7. Рассчитайте, какой объем (н.у.) водорода образуется при взаимодействии железа с раствором соляной кислотой массой 280 г. и массовой долей 15%.
Чтобы рассчитать объем водорода, который образуется при взаимодействии железа с раствором соляной кислоты, давайте пройдемся по шагам.
- Определим массу раствора соляной кислоты и количество вещества HCl.
Дано:
- Масса раствора HCl = 280 г
- Массовая доля HCl = 15%
Масса HCl будет рассчитываться следующим образом:
\[ \text{Масса HCl} = \text{Масса раствора} \times \frac{\text{Массовая доля}}{100} = 280 \, \text{г} \times \frac{15}{100} = 42 \, \text{г} \]
- Рассчитаем количество вещества HCl.
Молярная масса HCl = 1 (H) + 35.5 (Cl) = 36.5 г/моль.
Количество вещества HCl:
\[ n(\text{HCl}) = \frac{\text{Масса HCl}}{\text{Молярная масса HCl}} = \frac{42 \, \text{г}}{36.5 \, \text{г/моль}} \approx 1.15 \, \text{моль} \]
- Запишем уравнение реакции:
\[ \text{Fe} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2 \]
Из уравнения видно, что 1 моль железа (Fe) реагирует с 2 молями HCl, образуя 1 моль водорода (H₂).
- Определим, сколько водорода образуется.
Из 1.15 моль HCl можно получить:
\[ \text{n(H}_2\text{)} = \frac{n(\text{HCl})}{2} = \frac{1.15}{2} \approx 0.575 \, \text{моль} \]
- Теперь преобразуем количество вещества водорода в объем.
При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объем 22.4 л.
Объем водорода:
\[ V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \times 22.4 \, \text{л/моль} = 0.575 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 12.88 \, \text{л} \]
Таким образом, объем водорода, который образуется при реакции железа с раствором соляной кислоты, составляет примерно 12.88 литров.
