Яка маса ферум (ІІІ) хлориду була утворена під час спалювання 2,8 г заліза в 2,8 л хлору?

Для решения этой задачи нам необходимо использовать концепцию мольной массы и пропорциональности между реагентами и продуктами химической реакции.

1. Найдем мольную массу ферум(III) хлорида (FeCl3). Согласно периодической системе элементов, масса атома железа (Fe) равна примерно 55,85 г/моль, а масса атома хлора (Cl) равна примерно 35,45 г/моль. Учитывая, что в молекуле FeCl3 содержится один атом железа и три атома хлора, общая молярная масса FeCl3 равна:

\[\text{Молярная масса FeCl}_3 = (1 \times \text{масса атома Fe}) + (3 \times \text{масса атома Cl})\]

\[\text{Молярная масса FeCl}_3 = (1 \times 55,85) + (3 \times 35,45)\]

\[\text{Молярная масса FeCl}_3 = 162,2 \text{ г/моль}\]

Таким образом, масса одной моли FeCl3 равна 162,2 г.

2. Теперь воспользуемся уравнением реакции горения для определения количества ферум(III) хлорида, образующегося при сгорании указанных масс залеженнихся веществ:

\[2 \text{ Fe} + 3 \text{ Cl}_2 \rightarrow 2 \text{ FeCl}_3\]

Мы видим, что массовое соотношение между Fe и FeCl3 составляет 2:2, а между Cl2 и FeCl3 - 3:2. Из этого можно сделать вывод, что для образования двух молей FeCl3 требуется две моли Fe и три моли Cl2. Таким образом, массовое соотношение между Fe и FeCl3 остается 2:2 или 1:1.

3. Рассмотрим теперь массу железа, которое сгорит в этой реакции. Масса залеженнихся веществ Fe равна 2,8 г. Так как между Fe и FeCl3 массовое соотношение 1:1, масса FeCl3, образующегося при сгорании 2,8 г Fe, также будет равна 2,8 г.

4. И, наконец, найдем массу хлора, которая участвовала в реакции. Объем хлора (Cl2) равен 2,8 л. Однако, для проведения точных расчетов нам необходимо знать значение давления и температуры, так как объем газа зависит от этих параметров в соответствии с уравнением состояния идеального газа. Если мы предположим, что условия определены при стандартных температуре и давлении (0°C и 1 атм), то объем хлора можно рассчитать, используя уравнение состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление газа, V - объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

Рассмотрим условия стандартной температуры и давления (STP). В этих условиях давление равно 1 атм, а температура равна 273 Кельвина. Универсальная газовая постоянная R равна 0,0821 л*атм/(моль*К).

Теперь рассчитаем количество молей хлора, используя уравнение состояния идеального газа:

\[PV = nRT\]

\[1 \times 2,8 = n \times 0,0821 \times 273\]

\[2,8 = n \times 22,414\]

\[n = \frac{2,8}{22,414}\]

\[n = 0,125 \text{ моль}\]

Таким образом, количество молей хлора равно 0,125 моль.

5. Найдем массу хлора с использованием его молярной массы. Масса одной моли Cl2 равна сумме массы двух атомов хлора (2 х 35,45 г/моль) и составляет примерно 70,9 г/моль.

Масса хлора, участвующего в реакции, может быть вычислена следующим образом:

\[\text{Масса хлора} = \text{молярная масса хлора} \times \text{количество молей хлора}\]

\[\text{Масса хлора} = 70,9 \times 0,125\]

\[\text{Масса хлора} = 8,86 \text{ г}\]

Таким образом, масса хлора, участвовавшего в реакции, составляет 8,86 г.

Итак, в результате сгорания 2,8 г железа в присутствии 2,8 л хлора образуется 2,8 г ферум(III) хлорида.