Question

У хлоридну кислоту, що містить достатню кількість гідроген хлориду, помістили 123,2 г суміші порошків заліза і міді. Виділилось 13,440 л газу (н.у.). Обчисліть масову частку заліза в суміші. Для bonewrq <33

Answer 1

Відповідь:

Масову частка заліза  у суміші 39,8%.

Пояснення:

Щоб розв'язати цю задачу, нам потрібно використати реакцію між хлоридною кислотою та металами для визначення кількості молей газу, що виділився:

Fe (s) + 2HCl (н.у.) → FeCl2 (н.у.) + H2 (н.у.)

Cu (s) + 2HCl (aq) → CuCl2 (aq) + H2 (г)

Оскільки в результаті реакції утворюється водень, ми можемо використати закон ідеальних газів для визначення кількості молей утвореного газу:

n = PV/RT

де P = 1 атм, V = 13,440 л, R = 0,08206 л атм/моль К і T = 273 К.

n = (1 атм)(13,440 л)/(0,08206 л атм/моль К)(273 К) = 0,613 моль

Оскільки кожен моль заліза утворює один моль газоподібного водню, а кожен моль міді - один моль газоподібного водню, ми можемо використати загальну масу суміші і масу кожного металу для визначення масової частки заліза:

Нехай x - маса заліза, а y - маса міді.

x + y = 123,2 г (загальна маса)

x/55,85 + y/63,55 = 0,613 (кількість молей)

Розв'язавши систему рівнянь, отримаємо

x = 49,15 г

у = 74,05 г

Отже, масова частка заліза в суміші становить:

x/(x + y) = 49,15 г/(49,15 г + 74,05 г) = 0,398

Отже, масова частка заліза в суміші становить 0,398, або 39,8%.

Answer 2

Задача:

У хлоридну кислоту, що містить достатню кількість гідроген хлориду, помістили 123,2 г суміші порошків заліза і міді. Виділилось 13,440 л газу (н.у.). Обчисліть масову частку заліза в суміші.

Розв'язок:

Для вирішення цієї задачі спочатку потрібно знайти кількість газу, який виділився під час реакції заліза з хлоридною кислотою. Після цього можна обчислити масу заліза в суміші та масову частку заліза.

Крок 1: Знайдемо кількість газу

Згідно з реакційним рівнянням:

Fe + 2HCl -> FeCl2 + H2

1 моль заліза реагує з 2 молями HCl, утворюючи 1 моль FeCl2 та 1 моль H2. За відомим об'ємом газу H2, який виділився, ми можемо обчислити його кількість в молях, використовуючи ідеальний газовий закон:

V = nRT/P

де: V - об'єм газу (13,440 л), n - кількість речовини газу (в молях), R - універсальна газова стала (0,0821 л·атм/(моль·К)), T - температура (в Кельвінах), P - тиск (в атмосферах).

Для простоти припустимо, що температура та тиск залишаються постійними. Тоді ми можемо переписати формулу як:

n = PV/RT

Підставивши відомі значення, отримаємо:

n = (13,440 л * атм) / (0,0821 л·атм/(моль·К) * Т)

Щоб визначити кількість речовини H2 в молях, потрібно знати температуру.

Крок 2: Знайдемо масу заліза

Знаючи кількість речовини FeCl2 у молях, можна обчислити масу заліза в суміші. Згідно з реакційним рівнянням, 1 моль FeCl2 містить 1 моль заліза. Тому маса заліза в суміші буде рівна масі FeCl2.

Крок 3: Обчислимо масову частку заліза

Масова частка заліза (відношення маси заліза до загальної маси суміші) може бути обчислена за формулою:

масова частка заліза = (маса заліза / загальна маса суміші) * 100%

Обчислення:

1. Визначення кількості речовини H2 в молях: - Припустимо, що температура дорівнює 273 К. - Припустимо, що тиск дорівнює 1 атмосфері. - Підставимо значення в формулу:

   n = (13,440 л * атм) / (0,0821 л·атм/(моль·К) * 273 К) ≈ 0,648 моль
   

Отже, кількість речовини H2 становить 0,648 моль.

2. Обчислення маси заліза: - Знаючи, що 1 моль FeCl2 містить 1 моль заліза, маса FeCl2 буде дорівнювати масі заліза. - Молярна маса FeCl2 = 55,85 г/моль. - Підставимо значення в формулу:

   маса заліза = 0,648 моль * 55,85 г/моль ≈ 36,11 г
   

Отже, маса заліза в суміші становить приблизно 36,11 г.

3. Обчислення масової частки заліза: - Загальна маса суміші = 123,2 г (за умовою). - Підставимо значення в формулу:

   масова частка заліза = (36,11 г / 123,2 г) * 100% ≈ 29,3%
   

Отже, масова частка заліза в суміші становить приблизно 29,3%.

Відповідь:

Масова частка заліза в суміші становить приблизно 29,3%.