Дано:
V_водорода = 200 л (объем водорода, образовавшегося при реакции)
η = 80% (выход реакции)
Найти:
m_железа (масса железа, вступившего в реакцию)
Решение:
1. Найдем количество вещества водорода, образовавшегося при реакции:
n_водорода = V_водорода/V_моль, где V_моль - молярный объем при нормальных условиях (22.4 л/моль)
n_водорода = 200 л / 22.4 л/моль ≈ 8.93 моль
2. Так как реакция происходит с выходом 80%, то количество водорода, которое могло бы образоваться, будет:
n_теоретическое = n_водорода / η = 8.93 моль / 0.80 ≈ 11.16 моль
3. Поскольку соединение водорода и железа образуется по уравнению:
Fe + H2O → Fe3O4 + H2
Значит, чтобы получить 1 моль H2 требуется 1 моль Fe.
Таким образом, масса железа, вступившего в реакцию:
m_железа = M * n_теоретическое, где M - молярная масса железа
M(Fe) = 55.85 г/моль
m_железа = 55.85 г/моль * 11.16 моль ≈ 622 г
Ответ:
Масса железа, вступившего в реакцию, примерно равна 622 г.