Какой объем газа (в м^3) выделяется при реакции расплава 24 г сплава меди и железа с соляной кислотой, если доля меди

Для решения данной задачи, мы можем использовать уравнение реакции и соответствующие мольные соотношения между реагентами и продуктами.

1. Сначала нам нужно установить, какие реакции происходят между сплавом меди и железа и соляной кислотой. Реакция такая:

\[ Cu + Fe + 2HCl \to FeCl_2 + CuCl + H_2 \]

2. Поскольку доля меди в сплаве составляет 53,3%, давайте предположим, что у нас есть 100 г сплава. Тогда количество меди в сплаве будет равно 53,3 г (100 г * 0,533).

3. Теперь нам нужно определить, сколько моль меди содержится в 53,3 г медной части сплава. Для этого нам нужно использовать молярную массу меди (63,5 г/моль). Количество молей меди можно рассчитать по формуле:

\[ \text{Количество молей} = \frac{\text{Масса вещества}}{\text{Молярная масса}} \]

\[ \text{Количество молей меди} = \frac{53,3 \text{ г}}{63,5 \text{ г/моль}} \approx 0,8397 \text{ моль} \]

4. Теперь, учитывая уравнение реакции, мы видим, что на одну моль меди приходится одна моль газа \( H_2 \). Таким образом, количество молов газа \( H_2 \), выделяющегося из 53,3 г меди, будет равно 0,8397 моль.

5. Нам остается найти объем данного количества газа \( H_2 \). Для этого мы можем использовать уравнение состояния идеального газа:

\[ PV = nRT \]

где:
P - давление газа,
V - объем газа,
n - количество молей газа,
R - универсальная газовая постоянная (0,0821 латм/моль·K),
T - температура в градусах Кельвина.

6. Поскольку у нас нет информации о давлении и температуре, мы можем предположить, что реакция проходит в стандартных условиях (0 °C и 1 атмосферное давление). В таком случае, у нас будет:

T = 273,15 К
P = 1 атм
R = 0,0821 латм/моль·K

7. Рассчитаем объем газа по формуле:

\[ V = \frac{nRT}{P} \]

\[ V = \frac{0,8397 \cdot 0,0821 \cdot 273,15}{1} \approx 18,02 \, \text{л} \]

Таким образом, объем газа, выделяющегося при реакции расплава сплава меди и железа с соляной кислотой, составляет около 18,02 литра.