Question

При сжигании железа в кислороде было получено 4,64 г оксида, для полного восстановления которого требовалось 1,792 литра водорода. Определите химическую формулу этого оксида​

Answer 1

Ответ:

В р-ии восстановления металлов из оксидов: H2 -2e- = 2H+ (z = 2) эквивалентный объем H2 V экв. = Vm/z = 22.4/2 = 11.2 л/моль;

тогда по закону эквивалентов, молярная масса эквивалента M экв. оксида = m оксида*(Vэкв./V) = 4.64*(11.2/1.792) = 29 г/моль-экв;

с др. стороны, M экв. оксида = M экв. Me+M экв. O (в оксидах = M/z = 16/2 = 8 г/моль-экв), откуда M экв. Me = M экв. оксида-M экв. O = 29-8 = 21 г/моль-экв;

M экв. Me = M Me/z (z в данном случае численно равен валентности), тогда z = M/M экв. = 56/21 = 2.667;

нецелочисленное значение валентности железо проявляет в оксиде FeO*Fe2O3 ((2+3*2)/3 = 2.667);

оксид - FeO*Fe2O3.

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем использовать информацию о количестве оксида (4,64 г) и объеме водорода, необходимого для его полного восстановления (1,792 л).

1. Рассчитаем количество молекул водорода (H2), используя условия задачи и уравнение состояния идеального газа:

   $PV = nRT$

   Где:

   • $P$ - давление (предположим стандартное давление, 1 атмосфера),
   • $V$ - объем в литрах (1,792 литра),
   • $n$ - количество молекул водорода,
   • $R$ - универсальная газовая постоянная,
   • $T$ - температура (предположим стандартную температуру, 273 K).

   Мы можем решить это уравнение относительно $n$ для водорода.

2. Рассчитаем количество молекул кислорода в оксиде.

   Это можно сделать, используя массу оксида и массу молекулы $O_2$ (молекула кислорода), и затем перевести это количество в молекулы оксида.

3. Сравним количество молекул водорода и кислорода в оксиде.

   По уравнению химической реакции для образования воды, зная количество молекул водорода и кислорода, мы сможем определить химическую формулу оксида.

Важно отметить, что мы предполагаем, что реакция происходит при стандартных условиях (давление 1 атмосфера, температура 273 K), и что оксид образуется полностью.

Давайте начнем с шага 1 и рассчитаем количество молекул водорода. Уравнение идеального газа можно переписать как:

$n = \frac{{PV}}{{RT}}$

Вставляем значения:

n_{\text{{водорода}}} = \frac{{1.792 \, \text{{л}} \times 1 \, \text{{атм}}}}{{0.0821 \, \text{{л} \cdot \text{{атм}}/(\text{{моль} \cdot \text{{K}})} \times 273 \, \text{{K}}}}

Рассчитаем $n_{\text{{водорода}}}$.