Какой объем газа выделился при погружении железной пластинки в горячую концентрированную серную кислоту, если масса

Izumrudnyy_Drakon

42

Давайте решим эту задачу пошагово:

1) Чтобы определить коэффициент перед серной кислотой в уравнении реакции, давайте составим уравнение реакции между серной кислотой (H2SO4) и железной пластинкой (Fe):

\[Fe + H2SO4 \rightarrow ??? + ???\]

Здесь вопросительные знаки обозначают продукты реакции, которые мы пока не знаем. Однако, мы знаем, что при реакции железо будет сопрягаться с серной кислотой, образуя соль железа и выделяя водород. Таким образом, уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:

\[Fe + H2SO4 \rightarrow FeSO4 + H2\]

Таким образом, коэффициент перед серной кислотой равен 1.

2) Теперь давайте рассчитаем массу чистой серной кислоты, используемой в реакции. Мы знаем, что общая масса серной кислоты составляет 50 г, а массовая доля равна 90%. Для расчета чистой массы серной кислоты, мы можем использовать следующую формулу:

\[ \text{{Масса чистой вещества}} = \text{{Общая масса}} \times \left(\frac{{\text{{Массовая доля}}}}{{100}}\right) \]

Подставим данные в формулу:

\[ \text{{Масса чистой серной кислоты}} = 50 \, \text{{г}} \times \left(\frac{{90}}{{100}}\right) \]

\[ \text{{Масса чистой серной кислоты}} = 45 \, \text{{г}} \]

Таким образом, масса чистой серной кислоты, использованной в реакции, составляет 45 г.

3) Наконец, давайте рассчитаем объем газа, который был получен при реакции. Для этого, нам необходимо знать, какой объем занимает один моль водорода (H2) при стандартных условиях. Объем одного моля газа при стандартных условиях (0°C и 1 атм) составляет 22,4 л.

По уравнению реакции, мы видим, что моль соединения Fe и H2SO4 соответствуют молям водорода (H2), полученному при реакции в соответствии с коэффициентами реакции.

Таким образом, мы можем использовать следующую формулу для расчета объема газа:

\[ \text{{Объем газа}} = \text{{Количество вещества}} \times \text{{Молярный объем газа}} \]

Подставим данные в формулу:

\[ \text{{Объем газа}} = \frac{{\text{{Масса вещества}}}}{{\text{{Молярная масса вещества}}}} \times \text{{Молярный объем газа}} \]

Молярная масса серной кислоты (H2SO4) равна 98 г/моль. Таким образом, мы можем рассчитать объем газа следующим образом:

\[ \text{{Объем газа}} = \frac{{45 \, \text{{г}}}}{{98 \, \text{{г/моль}}}} \times 22,4 \, \text{{л/моль}} \]

\[ \text{{Объем газа}} \approx 10,24 \, \text{{л}} \]

Таким образом, объем газа, выделенного при погружении железной пластинки в горячую концентрированную серную кислоту, составляет около 10,24 л.