Дано:
- Масса технического гидрида кальция = 21 г
- Массовая доля примесей в гидриде кальция = 10%
- Масса технической серы = 32 г
- Массовая доля примесей в сере = 20%
- Газы измеряются при нормальных условиях (н. у.)
Найти:
- Объем сероводорода, полученного в результате реакции, при нормальных условиях
Решение:
1. Определим массу чистого гидрида кальция:
- Масса примесей = 21 г × 0.10 = 2.1 г
- Масса чистого гидрида кальция = 21 г - 2.1 г = 18.9 г
2. Определим массу чистой серы:
- Масса примесей = 32 г × 0.20 = 6.4 г
- Масса чистой серы = 32 г - 6.4 г = 25.6 г
3. Определим формулу гидрида кальция. На практике это CaH2.
4. Запишем уравнение реакции гидрида кальция с водой:
CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2
5. Определим количество вещества гидрида кальция:
- Молекулярная масса CaH2 = 40 + 2 × 1 = 42 г/моль
- Количество вещества CaH2 = 18.9 г / 42 г/моль = 0.45 моль
6. Теперь определим количество газа, образующегося в реакции с водой:
- По уравнению реакции, 1 моль CaH2 дает 2 моль H2
- Таким образом, 0.45 моль CaH2 даст 0.45 × 2 = 0.90 моль H2
7. Реакция сероводорода с серой (образование H2S):
H2 + S → H2S
8. Определим количество серы, необходимое для реакции с H2:
- Молекулярная масса S = 32 г/моль
- Количество вещества S = 25.6 г / 32 г/моль = 0.80 моль
- Соотношение H2:S = 1:1, т.е. 0.80 моль серы потребует 0.80 моль H2
9. В наличии 0.90 моль H2, что достаточно для реакции с 0.80 моль серы.
10. Определим объем сероводорода при нормальных условиях:
- Количество вещества H2S = 0.80 моль
- Объем 1 моль газа при н. у. = 22.4 литра
- Объем H2S = 0.80 моль × 22.4 л/моль = 17.92 литра
Ответ:
Объем сероводорода, полученного при реакции, составляет 17.92 литра.