Яка кількість водню (у літрах) утворилася в результаті реакції, коли 7,5 моль розжареного заліза взаємодіяло

Мартышка

21

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать баланс реакции и молярные пропорции. Давайте приступим.

Сначала запишем сбалансированное уравнение реакции между залитым железом и водяным паром:

\[3Fe + 4H_2O \rightarrow Fe_3O_4 + 4H_2\]

Из уравнения видно, что в реакции каждые 3 молекулы железа реагируют с 4 молекулами воды, образуя 1 молекулу Fe3O4 и 4 молекулы водорода.

Теперь посмотрим на соотношение между молями воды и молекулами водорода в реакции. Исходя из уравнения, мы видим, что каждая 4 молекула воды образует 4 молекулы водорода.

Теперь можем перейти к расчетам. У нас имеется 7,5 моль железа, и согласно уравнению, на каждые 3 молекулы железа образуется 4 молекулы водорода. Поскольку 3 и 4 - это мольные коэффициенты, мы можем установить пропорцию:

\(\frac{7,5 \text{ моль Fe}}{3 \text{ моль Fe}} = \frac{x \text{ моль H}_2}{4 \text{ моль H}_2}\)

По решению этой пропорции мы найдем \(x\), которое будет представлять количество молей водорода.

Высчитывая, получим:

\(x = \frac{7,5 \text{ моль Fe} \times 4 \text{ моль H}_2}{3 \text{ моль Fe}} = 10 \text{ моль H}_2\)

Теперь мы знаем, что образуется 10 молей водорода. Чтобы перевести это в литры, мы должны использовать соответствующую молярную массу водорода и объемную мольную константу.

Молярная масса водорода \(H_2\) составляет около 2 г/моль, а мольный объем \(V_m\) составляет примерно 22,4 л/моль. Используя эти значения, мы можем вычислить количество водорода в литрах:

\(10 \text{ моль H}_2 \times \frac{2 \text{ г}}{1 \text{ моль H}_2} \times \frac{1 \text{ кг}}{1000 \text{ г}} \times \frac{1 \text{ л}}{0,0899 \text{ кг}} \times \frac{22,4 \text{ л}}{1 \text{ моль H}_2} \approx 24,9 \text{ л}\)

Таким образом, количество образовавшегося водорода составляет приблизительно 24,9 литров.