Рассчитать массу серной кислоты, которая потребуется для растворения 4,8г оксида железа (3), если у результате реакций образуется сульфат железа (3) и вода
Для решения задачи о расчете массы серной кислоты, которая потребуется для растворения 4,8 г оксида железа (III), необходимо использовать закон сохранения масс и уравнение реакции, которая происходит между серной кислотой и оксидом железа (III).
Шаг 1: Определение уравнения реакции
Окись железа (III) \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) реагирует с серной кислотой \( \text{H}_2\text{SO}_4 \) с образованием сульфата железа (III) \( \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 \) и воды \( \text{H}_2\text{O} \). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
\[ \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3 \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + 3 \text{H}_2\text{O} \]
Шаг 2: Молярные массы реагентов
Теперь рассчитаем молярные массы веществ в реакции:
Молярная масса \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \):
- Железо (Fe): \( 55,85 \, \text{г/моль} \)
- Оксид (O): \( 16,00 \, \text{г/моль} \)
- \( \text{Fe}_2\text{O}_3 = 2 \times 55,85 + 3 \times 16,00 = 159,7 \, \text{г/моль} \)
Молярная масса \( \text{H}_2\text{SO}_4 \):
- Водород (H): \( 1,01 \, \text{г/моль} \)
- Сера (S): \( 32,07 \, \text{г/моль} \)
- Кислород (O): \( 16,00 \, \text{г/моль} \)
- \( \text{H}_2\text{SO}_4 = 2 \times 1,01 + 32,07 + 4 \times 16,00 = 98,09 \, \text{г/моль} \)
Шаг 3: Расчет количества молей оксида железа
Теперь, зная массу оксида железа (III), мы можем рассчитать количество молей:
\[ n(\text{Fe}_2\text{O}_3) = \frac{m}{M} = \frac{4,8 \, \text{г}}{159,7 \, \text{г/моль}} \approx 0,030 \, \text{моль} \]
Шаг 4: Расчет количества молей серной кислоты
Согласно уравнению реакции, для растворения 1 моль \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) требуется 3 моль \( \text{H}_2\text{SO}_4 \). Следовательно, для 0,030 моль оксида железа будет необходимо:
\[ n(\text{H}_2\text{SO}_4) = 3 \times n(\text{Fe}_2\text{O}_3) = 3 \times 0,030 \, \text{моль} \approx 0,090 \, \text{моль} \]
Шаг 5: Расчет массы серной кислоты
Теперь мы можем рассчитать массу серной кислоты, используя количество молей и ее молярную массу:
\[ m(\text{H}_2\text{SO}_4) = n \times M = 0,090 \, \text{моль} \times 98,09 \, \text{г/моль} \approx 8,83 \, \text{г} \]
Ответ
Таким образом, для растворения 4,8 г оксида железа (III) потребуется примерно 8,83 г серной кислоты.
