Дано:
1. Общая масса смеси железа и цинка: m(Fe + Zn) = 35,4 г.
2. Число молекул водорода (H2), выделившихся в результате реакции: N(H2) = 3,612 * 10^23 молекул.
3. Число Авогадро: NA = 6,022 * 10^23 молекул/моль.
Найти: массовую долю железа в смеси.
Решение:
1. Рассчитаем количество молей водорода:
n(H2) = N(H2) / NA.
Подставим значения:
n(H2) = (3,612 * 10^23 молекул) / (6,022 * 10^23 молекул/моль) ≈ 0,6 моль.
2. Из уравнения реакции между железом и серной кислотой видно, что на 1 моль Fe выделяется 1 моль H2, поэтому количество молей железа равно количеству молей водорода:
n(Fe) = n(H2) = 0,6 моль.
3. Рассчитаем массу железа:
Молярная масса железа (Fe):
M(Fe) = 55,85 г/моль.
Теперь рассчитаем массу железа:
m(Fe) = n(Fe) * M(Fe).
Подставим значения:
m(Fe) = 0,6 моль * 55,85 г/моль ≈ 33,51 г.
4. Рассчитаем массу цинка:
Поскольку общая масса смеси равна 35,4 г, масса цинка будет:
m(Zn) = m(Fe + Zn) - m(Fe).
Подставим значения:
m(Zn) = 35,4 г - 33,51 г ≈ 1,89 г.
5. Рассчитаем массовую долю железа в смеси:
w(Fe) = m(Fe) / m(Fe + Zn) * 100%.
Подставим значения:
w(Fe) = 33,51 г / 35,4 г * 100% ≈ 94,7%.
Ответ:
Массовая доля железа в смеси составляет approximately 94,7%.