Для решения данной задачи нам необходимо использовать информацию о массе железа и концентрации раствора серной кислоты, чтобы определить количество газа, который выделится.
- Сначала определим количество вещества железа (Fe), взаимодействующего с серной кислотой (H₂SO₄). Для этого воспользуемся уравнением химической реакции:
Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂
Молярная масса железа (Fe) = 56 г/моль.
Масса железа (Fe) = 100 г.
Молярная масса серной кислоты (H₂SO₄) = 98 г/моль.
Массовая доля серной кислоты в растворе = 4,9%.
Теперь вычислим количество вещества серной кислоты на 100 г раствора:
( \text{Масса серной кислоты} = 100 , \text{г} \times 0.049 = 4.9 , \text{г} ).
Количество молей серной кислоты:
( \text{Моли H}2 \text{SO}4 = \frac{4.9 , \text{г}}{98 , \text{г/моль}} = 0.05 , \text{моль} ).
Поскольку железо реагирует соединяясь с одним эквивалентом серной кислоты, количество молей железа также равно 0.05 моль.
- Теперь посмотрим на реакцию:
1 моль Fe даёт 1 моль H₂.
Так как моль железа и моль образовавшегося газа H₂ равны, объёмом выделившегося газа будет количество молей H₂, умноженное на стандартный объем моля газа при нормальных условиях (1 моль газа = 22,4 л).
( \text{Объем H}2 = 0.05 , \text{моль} \times 22.4 , \text{л/моль} = 1.12 , \text{л} ).
Таким образом, объем газа H₂, который выделится при действии на 100 г железа 4,9% раствора серной кислоты, будет равен 1,12 л.
