Яка масова частка заліза в суміші, коли при розчиненні у надлишку розведеної сульфатної кислоти масою 13,0 г виділилося

Chudesnyy_Master

10

Данная задача относится к химии и требует вычисления массовой доли железа в смеси.

Шаг 1: Определим количество вещества водорода, выделившегося при реакции.

Для этого воспользуемся уравнением реакции между железом и сульфатной кислотой:

\[Fe + H_2SO_4 → FeSO_4 + H_2\]

Согласно уравнению реакции, на один моль железа выделяется один моль водорода.

Молярная масса водорода (H) равна 1 г/моль.

Так как известно, что выделилось 8,4 л водорода, то для определения количества вещества воспользуемся уравнением идеального газа:

\[PV = nRT\]

Где:

P - давление газа (н.у.),
V - объем газа,
n - количество вещества газа,
R - универсальная газовая постоянная,
T - температура газа (н.у.).

Так как условие задачи указывает, что объем водорода выражен в нормальных условиях (н.у.), то используем следующие значения:

P = 1 атм,
V = 8,4 л,
R = 0,0821 л·атм/(моль·К),
T = 273 К.

Подставим значения в уравнение:

\(1 \cdot 8,4 = n \cdot 0,0821 \cdot 273\)

Решив это уравнение, получим:

\(n = \frac{1 \cdot 8,4}{0,0821 \cdot 273}\)

Вычислив данное выражение, получим значение количества вещества водорода.

Шаг 2: Определим количество вещества железа, протекшего в реакции.

Так как согласно уравнению реакции на один моль железа выделяется один моль водорода, то количество вещества железа будет таким же, как и количество вещества водорода.

Таким образом, мы определили количество молей железа в реакции.

Шаг 3: Определим массу железа в реакции.

Для этого воспользуемся молярной массой железа (Fe). Молярная масса железа равна 55,85 г/моль.

Так как мы знаем количество молей железа в реакции из предыдущего шага, то можно определить массу железа следующим образом:

Масса железа = количество молей железа × молярная масса железа

Шаг 4: Определим массовую долю железа в смеси.

Для этого нам нужно знать массу всей смеси (железа и сульфатной кислоты). Она составляет 13,0 г.

Массовая доля железа будет равна отношению массы железа к массе всей смеси, умноженному на 100%:

Массовая доля железа = (Масса железа / Масса смеси) × 100%

Подставим значения в формулу и решим задачу:

1. Определим количество вещества водорода:
\[n = \frac{1 \cdot 8,4}{0,0821 \cdot 273}\]

2. Определим количество вещества железа:
Количество молей железа = n (количество молей водорода)

3. Определим массу железа:
Масса железа = Количество молей железа × молярная масса железа

4. Определим массовую долю железа:
Массовая доля железа = (Масса железа / Масса смеси) × 100%

Заметим, что в условии задачи нет информации о массе сульфатной кислоты, поэтому необходимо дополнительные данные для решения задачи. Если у вас есть дополнительная информация, пожалуйста, укажите ее, и я помогу вам решить задачу.