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…

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%.