Question

Определи массу раствора соляной кислоты с массовой долей HCl, равной 0,25, которую надо добавить к железу для получения водорода объёмом 4,48 дм³ (н. у.). Точность промежуточных вычислений — до сотых. Ответ округли до целых. Например: 67

Answer 1

Дано:

ω(HCl) = 0,25

V(H₂) = 4,48 дм³

Найти:

m(p-pa HCl) -?

Решение:

n(H₂) = V/Vm = 4,48 дм³/22,4 дм³/моль = 0,2 моль

Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂

Из УХР видно, что n(HCl) = 2n(H₂)

n(HCl) = 2*0,2 моль = 0,4 моль

M(HCl) = 36,5 г/моль

m(HCl) = n*M = 0,4 моль*36,5 г/моль = 14,6 г

m(p-pa HCl) = m(HCl)/ω(HCl) = 14,6 г/0,25 = 58,4 г≈ 58 г

Ответ: 58 г

Answer 2

Для определения массы раствора соляной кислоты, которую надо добавить к железу, чтобы получить водород, нужно выполнить следующие шаги:

Шаг 1: Сначала найдем количество молей водорода, которое нужно получить.

Из уравнения реакции можно увидеть, что 1 моль железа (Fe) реагирует с 2 молями соляной кислоты (HCl) для образования водорода (H2):

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Объем водорода составляет 4,48 дм³ (нормальные условия), что приближенно равно 4,48 л.

Объем водорода можно связать с его количеством молей, используя идеальный газовый закон. При нормальных условиях один моль идеального газа занимает объем примерно 22,4 литра. Мы можем использовать это соотношение для расчета количества молей водорода:

4,48 л / 22,4 л/моль ≈ 0,2 моль H2

Шаг 2: Теперь определим количество молей соляной кислоты, необходимое для получения этого количества водорода.

Так как в уравнении реакции 2 моля HCl реагируют с 1 молью H2, то:

Количество молей HCl = 0,2 моль H2 * (2 моль HCl / 1 моль H2) ≈ 0,4 моль HCl

Шаг 3: Теперь найдем массу соляной кислоты (HCl), зная ее массовую долю равную 0,25 и количество молей.

Массовая доля HCl = (масса HCl / масса раствора) = 0,25

Массовая доля HCl = (масса HCl) / (масса HCl + масса воды)

Масса воды, как растворителя, считается равной массе раствора без HCl.

Массовая доля HCl = (масса HCl) / (масса HCl + масса H2O)

0,25 = (масса HCl) / (масса HCl + масса H2O)

Масса HCl = 0,25 * (масса HCl + масса H2O)

Масса HCl = 0,25 * масса раствора

Теперь, зная, что количество молей HCl ≈ 0,4 моль, и массовую долю HCl в растворе, можно вычислить массу HCl:

Масса HCl = 0,25 * масса раствора Масса HCl = 0,25 * 0,4 моль * (молярная масса HCl)

Молярная масса HCl ≈ 36,46 г/моль (H = 1,01 г/моль, Cl = 35,45 г/моль)

Масса HCl ≈ 0,25 * 0,4 моль * 36,46 г/моль ≈ 3,646 г

Ответ: Необходимо добавить около 3,65 г соляной кислоты. Ответ округляем до целых, поэтому окончательно 4 г соляной кислоты (HCl) надо добавить к железу для получения водорода объёмом 4,48 дм³ (н. у.).