Сколько стальных опилок массой, в которых содержится 0,98 массовой доли железа, можно растворить в 22% растворе серной

Andreevna

8

Чтобы решить эту задачу, мы должны разбить ее на две части: первая часть - вычисление количества стальных опилок, а вторая часть - определение объема выделенного водорода. Давайте начнем с первой части.

1. Вычисление количества стальных опилок:
Стальные опилки состоят главным образом из железа, и нам дана их массовая доля - 0,98. Это означает, что 98% массы опилок составляет железо.

Мы знаем, что объем 22% раствора серной кислоты составляет 0,2 м^3. Для того чтобы вычислить массу этого раствора, нужно умножить его объем на его плотность:

Масса раствора = объем раствора × плотность раствора

Масса раствора = 0,2 м^3 × 1155 кг/м^3

Масса раствора = 231 кг

Так как раствор серной кислоты имеет концентрацию 22%, то в 1 кг раствора содержится 0,22 кг серной кислоты. Таким образом, в 231 кг раствора содержится:

Масса серной кислоты = масса раствора × концентрация серной кислоты

Масса серной кислоты = 231 кг × 0,22

Масса серной кислоты = 50,82 кг

Затем мы должны определить массу железа в этой серной кислоте. Как уже упоминалось, 98% массы стальных опилок составляет железо. Поэтому, чтобы найти массу железа в серной кислоте, нужно умножить ее массу на 0,98:

Масса железа = масса серной кислоты × массовая доля железа

Масса железа = 50,82 кг × 0,98

Масса железа = 49,88 кг

Теперь мы можем перейти ко второй части задачи, чтобы определить объем выделившегося водорода.

2. Определение объема выделившегося водорода:
Пусть Х - моль водорода, которые выделяются при реакции с железом. Сложная реакция между железом и серной кислотой на самом деле происходит в несколько этапов, и одним из этих этапов является реакция между водородом и серой. Согласно уравнению реакции:

Fe + H2SO4 -> FeSO4 + H2

Мы видим, что для образования 1 моля железа необходимо столько же молей водорода. Таким образом, количество молей водорода будет равно количеству молей железа, которое мы рассчитали ранее.

Моль водорода = Моль железа = масса железа / молярная масса железа

Молярная масса железа составляет примерно 55,845 г/моль (принимая атомную массу железа), поэтому:

Моль водорода = 49,88 кг / (55,845 г/моль)

Прежде чем продолжить вычисления, нам необходимо конвертировать массу железа в граммы:

Масса железа = 49,88 кг × 1000 г/кг

Масса железа = 49880 г

Теперь мы можем рассчитать объем выделившегося водорода, используя известное количество молей водорода:

Объем водорода = Моль водорода × молярный объем газа при нормальных условиях (22,4 л/моль)

Объем водорода = Моль водорода × 22,4 л/моль

Значение моль водорода можно подставить из предыдущего расчета. Таким образом:

Объем водорода = (49,88 кг / (55,845 г/моль)) × 22,4 л/моль

После выполнения всех расчетов, мы получим окончательный ответ на задачу. Если вам нужно точное числовое значение, пожалуйста, дайте мне несколько секунд, чтобы выполнить расчеты.