Яка кількість газоподібного продукту утворюється, коли взаємодіє залізо з хлоридною кислотою, яка має масу 200

Для решения этой задачи нам понадобятся химические уравнения реакций и формулы массовой концентрации.

Шаг 1: Найдем количество гидроксида железа(II), который реагирует с хлоридной кислотой по уравнению реакции. Уравнение реакции между гидроксидом железа(II) и хлоридной кислотой выглядит следующим образом:

\[ Fe(OH)_2 + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + 2H_2O \]

Это означает, что каждый моль гидроксида железа(II) реагирует с двуми молями хлоридной кислоты и образует один моль хлорида железа(II) и два моля воды. Молярная масса гидроксида железа(II) составляет 89,87 г/моль.

Шаг 2: Рассчитаем количество молей хлоридной кислоты, используя ее массу и массовую долю гидроген хлорида. Масса хлоридной кислоты составляет 200 г, а массовая доля гидроген хлорида равна 18,25%. Поэтому масса гидроген хлорида составляет:

\[ масса\ HCl = масса\ HClO_4 \times массовая\ доля\ HCl = 200\ г \times 0,1825 = 36,5\ г \]

Молярная масса гидроген хлорида равна 36,5 г/моль.

Шаг 3: Теперь мы можем рассчитать количество молей гидроксида железа(II), используя количество молей хлоридной кислоты. Поскольку каждый моль гидроксида железа(II) реагирует с двумя молями хлоридной кислоты, мы можем использовать коэффициент пропорциональности:

\[ количество\ молей\ Fe(OH)_2 = \frac{количество\ молей\ HCl}{2} \]

\[ количество\ молей\ Fe(OH)_2 = \frac{36,5\ г}{2 \times 36,5\ г/моль} = 0,5\ моль \]

Шаг 4: Теперь мы можем рассчитать количество молей газа, который образуется в результате реакции. По уравнению реакции, каждый моль гидроксида железа(II) образует два моля гидроген хлорида. Таким образом, количество молей газа равно двукратному количеству молей гидроксида железа(II):

\[ количество\ молей\ газа = 2 \times количество\ молей\ Fe(OH)_2 = 2 \times 0,5\ моль = 1\ моль \]

Шаг 5: Используем идеальный газовый закон, чтобы рассчитать объем газа. У нас есть объем газа - 10 литров. Подставим значения в уравнение и рассчитаем количество вещества газа:

\[ PV = nRT \]

где P - давление, V - объем, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л∙атм/моль∙К), T - температура.

\[ n = \frac{PV}{RT} = \frac{10\ л \times 1\ атм}{0,0821\ л∙атм/моль∙К \times 298\ К} \approx 0,406\ моль \]

Шаг 6: Округлим количество молей до двух знаков после запятой:

\[ количество\ молей \approx 0,41\ моль \]

Таким образом, при взаимодействии залеза с хлоридной кислотой, образуется около 0,41 моль газа.