Концентрация гидроксида кальция из кубика кальция и воды
Кубик из кальция, ребро которого имеет длину 1 см, растворили в воде массой 500 г. Вычислите концентрацию гидроксида кальция в образовавшемся растворе, если плотность кальция составляет 1,54 г/см^3.
Дано
`a = 1 text{ см}`
`ρ(Ca) = 1.54 text{ г/см}^3`
`m(H_2O) = 500 text{ г}`
Найти
`ω(Ca(OH)_2) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции кальция с водой:
`Ca + 2H_2O = Ca(OH)_2 + H_2 text{↑}`
Найдём объём кубика кальция:
`V(Ca) = a^3 = 1^3 = 1 text{ см}^3`
Найдём массу кубика кальция:
`m(Ca) = ρ(Ca) * V(Ca) = 1.54 * 1 = 1.54 text{ г}`
Найдём количество вещества кальция:
`n(Ca) = (m(Ca))/(M(Ca)) = 1.54/40 = 0.0385 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества гидроксида кальция равно количеству вещества кальция:
`n(Ca(OH)_2) = n(Ca) = 0.0385 text{ моль}`
Найдём массу образовавшегося гидроксида кальция:
`m(Ca(OH)_2) = n(Ca(OH)_2) * M(Ca(OH)_2) = 0.0385 * 74 = 2.849 text{ г}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества водорода равно количеству вещества кальция:
`n(H_2) = n(Ca) = 0.0385 text{ моль}`
Найдём массу выделившегося водорода:
`m(H_2) = n(H_2) * M(H_2) = 0.0385 * 2 = 0.077 text{ г}`
Найдём массу конечного раствора:
`m_text{итог.}(р-ра) = m(H_2O) + m(Ca) - m(H_2) = 500 + 1.54 - 0.077 = 501.463 text{ г}`
Вычислим массовую долю гидроксида кальция в растворе:
`ω(Ca(OH)_2) = (100 * m(Ca(OH)_2))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100 * 2.849)/501.463 = 0.5681%`
Ответ
`ω(Ca(OH)_2) = 0.5681%`