Question

Взаємодією заліза з хлоридною кислотою 155г з масовою часткою гідроген хлориду 20% добули водень об'ємом 8л. Знайдіть вихід продукту реакції газоподібної речовини

Answer 1

Ответ:

Спочатку необхідно знайти кількість гідрогену, який було виділено під час реакції.

З масової частки гідроген хлориду можна визначити масу HCl у розчині:

20% = 20 г на 100 г розчину

Маса HCl у 155 г розчину: 155 г × 0.20 = 31 г

Створений водень має об'єм 8 л. Так як речовина газоподібна, її об'єм може бути заведено в умовних одиницях STP, тобто за стандартних умов, коли температура становить 0°С і тиск - 1 атмосфера. Один літр газу за стандартних умов містить 22,4 літра газу за нормальних умов.

8 л водню під стандартними умовами дорівнює: 8 л ÷ 22,4 л/моль = 0,357 моль H2

Хімічна рівновага реакції:

Fe + 2HCl -> FeCl2 + H2

Перетворюючи маси і вихід продукту у моли, знаходимо вихід продукту:

Молярна маса заліза: 56 г/моль

Молярна маса H2: 2 г/моль

Маса Fe, використана у реакції: m = n × M = 0,357 моль × 56 г/моль = 20 г

Отже, із 31г HCl і 20г Fe можна отримати максимум 10 г H2.

Тому вихід продукту H2 дорівнює:

8 г ÷ 10 г × 100% = 80%

Объяснение:

Answer 2

Для знаходження вихідного продукту реакції, спершу давайте визначимо кількість молей гідроген хлориду (HCl) у зразку.

Маса HCl у зразку дорівнює 155 г, а масова частка HCl у зразку становить 20%. Щоб знайти масу HCl у зразку, ми можемо використовувати наступну формулу:

Маса HCl = Маса зразку × Масова частка HCl Маса HCl = 155 г × 0.20 = 31 г

Тепер давайте переведемо масу HCl у кількість молей, використовуючи молекулярну масу HCl. Молекулярна маса HCl дорівнює приблизно 36,46 г/моль.

Кількість молей HCl = Маса HCl / Молекулярна маса HCl Кількість молей HCl = 31 г / 36,46 г/моль ≈ 0,85 моль

За реакцією між залізом (Fe) і HCl утворюється водень (H2) і хлорид заліза (FeCl2). Реакційний рівняння цієї реакції виглядає так:

Fe + 2HCl -> FeCl2 + H2

З рівняння видно, що кількість молей водню, яка утворюється, буде рівною кількості молей HCl. Отже, у вас утворилося приблизно 0,85 моль водню.

Тепер давайте знайдемо об'єм водню за допомогою ідеального газового закону:

PV = nRT

де P - тиск, V - об'єм, n - кількість молей, R - універсальна газова константа (приблизно 8,314 Дж/(моль·К)), T - температура в Кельвінах.

Ми знаємо, що n = 0,85 моль, R = 8,314 Дж/(моль·К), а тиск і температура не вказані. Однак ми можемо припустити стандартні умови (STP) для газів, де тиск рівний 1 атмосфері (101,3 кПа) і температура дорівнює 273,15 К.

Отже, для STP ми можемо розрахувати об'єм водню:

V = (nRT) / P V = (0,85 моль × 8,314 Дж/(моль·К) × 273,15 К) / 101,3 кПа

Розрахунковий об'єм водню становить:

V ≈ 18,6 л

Отже, об'єм водню, який утворився під час реакції, становить приблизно 18,6 л.