Какой сплав железа массой 8 г был использован в эксперименте, в котором его растворили в соляной кислоте и образовался объем водорода, равный 0,06 л (н.у.)? Что можно сказать о массовой доле углерода в этом сплаве?
Zolotoy_Medved
Для решения этой задачи нужно использовать стехиометрические соотношения между веществами в реакции. Рассмотрим химическую реакцию между железом и соляной кислотой:
\[Fe + 2HCl → FeCl_2 + H_2 \]
Из уравнения видно, что для каждого атома железа необходимо 2 молекулы соляной кислоты. Таким образом, масса железа и масса водорода будут иметь соотношение, аналогичное соотношению мольных масс:
\[\frac{{m_{Fe}}}{{m_{H_2}}} = \frac{{M_{Fe}}}{{2 \cdot M_{H_2}}} \]
где \(m_{Fe}\) - масса железа, \(m_{H_2}\) - масса водорода, \(M_{Fe}\) - молярная масса железа, а \(M_{H_2}\) - молярная масса водорода.
Дано, что масса железа \(m_{Fe} = 8\) г, объем водорода \(V_{H_2} = 0,06\) л (н.у.). Рассчитаем количество вещества водорода:
\[n_{H_2} = \frac{{V_{H_2}}}{{V_m}} = \frac{{0,06}}{{22,4}} = 0,00267 \: \text{моль} \]
где \(V_m\) - молярный объем и равен 22,4 л/моль при нормальных условиях (температура 0°C, давление 1 атм).
Теперь подставим значения в соотношение масс:
\[\frac{{8}}{{m_{H_2}}} = \frac{{56}}{{2 \cdot 2}} \]
где \(M_{Fe} = 56\) г/моль и \(M_{H_2} = 2\) г/моль.
Решая уравнение, найдем массу водорода:
\[m_{H_2} = \frac{{8 \cdot 2 \cdot 2}}{{56}} = 0,571 \: \text{г} \]
Таким образом, масса водорода, образовавшаяся при реакции, равна 0,571 г.
Теперь мы можем вычислить массовую долю углерода в сплаве. Поскольку железо - элементарное вещество, массовая доля углерода будет равна 1 минус массовая доля железа:
\[m_{C} = 1 - m_{Fe} = 1 - 8 = 0 \: \text{г} \]
Таким образом, массовая доля углерода в этом сплаве равна 0 г.
\[Fe + 2HCl → FeCl_2 + H_2 \]
Из уравнения видно, что для каждого атома железа необходимо 2 молекулы соляной кислоты. Таким образом, масса железа и масса водорода будут иметь соотношение, аналогичное соотношению мольных масс:
\[\frac{{m_{Fe}}}{{m_{H_2}}} = \frac{{M_{Fe}}}{{2 \cdot M_{H_2}}} \]
где \(m_{Fe}\) - масса железа, \(m_{H_2}\) - масса водорода, \(M_{Fe}\) - молярная масса железа, а \(M_{H_2}\) - молярная масса водорода.
Дано, что масса железа \(m_{Fe} = 8\) г, объем водорода \(V_{H_2} = 0,06\) л (н.у.). Рассчитаем количество вещества водорода:
\[n_{H_2} = \frac{{V_{H_2}}}{{V_m}} = \frac{{0,06}}{{22,4}} = 0,00267 \: \text{моль} \]
где \(V_m\) - молярный объем и равен 22,4 л/моль при нормальных условиях (температура 0°C, давление 1 атм).
Теперь подставим значения в соотношение масс:
\[\frac{{8}}{{m_{H_2}}} = \frac{{56}}{{2 \cdot 2}} \]
где \(M_{Fe} = 56\) г/моль и \(M_{H_2} = 2\) г/моль.
Решая уравнение, найдем массу водорода:
\[m_{H_2} = \frac{{8 \cdot 2 \cdot 2}}{{56}} = 0,571 \: \text{г} \]
Таким образом, масса водорода, образовавшаяся при реакции, равна 0,571 г.
Теперь мы можем вычислить массовую долю углерода в сплаве. Поскольку железо - элементарное вещество, массовая доля углерода будет равна 1 минус массовая доля железа:
\[m_{C} = 1 - m_{Fe} = 1 - 8 = 0 \: \text{г} \]
Таким образом, массовая доля углерода в этом сплаве равна 0 г.
Знаешь ответ?