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 данной задачи нам нужно рассмотреть, какое количество железа в чистом виде содержится в образце и определить массу сульфата железа(II), который может быть получен в результате реакции с серной кислотой.
Определим массу чистого железа. Если в 200 граммах образца содержится 30% примеси, это значит, что 70% составляют полезные вещества, в данном случае – железо.
\[ \text{Масса чистого железа} = 200 \, \text{г} \times 0,70 = 140 \, \text{г} \]
Напишем уравнение реакции между железом и серной кислотой.
Реакция железа с серной кислотой выглядит следующим образом:
\[ \text{Fe} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{FeSO}_4 + \text{H}_2 \]
Эта реакция показывает, что 1 моль железа (Fe) реагирует с 1 моль серной кислоты (H₂SO₄) и образует 1 моль сульфата железа(II) (FeSO₄).
Переведем массу железа в количество вещества.
Молярная масса железа (Fe) составляет приблизительно 55,85 г/моль.
\[ n_{\text{Fe}} = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}} = \frac{140 \, \text{г}}{55,85 \, \text{г/моль}} \approx 2,50 \, \text{моля} \]
Определим массу сульфата железа(II).
Молярная масса сульфата железа(II) (FeSO₄) составляет:
- Fe: 55,85 г/моль
- S: 32,07 г/моль
- O₄: 16,00 г/моль × 4 = 64,00 г/моль
\[ \text{Мм FeSO}_4 = 55,85 + 32,07 + 64,00 \approx 151,92 \, \text{г/моль} \]
Теперь можем найти массу сульфата железа(II):
\[ \text{масса FeSO}_4 = n_{\text{Fe}} \times \text{молярная масса FeSO}_4 = 2,50 \, \text{моля} \times 151,92 \, \text{г/моль} \approx 379,80 \, \text{г} \]
Таким образом, при взаимодействии 200 граммов образца железа с раствором серной кислоты можно получить приблизительно 379,80 граммов сульфата железа(II).
