Для решения данной задачи сначала определим, сколько чистого железа содержится в данном количестве технического железа, а затем найдем, сколько водорода выделится в реакции с соляной кислотой.
Шаг 1: Определим массу чистого железа
Техническое железо содержит 10% примесей, следовательно, 90% — это чистое железо.
- Масса технического железа = 5 г
- Масса чистого железа = 90% от 5 г = 0.9 * 5 г = 4.5 г
Шаг 2: Запишем уравнение реакции
Железо реагирует с соляной кислотой (HCl) по следующему уравнению:
[
Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2
]
Из уравнения видно, что 1 моль железа (Fe) реагирует с 2 моль соляной кислоты, в результате чего образуется 1 моль водорода (H₂).
Шаг 3: Найдем количество молей железа
Чтобы узнать, сколько молей железа у нас есть, используем формулу:
[
n = \frac{m}{M}
]
где:
- ( n ) — количество молей,
- ( m ) — масса вещества,
- ( M ) — молярная масса (молярная масса Fe = 56 г/моль).
Подставим значения:
[
n(Fe) = \frac{4.5 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} \approx 0.0804 \text{ моль}
]
Шаг 4: Найдем количество водорода
Согласно уравнению реакции, на 1 моль железа выделяется 1 моль водорода. Поэтому, количество водорода равно количеству молей чистого железа:
[
n(H_2) = n(Fe) \approx 0.0804 \text{ моль}
]
Шаг 5: Переведем количество водорода в граммы
Теперь найдем, сколько граммов водорода выделится. Для этого используем молярную массу водорода (H₂ = 2 г/моль):
[
m(H_2) = n(H_2) \cdot M(H_2) = 0.0804 \text{ моль} \cdot 2 \text{ г/моль} \approx 0.1608 \text{ г}
]
Ответ
При взаимодействии 5 г технического железа с избытком соляной кислоты выделится примерно 0.1608 г газообразного водорода.
Это решение можно использовать для понимания основных концепций химической реакции и расчетов, связанных с мольной массой и количеством вещества.
