Чтобы найти массу сульфата железа (II) (FeSO₄), который можно получить при взаимодействии железа с раствором серной кислоты, сначала необходимо определить, сколько чистого железа содержится в образце.
Определение массы чистого железа: В образце железа массой 200 г содержится 30% примесей. Это значит, что оставшиеся 70% составляют чистое железо.
Масса чистого железа: \[ \text{Масса чистого железа} = 200 \text{ г} \times 0.70 = 140 \text{ г} \]
Реакция между железом и серной кислотой: Железо реагирует с серной кислотой по уравнению: \[ \text{Fe} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{FeSO}_4 + \text{H}_2 \] Это уравнение показывает, что 1 моль железа дает 1 моль сульфата железа (II).
Определение числа молей чистого железа: Молярная масса железа (Fe) составляет примерно 56 г/моль. Чтобы найти количество молей железа в 140 г, используем следующую формулу: \[ n = \frac{m}{M} \] где \( n \) — количество молей, \( m \) — масса, \( M \) — молярная масса.
\[ n = \frac{140 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} \approx 2.5 \text{ моль} \]
Определение массы сульфата железа (II): Молярная масса сульфата железа (II) (FeSO₄) составляет:
- Fe: 56 г/моль
- S: 32 г/моль
- O₄: 16 г/моль × 4 = 64 г/моль
Общая молярная масса FeSO₄: \[ 56 + 32 + 64 = 152 \text{ г/моль} \]
Теперь можно вычислить массу сульфата железа, образующегося из 2.5 моль Fe: \[ \text{Масса FeSO}_4 = n \times M = 2.5 \text{ моль} \times 152 \text{ г/моль} = 380 \text{ г} \]
Таким образом, при взаимодействии 200 г образца железа с раствором серной кислоты можно получить примерно 380 г сульфата железа (II).