Номер 7, страница 203 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

7. В результате взаимодействия кальция с водой выделился водород объемом 3,36 $дм^3$ (н. у.). Рассчитайте химическое количество прореагировавшего кальция и массу образовавшегося сложного вещества.

Дано:

$V(H_2) = 3,36 \text{ дм}^3$ (н. у.)

$V(H_2) = 3,36 \text{ дм}^3 = 3,36 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$n(Ca) - ?$

$m(\text{сложного вещества}) - ?$

Решение:

Запишем уравнение реакции взаимодействия кальция с водой. Кальций ($Ca$) — это активный щелочноземельный металл, который бурно реагирует с водой ($H_2O$) с образованием соответствующего гидроксида и выделением водорода ($H_2$). Таким образом, искомое сложное вещество — это гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$).

Уравнение реакции в сбалансированном виде:

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

Для дальнейших расчетов найдем химическое количество выделившегося водорода. Объем газа при нормальных условиях (н. у.) связан с его количеством через молярный объем $V_m = 22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}$.

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{3,36 \text{ дм}^3}{22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}} = 0,15 \text{ моль}$

Химическое количество прореагировавшего кальция

По уравнению реакции, стехиометрические коэффициенты перед кальцием ($Ca$) и водородом ($H_2$) равны 1. Это означает, что их молярное соотношение в реакции равно 1:1.

$\frac{n(Ca)}{1} = \frac{n(H_2)}{1}$

Следовательно, химическое количество прореагировавшего кальция равно химическому количеству выделившегося водорода:

$n(Ca) = n(H_2) = 0,15 \text{ моль}$

Ответ: химическое количество прореагировавшего кальция 0,15 моль.

Масса образовавшегося сложного вещества

Сложным веществом является гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$). Из уравнения реакции следует, что стехиометрические коэффициенты перед гидроксидом кальция и водородом равны 1, значит, их молярное соотношение также 1:1.

$\frac{n(Ca(OH)_2)}{1} = \frac{n(H_2)}{1}$

$n(Ca(OH)_2) = n(H_2) = 0,15 \text{ моль}$

Для нахождения массы гидроксида кальция сначала рассчитаем его молярную массу $M(Ca(OH)_2)$, используя относительные атомные массы элементов из Периодической системы Д. И. Менделеева ($Ar(Ca) \approx 40$, $Ar(O) \approx 16$, $Ar(H) \approx 1$).

$M(Ca(OH)_2) = Ar(Ca) + 2 \cdot (Ar(O) + Ar(H)) = 40 + 2 \cdot (16 + 1) = 74 \text{ г/моль}$

Теперь рассчитаем массу образовавшегося гидроксида кальция по формуле $m = n \cdot M$:

$m(Ca(OH)_2) = n(Ca(OH)_2) \cdot M(Ca(OH)_2) = 0,15 \text{ моль} \cdot 74 \text{ г/моль} = 11,1 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося сложного вещества (гидроксида кальция) 11,1 г.