Какова масса смеси оксидов железа, которую водород, образующийся при реакции 45,5 г цинка с 3650 г 3% соляной кислоты

Васька_9470

20

Для решения данной задачи нам понадобится использовать уравнения реакции и законы сохранения массы.

Сначала запишем уравнение реакции между цинком и соляной кислотой:

\[Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\]

Из уравнения видно, что при реакции одна молекула цинка взаимодействует с двумя молекулами соляной кислоты, образуя одну молекулу гидроксида цинка и одну молекулу водорода. Согласно закону сохранения массы, масса реагентов должна быть равна массе продуктов реакции.

Для начала рассчитаем количество оксида железа в смеси. Поскольку массовая доля кислорода в оксидах железа составляет 25%, то массовая доля железа будет равна 100% - 25% = 75%.

Предположим, что масса смеси оксидов железа, которую водород может полностью восстановить, равна X граммам.

Теперь рассмотрим реакцию восстановления оксидов железа водородом:

\[Fe_xO_y + H_2 \rightarrow Fe + H_2O\]

Из уравнения видно, что одна молекула оксида железа взаимодействует с одной молекулой водорода, образуя одну молекулу чистого железа и одну молекулу воды.

Зная, что массовая доля железа в оксидах составляет 75%, мы можем записать следующие пропорции:

\[\frac{Fe}{{Fe_xO_y}} = \frac{0,75}{{1}}\]
\[\frac{H_2O}{{Fe_xO_y}} = \frac{0,25}{{1}}\]

Теперь нам нужно рассчитать количество водорода, которое образуется при реакции цинка с соляной кислотой. Для этого воспользуемся химическим уравнением реакции:

\[Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\]

Из уравнения видно, что одна молекула цинка взаимодействует с двумя молекулами соляной кислоты, образуя одну молекулу водорода. Известная нам масса цинка равна 45,5 г.

Теперь мы можем рассчитать количество водорода, образующегося при реакции цинка:

\[\text{Масса водорода} = \frac{{\text{Молекулярная масса водорода} \times \text{Количество вещества цинка}}}{{\text{Коэффициент реакции водород-цинк}}}\]
\[\text{Масса водорода} = \frac{{2 \times 45,5 \, \text{г}}}{{1}} = 91 \, \text{г}\]

Теперь нам нужно рассчитать количество водорода, необходимого для восстановления X граммов смеси оксидов железа:

\[\frac{{91 \, \text{г}}}{{2 \, \text{г}}} = \frac{{X \, \text{г}}}{{\text{Масса смеси оксидов железа}}}\]

Отсюда получаем:

\[X = \frac{{91 \, \text{г}} \times \text{Масса смеси оксидов железа}}{{2 \, \text{г}}} = \frac{{91}}{{2}} \times \text{Масса смеси оксидов железа}\]

Таким образом, масса смеси оксидов железа, которую водород может полностью восстановить, равна \(X = \frac{{91}}{{2}} \times \text{Масса смеси оксидов железа}\).

Применяя другие соотношения и уравнения, вы сможете далее рассчитать конечный ответ, подставляя соответствующие значения и решая уравнение. В данном ответе мы предоставили основы для решения задачи и пошаговое указание, как приступить к решению.