С2. Задача по химическому уравнению. Какой объём водорода выделится при взаимодействии 80 г кальция с ортофосфорной кислотой?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции:

   Взаимодействие кальция (Ca) с ортофосфорной кислотой (H₃PO₄) приводит к образованию фосфата кальция (Ca₃(PO₄)₂) и выделению водорода (H₂).

   \[ Ca + H_3PO_4 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + H_2 \]

2. Сбалансируем уравнение:

   Чтобы количество атомов каждого элемента было одинаковым в обеих частях уравнения, расставим коэффициенты.

   \[ 3Ca + 2H_3PO_4 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + 3H_2 \]

3. Найдем молярные массы:

   Молярная масса кальция (Ca) = 40 г/моль.

   Молярная масса водорода (H₂) = 2 г/моль.

4. Рассчитаем количество вещества кальция:

   Количество вещества (n) = Масса (m) / Молярная масса (M)

   \[ n(Ca) = \frac{80 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 2 \text{ моль} \]

5. Определим количество вещества водорода по уравнению реакции:

   Из уравнения видно, что из 3 моль Ca выделяется 3 моль H₂. Следовательно, количество вещества водорода равно количеству вещества кальция.

   \[ n(H_2) = n(Ca) = 2 \text{ моль} \]

6. Рассчитаем объем водорода:

   При нормальных условиях (н.у.) 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л.

   Объем (V) = Количество вещества (n) × Молярный объем (V_m)

   \[ V(H_2) = 2 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 44.8 \text{ л} \]

Ответ: 44.8 л