Question

Помогите решить понятно. Железо массой 5,6 г растворили в 200 мл раствора соляной кислоты (ρ=1,05 г/мл) с массовой долей 10 %. Вычислите объем выделившегося водорода.

Answer 1

m(Fe) = 5.6 g

V(р-ра) = 200 ml

P(р-ра) = 1.05 g / ml

W(HCl) = 10%

V(H2) - ?

m(р-ра) = 200 * 1.05 = 210 g

m(HCl) = 0.1 * 210 = 21 g

n(Fe) = 5.6 / 56 = 0.1 mol

n(HCl) = 21 / 36.5 = 0.57 mol (приблизительно)

0.1 mol x mol

2Fe + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2

2 mol  6 mol

2:0.1 = 6:x

2x = 0.6

x = 0.3

Видим что для полной реакции HCl с Fe надо 0.3 моль HCl, его у нас 0.57 моль, следовательно HCl - в избытке (0.57 > 0.3), Fe - в недостатке. Считаем по Fe.

0.1 mol                             x mol

2Fe + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2

2 mol                               3 mol

2:0.1 = 3:x

2x = 0.3

x = 0.15

V(H2) = 0.15 * 22.4 = 3.36 l

Ответ: V(H2) = 3.36 l.

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения массы и закон стехиометрии химических реакций.

1. Сначала определим количество соляной кислоты, содержащейся в 200 мл раствора с массовой долей 10%. Масса раствора будет равна:

Масса раствора = объем раствора × плотность раствора = 200 мл × 1,05 г/мл = 210 г

Теперь найдем массу соляной кислоты:

Масса соляной кислоты = Масса раствора × массовая доля соляной кислоты = 210 г × 0,10 = 21 г

2. Теперь найдем количество моль соляной кислоты, используя ее молярную массу. Молярная масса HCl (соляной кислоты) равна приближенно 36,5 г/моль.

Количество моль HCl = Масса HCl / Молярная масса HCl = 21 г / 36,5 г/моль ≈ 0,575 моль

3. Зная количество моль соляной кислоты, мы можем определить количество моль водорода, так как в реакции между железом и соляной кислотой образуется моль водорода на каждый моль соляной кислоты.

Количество моль водорода = 0,575 моль

4. Теперь применим идеальный газовый закон, чтобы найти объем выделившегося водорода. При стандартных условиях (0°C и 1 атм) один моль газа занимает объем приблизительно 22,4 л.

Объем водорода = Количество моль водорода × 22,4 л/моль Объем водорода = 0,575 моль × 22,4 л/моль ≈ 12,88 л

Таким образом, объем выделившегося водорода составляет приблизительно 12,88 л.