Для решения этой задачи нам необходимо сначала выяснить, какая реакция происходит между железом и соляной кислотой. Реакция будет следующей:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
Из уравнения видно, что при реакции одной молекулы железа (Fe) с двумя молекулами HCl (молярная масса = 36.5 г/моль), образуется одна молекула H2 газа (молярная масса = 2 г/моль). Таким образом, отношение между количеством газа H2 и HCl равно 1:2.
Сначала найдем количество вещества HCl, используемого в реакции:
Массовая доля HCl = 5%
Масса HCl = 292 г
Масса HCl в реакции = 292 г * 0.05 = 14.6 г
Количество вещества HCl = Масса / Молярная масса = 14.6 г / 36.5 г/моль ≈ 0.4 моль
Так как отношение между H2 и HCl равно 1:2, количество вещества H2 также составляет 0.2 моль.
Теперь мы можем использовать объем идеального газа в нормальных условиях:
V = (n * 22.4 L) = (0.2 моль * 22.4 L) ≈ 4.48 л
Таким образом, объем газа (н. у.), выделившегося в результате взаимодействия избытка железа с 292 г соляной кислоты с массовой долей HCl 5%, составляет около 4.48 л.