулой:

\[n_{Ca} = \frac{m_{Ca}}{M_{Ca}}\]

где \(n_{Ca}\) - количество вещества кальция (в молях), \(m_{Ca}\) - масса кальция (в граммах), \(M_{Ca}\) - молярная масса кальция.

Молярная масса кальция равна 40 г/моль. Подставляя значения, получаем:

\[n_{Ca} = \frac{60 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} = 1,5 \, \text{моль}\]

Теперь нам необходимо определить количество вещества водорода, образующегося в результате реакции. Для этого воспользуемся соотношением между количеством вещества кальция и водорода:

\[n_{H_2} = 2n_{Ca}\]

Подставляя значение количества вещества кальция, получаем:

\[n_{H_2} = 2 \cdot 1,5 \, \text{моль} = 3 \, \text{моль}\]

Далее, нам необходимо определить объем водорода при нормальных условиях (н.у). Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

\[V_{H_2} = n_{H_2} \cdot V_{m_{H_2}}\]

где \(V_{H_2}\) - объем водорода (в литрах), \(V_{m_{H_2}}\) - молярный объем водорода при нормальных условиях (22,4 л/моль).

Подставляя значения, получаем:

\[V_{H_2} = 3 \, \text{моль} \cdot 22,4 \, \text{л/моль} = 67,2 \, \text{л}\]

Таким образом, объем водорода при нормальных условиях составляет 67,2 л.

Далее, для определения объемной доли продукта реакции, мы можем использовать следующую формулу:

\[V_{\text{доли}} = \frac{V_{H_2}}{V_{\text{всего}}} \times 100\%\]

где \(V_{\text{доли}}\) - объемная доля продукта реакции, \(V_{H_2}\) - объем водорода, \(V_{\text{всего}}\) - общий объем реакционной смеси.

Мы знаем объем водорода (67,2 л). Чтобы определить общий объем реакционной смеси, нам нужно учесть, что объем водорода в смеси равен 30 л, а процентные примеси кальция составляют 2%. Давайте найдем общий объем смеси:

\[V_{\text{всего}} = \frac{V_{H_2}}{1 - \frac{m_{\text{прим}}}{m_{\text{Ca}}}}\]

где \(m_{\text{прим}}\) - масса примесей (в граммах), \(m_{\text{Ca}}\) - масса кальция (в граммах).

Так как массовая доля примеси составляет 2%, то масса примеси равна:

\[m_{\text{прим}} = 0,02 \cdot m_{Ca} = 0,02 \cdot 60 \, \text{г} = 1,2 \, \text{г}\]

Подставляя значения, получаем:

\[V_{\text{всего}} = \frac{67,2 \, \text{л}}{1 - \frac{1,2 \, \text{г}}{60 \, \text{г}}} = \frac{67,2 \, \text{л}}{0,98} \approx 68,571 \, \text{л}\]

Теперь мы можем вычислить объемную долю продукта реакции:

\[V_{\text{доли}} = \frac{67,2 \, \text{л}}{68,571 \, \text{л}} \times 100\% \approx 98,05\%\]

Итак, объемная доля продукта реакции составляет около 98,05%.