Яким буде об єм газу, що виникне після додавання сульфатної кислоти масою 20 г з вмістом Н2SO4, на залізо?

Чудесный_Король

10

Для того чтобы решить эту задачу, нам необходимо знать химическую реакцию между сульфатной кислотой (H2SO4) и железом (Fe).

Уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:

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

Из уравнения видно, что при реакции сульфатной кислоты с железом образуются сульфат железа (FeSO4) и молекулы водорода (H2).

Теперь, для того чтобы найти объем газа (H2), который образуется при реакции, нам необходимо воспользоваться законом сохранения вещества и дробными молями реагентов.

Молярная масса сульфатной кислоты (H2SO4) составляет около 98 г/моль, поэтому масса 20 г сульфатной кислоты будет равна:

\[n_{H2SO4} = \frac{{20 \, \text{г}}}{{98 \, \text{г/моль}}} \approx 0,2041 \, \text{моль}\]

Теперь посмотрим на уравнение реакции и увидим, что коэффициент при молекуле водорода (H2) равен 1. Это означает, что 1 моль сульфатной кислоты (H2SO4) соответствует 1 моль молекулы водорода (H2).

Таким образом, количество молекул водорода, образующихся при реакции сульфатной кислоты с железом, будет равно количеству молекул сульфатной кислоты. То есть:

\[n_{H2} = 0,2041 \, \text{моль}\]

Теперь, чтобы найти объем газа, мы должны воспользоваться уравнением состояния идеального газа:

\[V = n \cdot R \cdot T\]

Где V - объем газа, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная (около 0,0821 л⋅атм/(моль⋅К)), T - температура в Кельвинах.

Если предположить, что реакция происходит при комнатной температуре, то можно принять T = 298 К.

Тогда,

\[V = n_{H2} \cdot R \cdot T = 0,2041 \, \text{моль} \cdot 0,0821 \, \text{л⋅атм/(моль⋅К)} \cdot 298 \, \text{К} \approx 4,92 \, \text{л}\]

Таким образом, объем газа водорода, который образуется при реакции сульфатной кислоты массой 20 г с железом, составит около 4,92 литра.