Для того чтобы найти массу железа, которая может прореагировать с 9,8% раствором серной кислоты, нужно вначале определить массу серной кислоты в растворе.
Вычислим массу серной кислоты в 200 г раствора:
\[ \text{масса H}_2\text{SO}_4 = 200 \, \text{г} \times 0,098 = 19,6 \, \text{г} \]
Выразим уравнение реакции между железом и серной кислотой. В реакции железа с серной кислотой образуется сульфат железа (II) и водород:
\[ \text{Fe} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{FeSO}_4 + \text{H}_2 \]
Важно учитывать, что 1 моль серной кислоты реагирует с 1 моль железа. Молярная масса серной кислоты (H₂SO₄) составляет приближенно 98 г/моль.
Поэтому количество молей серной кислоты в растворе можно вычислить следующим образом:
\[ n(\text{H}_2\text{SO}_4) = \frac{19,6 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 0,2 \, \text{моль} \]
Поскольку на один моль H₂SO₄ требуется один моль железа (Fe), то количество молей железа, которое может прореагировать, будет равно количеству молей серной кислоты:
\[ n(\text{Fe}) = n(\text{H}_2\text{SO}_4) \approx 0,2 \, \text{моль} \]
Молярная масса железа (Fe) составляет приблизительно 56 г/моль.
Теперь найдем массу железа:
\[ m(\text{Fe}) = n(\text{Fe}) \times M(\text{Fe}) = 0,2 \, \text{моль} \times 56 \, \text{г/моль} = 11,2 \, \text{г} \]
Таким образом, масса железа, которая может прореагировать с 9,8% раствором серной кислоты массой 200 г, составляет примерно 11,2 г.