Для определения объема выделившегося водорода и массы потраченной кислоты в реакции между железом и фосфорной кислотой, сначала нужно записать химическое уравнение данной реакции.
Уравнение реакции между железом (Fe) и фосфорной кислотой ((H_3PO_4)) выглядит следующим образом:
[3Fe + 4H_3PO_4 \rightarrow 3FePO_4 + 4H_2]
Из уравнения видно, что каждая молекула фосфорной кислоты (H_3PO_4) реагирует с железом Fe, выделяя 4 молекулы водорода (H_2).
Теперь необходимо рассчитать количество водорода, которое выделилось при реакции. Поскольку известно, что было взято 10 г железа, нужно определить количество вещества железа по его молярной массе и провести соответствующие расчеты.
Молярная масса железа (Fe) составляет примерно 56 г/моль. Таким образом, для 10 г железа массой потраченной кислоты составит:
[\frac{10\ г}{56\ г/моль} = 0,1786\ моль\ Fe]
Согласно уравнению реакции, на каждую молекулу железа требуется 4 молекулы (H_3PO_4) и выделяется 4 молекулы водорода (H_2). Затем можем рассчитать количество массы потраченной кислоты:
[\frac{0,1786\ моль\ Fe}{3} \times 4 = 0,2381\ моль\ H_3PO_4]
Теперь рассчитаем количество выделившегося водорода:
[\frac{0,1786\ моль\ Fe}{3} \times 4 \times 4 = 0,9524\ моль\ H_2]
Итак, объем выделившегося водорода можно определить, зная, что 1 моль газов занимает при нормальных условиях (0°C, 1 атм) объем примерно 22,4 л:
[0,9524\ моль\ H_2 \times 22,4\ л/моль = 21,30\ л\ H_2]
Таким образом, выделилось примерно 21,30 л водорода, а масса потраченной кислоты составила примерно 0,2381 моль (H_3PO_4).
