Question

11.2 грамм Fe поместили в 300 грамм 10% раствора H2SO4. Рассчитайте массовую долю получившейся соли и объем выделившегося H.

Answer 1

Ответ: 9,8%; 4,48л

Объяснение:

Fe+H2SO4->FeSO4+H2

Найдем вес H2SO4:

m(H2SO4)=300*10%=30г

Найдем количество вещества H2SO4:

n(H2SO4)=m/M=30/98=0,3 моль

Найдем количество вещества Fe:

n(Fe)=m/M=11,2/56=0,2моль - железо в-недостатке, будем считать по нему.

Из пропорции найдем вес соли:

m(FeSO4)= 11,2*152/56=30,4г.

Найдем общий вес раствора:

m= 300+11,2= 311,2г

Найдем массовую долю соли:

w(FeSO4)=m(в)/m(р)*100%= 30,4/311,2*100%=9,8%

Из пропорции по железу найдем объем Н2:

V(H2)= 11,2*22,4/56= 4,48л.

Answer 2

Для решения этой задачи нам нужно определить, сколько граммов соли FeSO4 образуется из реакции между железом (Fe) и серной кислотой (H2SO4), а также объем водорода (H), выделившегося в результате реакции.

1. Начнем с расчета количества молей Fe, которые у нас есть. Молярная масса Fe (железа) составляет примерно 55.85 г/моль. Поэтому масса 11.2 г Fe соответствует:

молярной массе Fe = 55.85 г/моль количество молей Fe = масса Fe / молярная масса Fe количество молей Fe = 11.2 г / 55.85 г/моль ≈ 0.20 моль Fe

2. Теперь определим, сколько молей H2SO4 содержится в 300 г 10% растворе. 10% раствор H2SO4 означает, что в 100 г раствора содержится 10 г H2SO4. Поэтому в 300 г такого раствора будет:

количество граммов H2SO4 = 10% от 300 г = 0.10 * 300 г = 30 г H2SO4

Для расчета количества молей H2SO4 используем молярную массу H2SO4:

молярная масса H2SO4 = 2 * молярная масса H (1.01 г/моль) + молярная масса S (32.07 г/моль) + 4 * молярная масса O (16.00 г/моль) = 2.02 г/моль + 32.07 г/моль + 4 * 16.00 г/моль = 98.09 г/моль

Теперь найдем количество молей H2SO4:

количество молей H2SO4 = масса H2SO4 / молярная масса H2SO4 количество молей H2SO4 = 30 г / 98.09 г/моль ≈ 0.31 моль H2SO4

3. Реакция между Fe и H2SO4 приводит к образованию FeSO4 и выделению H2:

Fe + H2SO4 -> FeSO4 + H2

Из уравнения видно, что каждый моль Fe соответствует образованию одного моля FeSO4 и одного моля H2. Поэтому количество молей FeSO4 и H2 равно количеству молей Fe:

количество молей FeSO4 = количество молей H2 = 0.20 моль

4. Теперь мы можем рассчитать массовую долю FeSO4 в образовавшейся смеси:

массовая доля FeSO4 = (масса FeSO4 / общая масса) * 100% массовая доля FeSO4 = (0.20 моль * 151.91 г/моль) / ((0.20 моль * 151.91 г/моль) + (0.31 моль * 2.02 г/моль)) * 100% массовая доля FeSO4 ≈ 45.5%

Теперь мы знаем, что массовая доля FeSO4 в получившейся смеси составляет примерно 45.5%.

5. Для расчета объема выделившегося H2 используем уравнение состояния идеального газа (PV = nRT), где P - давление, V - объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

Для водорода R = 8.314 Дж/(моль·К), а температура при комнатной температуре около 298 K.

Теперь можем рассчитать объем H2:

V(H2) = (n(H2) * R * T) / P

V(H2) = (0.20 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * 298 K) / P

Предположим, что давление (P) равно атмосферному давлению (приближенно 101.3 кПа):

V(H2) = (0.20 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * 298 K) / 101.3 кПа

V(H2) ≈ 4.92 л

Таким образом, объем выделившегося водорода составляет примерно 4.92 литра.