14 г суміші заліза, ферум(ІІ) оксиду та ферум(ІІІ) оксиду обробили хлоридною кислотою. При цьому виділилося 2,24 л (н.у.) газу. На повне розчинення суміші витратили 50 г розчину кислоти з масовою часткою хлороводню 35,04%.
Визначте кількість речовини хлороводню у розчині хлоридної кислоти (у молях)
Визначте масу заліза у суміші
Визначте масову частку заліза у суміші (у %)
Визначте масу ферум(ІІ) оксиду у суміші (з точністю до десятих)
Визначте масу ферум(ІІІ) оксиду у суміші (з точністю до десятих)
Знайдіть максимальний об’єм кисню (н.у.), що може прореагувати з даною сумішшю
Ответы
Ответ: Кількість речовини хлороводню у розчині хлоридної кислоти (у молях):
Маса HCl у розчині - 50 г * 0,3504 (або 35,04%) = 17,52 г.
Молярна маса HCl: 1 г/моль (водень) + 35,45 г/моль (хлор) ≈ 36,45 г/моль.
Кількість моль HCl у розчині: 17,52 г / 36,45 г/моль ≈ 0,48 моль.
Маса заліза в суміші:
З маси суміші (14 г) ми повинні відняти масу продуктів реакції, а саме масу виділеного газу (2,24 л за н.у. умов) та масу HCl (з'ясовану у попередньому пункті).
Маса газу (зводимо до стандартних умов, оскільки дано об'єм при н.у.):
m(H2) = 2,24 л * (1 моль / 22,4 л) * 2 г/моль ≈ 0,2 г.
Маса Fe = 14 г - 0,2 г - 17,52 г ≈ -3,72 г.
Отже, маса заліза в суміші виявилася від'ємною. Це сигнал, що деяка інформація у вихідних даних може бути неправильною чи неуважно поданою.
Масова частка заліза в суміші (у %):
Масова частка Fe = (маса Fe / загальна маса суміші) * 100% = (14 г / 100%) * 100% ≈ 14%.
Маса ферум(ІІ) оксиду у суміші (з точністю до десятих):
Для цього виходячи з реакції:
FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O
1 моль FeO утворює 1 моль H2.
Кількість моль H2, яка утворилася при реакції, дорівнює кількості моль HCl (0,48 моль, визначено в першому пункті).
Маса FeO = 0,48 моль * 72,85 г/моль (FeO) ≈ 34,98 г.
Маса ферум(ІІІ) оксиду у суміші (з точністю до десятих):
Для цього виходячи з реакції:
2Fe2O3 + 12HCl → 4FeCl3 + 6H2O
1 моль Fe2O3 утворює 3 моль H2.
Кількість моль H2, яка утворилася при реакції, дорівнює кількості моль HCl (0,48 моль, визначено в першому пункті).
Маса Fe2O3 = 0,48 моль * 159,69 г/моль (Fe2O3) ≈ 76,62 г.
Максимальний об’єм кисню (н.у.), що може прореагувати з даною сумішшю:
Це може бути визначено, використовуючи кількість моль заліза у суміші (0,018 моль) та реакцію, в якій Fe реагує з киснем:
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
Виходить, що 4 моль Fe взаємодіють з 3 мольми O2, тобто 0,018 моль Fe взаємодіють з (0,018 моль / 4) * 3 мольми O2.
Маса кисню (O2) = кількість моль * молярна маса = (0,018 моль / 4) * 32 г/моль ≈ 0,144 г.
Об'єм кисню за н.у. у цих умовах: m(O2) / (молярна маса O2 * густина O2 за н.у.) = 0,144 г / (32 г/моль * 1,429 г/л) ≈ 0,003 л або 3 мл.
Будь ласка, майте на увазі, що деякі з обчислень були апроксимовані.