Question

27. Який об’єм водню можна добути в результаті взаємодії розбавленої сульфатної кислоти з залізом масою 20 г, масова часта домішок в якому складає 4,8%?

Answer 1

W(Fe) = 95.2% ==> m(Fe) = (20/100)*95.2 = 19.04 г

Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2

19.04/56 = x/22.4;

x = (19.04*22.4)/56 = 7.616 л

Answer 2

Для вирішення цього завдання, спочатку необхідно знайти кількість заліза у зразку, враховуючи масову частку домішок. Потім визначимо хімічну реакцію між залізом і сульфатною кислотою та розрахуємо об'єм водню, який утвориться.

1. Знайдемо масу чистого заліза у зразку. Масова частка домішок складає 4,8%, тому маса домішок у зразку:

Маса домішок = 20 г * (4,8 / 100) = 0,96 г

Маса чистого заліза:

Маса заліза = 20 г - 0,96 г ≈ 19,04 г

2. З'ясуємо хімічну реакцію між залізом і сульфатною кислотою:

Fe + H2SO4 -> FeSO4 + H2

За реакцією 1 моль заліза взаємодіє з 1 моль H2. Тому спочатку необхідно перевести масу заліза в кількість молей.

Молярна маса заліза (Fe) ≈ 55,85 г/моль

Кількість молей заліза:

Молі = маса / молярна маса = 19,04 г / 55,85 г/моль ≈ 0,341 моль

3. Розрахуємо кількість молей водню (H2), який утвориться за реакцією.

За реакцією 1 моль заліза утворює 1 моль H2. Тому кількість молей водню дорівнює кількості молей заліза:

Кількість молей H2 = 0,341 моль

4. Обчислимо об'єм водню за законом Гей-Люссака-Ламберта:

V = n * Vm

де V - об'єм газу (водню), n - кількість молей газу, Vm - мольний об'єм газу за нормальних умов (стандартних умовах температури та тиску) ≈ 22,7 л/моль.

Об'єм водню:

V = 0,341 моль * 22,7 л/моль ≈ 7,73 л

Таким чином, об'єм водню, який можна отримати в результаті взаємодії розбавленої сульфатної кислоти з залізом масою 20 г, масова частка домішок в якому складає 4,8%, становить приблизно 7,73 л.