Яка маса заліза потрібна для взаємодії з гарячою нітратною кислотою, щоб одержати 224 мл нітроген(ІІ) оксиду?

Dasha_5482

16

Задача, которая требует наших расчетов, основана на реакции между железом и горячей нитратной кислотой. Цель состоит в том, чтобы вычислить массу железа, необходимую для взаимодействия с гарячей нитратной кислотой и получения 224 мл оксида азота (II). Для решения этой задачи мы будем использовать знания о молярных соотношениях и массах элементов.

Шаг 1: Составление уравнения реакции
Давайте начнем с составления уравнения реакции между железом и нитратной кислотой. Железо и нитратная кислота реагируют, образуя оксид азота (II) и соответствующий нитрат железа:

3Fe + 8HNO3 -> 3Fe(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Шаг 2: Знание молярных соотношений
Информация в задаче указывает, что мы хотим получить 224 мл оксида азота (II). Это означает, что мы должны использовать соответствующие молярные соотношения между реагентами и продуктами, чтобы вычислить количество железа, которое нам понадобится.

Из уравнения реакции мы видим, что реагенты в соотношении 3:8. Это означает, что на каждые 3 моля железа требуется 8 молей нитратной кислоты.

Шаг 3: Вычисление молей оксида азота (II)
Теперь, используя молярные соотношения, мы можем вычислить количество молей оксида азота (II), соответствующее 224 мл.

Можем использовать следующий расчет:
\[
\text{{V (моль)}} = \frac{{\text{{V (л)}}}}{{22.4}}
\]

Решим:
\[
\text{{V (моль)}} = \frac{{224}}{{22.4}} = 10
\]

Таким образом, у нас есть 10 молей оксида азота (II).

Шаг 4: Вычисление молей железа
Теперь, зная молярное соотношение между железом и оксидом азота (II) из уравнения реакции, мы можем вычислить количество молей железа, необходимых для реакции.

Из уравнения реакции мы видим, что на каждые 3 моля железа требуется 2 моля оксида азота (II). Поэтому мы можем использовать следующий расчет:

\[
\text{{Количество моль железа}} = \frac{{10 \text{{ моль оксида азота (II)}} \times 3}}{{2}} = 15 \text{{ моль железа}}
\]

Шаг 5: Вычисление массы железа
Теперь, когда у нас есть количество молей железа, мы можем вычислить массу железа с использованием молярной массы железа. Молярная масса железа примерно равна 55.85 г/моль.

\[
\text{{Масса железа}} = 15 \text{{ моль железа}} \times 55.85 \text{{ г/моль}} = 837.75 \text{{ г}}
\]

Таким образом, нам потребуется около 837.75 г железа для взаимодействия с гарячей нитратной кислотой и получения 224 мл оксида азота (II).