Смесь серебряной и железной (3) стружки массой 2,5 г обработали избытком соляной кислотой. В результате реакции выделился водород объёмом 300 мл (н. у) определите долю железа в смеси
Для того чтобы решить эту задачу, нам нужно анализировать химическую реакцию, которая происходит между железом (Fe) и соляной кислотой (HCl), а также серебром (Ag), которое не реагирует с соляной кислотой. В результате реакции с железом выделяется водород (H₂). Наша цель – определить долю железа в смеси.
1. **Запишем уравнения реакции.**
Для реакции железа с соляной кислотой у нас есть:
\[
Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow
\]
Это уравнение показывает, что на 1 моль железа выделяется 1 моль водорода.
2. **Определим количество выделившегося водорода.**
Мы знаем, что при нормальных условиях (н. у) 1 моль газа занимает объём 22,4 л (или 22400 мл).
Объём водорода, который выделился, составляет 300 мл. Теперь найдем количество вещества водорода (n(H₂)):
\[
n(H_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{300\ \text{мл}}{22400\ \text{мл/моль}} \approx 0,01339\ \text{моль}
\]
3. **Определим массу железа, которая реагировала.**
Из уравнения реакции видно, что на 1 моль железа выделяется 1 моль водорода. Итак, количество железа, которое выделило водород:
\[
n(Fe) = n(H_2) = 0,01339\ \text{моль}
\]
Теперь определим массу железа (m(Fe)). Молярная масса железа (Fe) составляет примерно 55,85 г/моль, следовательно:
\[
m(Fe) = n(Fe) \times M(Fe) = 0,01339\ \text{моль} \times 55,85\ \text{г/моль} \approx 0,746\ \text{г}
\]
4. **Определим массу серебра в смеси.**
Общая масса смеси составляет 2,5 г, а масса железа – 0,746 г. Следовательно, масса серебра (m(Ag)):
\[
m(Ag) = m(смеси) - m(Fe) = 2,5\ \text{г} - 0,746\ \text{г} \approx 1,754\ \text{г}
\]
5. **Теперь найдем долю железа в смеси.**
Доля железа (w(Fe)) вычисляется так:
\[
w(Fe) = \frac{m(Fe)}{m(смеси)} = \frac{0,746\ \text{г}}{2,5\ \text{г}} \approx 0,2984 \approx 29,84\%
\]
Таким образом, доля железа в смеси составляет примерно **29,84%**.
