Найдите массу сульфата железа2, который можно получить при взаимодействии образца железа с раствором серной кислоты, если в 200 граммах образца содержится 30% примеси.
Для решения этой задачи начнем с анализа данных.
- У нас есть образец железа массой 200 граммов, в котором 30% примеси. Это означает, что чистого железа в образце:
\[ \text{Масса чистого железа} = 200 \, \text{г} \times (1 - 0,30) = 200 \, \text{г} \times 0,70 = 140 \, \text{г}. \]
- Уравнение реакции между железом (\(Fe\)) и серной кислотой (\(H_2SO_4\)) можно представить следующим образом:
\[ Fe + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2. \]
По этому уравнению видно, что 1 моль железа реагирует с 1 моль серной кислоты, образуя 1 моль сульфата железа(II) (\(FeSO_4\)). Теперь нам нужно найти, сколько моль чистого железа мы имеем.
Молярная масса железа (\(Fe\)) составляет 55,85 г/моль. Следовательно, количество молей чистого железа:
\[ n(Fe) = \frac{140 \, \text{г}}{55,85 \, \text{г/моль}} \approx 2,50 \, \text{моль}. \]
Согласно уравнению реакции, количество образовавшегося сульфата железа \(FeSO_4\) будет равно количеству реагировавшего железа, то есть 2,50 моль.
Молярная масса сульфата железа(II) (\(FeSO_4\)) составляет:
\[ Fe: 55,85 \, \text{г/моль} + S: 32,07 \, \text{г/моль} + 4 \times O: 16 \, \text{г/моль} = 55,85 + 32,07 + 64 = 151,92 \, \text{г/моль}. \]
- Теперь можем вычислить массу полученного сульфата железа:
\[ \text{Масса } FeSO_4 = n(FeSO_4) \times M(FeSO_4) = 2,50 \, \text{моль} \times 151,92 \, \text{г/моль} \approx 379,80 \, \text{г}. \]
Таким образом, масса сульфата железа(II), которую можно получить при взаимодействии образца чистого железа с раствором серной кислоты, составляет примерно 379,80 граммов.
