Какая масса углерода необходима для получе ния метана в реакции с 10 г водорода? В реакцию с соляной кислотой вступило 5,9 г же леза, содержащего 5% примесей. Какой объем водорода (н.у.) выделился при этом?

Чтобы решить обе задачи, давайте разберем их по очереди. ### Задача 1: Масса углерода для получения метана **Метан (CH₄)** образуется из углерода (C) и водорода (H₂) по следующей реакции: \[ C + 2H_2 \rightarrow CH_4 \] 1. **Определим количество молей водорода (H₂):** - Сначала вычислим количество вещества водорода. Молярная масса H₂ составляет примерно 2 г/моль. - Для 10 г водорода: \[ n(H_2) = \frac{m(H_2)}{M(H_2)} = \frac{10 \text{ г}}{2 \text{ г/моль}} = 5 \text{ моль} \] 2. **Определим количество молей углерода (C) из стехиометрии реакции:** - Согласно реакции, 2 моль водорода образуют 1 моль метана. Таким образом, чтобы получить 5 моль H₂, необходимо: \[ n(C) = \frac{n(H_2)}{2} = \frac{5}{2} = 2.5 \text{ моль} \] 3. **Теперь вычислим массу углерода:** - Молярная масса углерода (C) составляет примерно 12 г/моль. Тогда масса углерода будет: \[ m(C) = n(C) \times M(C) = 2.5 \text{ моль} \times 12 \text{ г/моль} = 30 \text{ г} \] **Ответ:** Необходимо 30 г углерода для получения метана из 10 г водорода. --- ### Задача 2: Объем водорода, выделившегося при реакции с соляной кислотой Описанная реакция происходит по следующему уравнению: \[ Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \] 1. **Определяем массу чистого железа:** - Из 5,9 г железа только 5% составляют примеси. Поэтому сначала найдем массу железа в образце: \[ m(Fe) = 5.9 \text{ г} \times (1 - 0.05) = 5.9 \text{ г} \times 0.95 = 5.605 \text{ г} \] 2. **Вычисляем количество молей железа:** - Молярная масса железа (Fe) составляет примерно 56 г/моль. \[ n(Fe) = \frac{m(Fe)}{M(Fe)} = \frac{5.605 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} \approx 0.1001 \text{ моль} \] 3. **Определяем, сколько молей водорода выделится:** - По уравнению реакции 1 моль Fe дает 1 моль H₂, следовательно, 0.1001 моль Fe дадут 0.1001 моль H₂. 4. **Вычисляем объем полученного водорода при нормальных условиях (н.у.):** - При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22.4 литра. Объем водорода будет: \[ V(H_2) = n(H_2) \times 22.4 \text{ л/моль} = 0.1001 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} \approx 2.24 \text{ л} \] **Ответ:** Объем водорода, выделившегося при реакции, составляет примерно 2.24 литра.