Question

Одна порция Fe прореагировала с избытком HCl(р-р), а другая—с избытком Cl2. Объем газа,выделившийся в первой реакции, равен объему прореагировавшего хлора. В каком случае и во сколько раз масса вступившего в реакцию железа больше.(Ответ: в 1,5 раза больше в реакции с HCl)

Answer 1

Уравнения реакций:

1) $Fe + 2HCl = FeCl_2 + H_2$

2)$2Fe + 3Cl_2 = 2FeCl_3$

Пусть количество вещества Fe в первой порции (и первой реакции) равно х. Тогда в результате реакции выделится х молей водорода.

По условию задачи объем выделившегося газа в первой реакции равно объему $Cl_2$ из второй реакции.

Равное количество любого газа при одинаковых условиях занимают одинаковый объем. Отсюда количество вещества водорода и хлора равны: $n(H_2) = n(3Cl_2)=x$

Отсюда: $n(Fe) = \frac{2}{3}x$

$x > \frac{2}{3}x$, т.е количество вещества Fe, а следовательно и масса железа, больше в первой реакции, причем в $\frac{x}{\frac{2}{3}x} = \frac{3}{2}=1,5$ раза.

Answer 2

Давайте рассмотрим оба случая реакции с железом (Fe).

1. Реакция с избытком HCl (кислота):

Fe + 2HCl -> FeCl2 + H2

В этой реакции 1 моль Fe реагирует с 2 молями HCl, образуя 1 моль FeCl2 и 1 моль H2. Образовавшийся водород (H2) будет выделяться в виде газа.

2. Реакция с избытком Cl2 (хлор):

Fe + Cl2 -> FeCl2

В этой реакции 1 моль Fe реагирует с 1 молью Cl2, образуя 1 моль FeCl2.

Теперь сравним оба случая.

В первой реакции с HCl, 1 моль Fe образует 1 моль H2 (газа).

Во второй реакции с Cl2, 1 моль Fe образует 0 моль H2, так как водород не участвует в этой реакции.

Таким образом, масса водорода, образующегося в реакции с HCl (кислотой), больше массы водорода в реакции с Cl2 в 1 моль раз. Это объясняет, почему масса вступившего в реакцию железа больше в 1,5 раза в реакции с HCl (кислотой), чем в реакции с Cl2 (хлором).