дано:
- объём водорода V_H2 = 10,0 м³
- молярный объём газа при нормальных условиях (н. у.) ≈ 22,4 м³/моль
найти:
массу чугунных стружек, массовая доля железа в которых составляет 96,0%.
решение:
1. Находим количество моль водорода, используя формулу:
n_H2 = V_H2 / molyarniy_ob'yem_gaza
n_H2 = 10,0 м³ / 22,4 м³/моль
n_H2 ≈ 0,446 моль
2. Реакция между водой и железом (в данном случае чугуном) можно представить следующим образом:
Fe + H2O → Fe3O4 + H2
Согласно уравнению реакции, на каждые 3 моль водорода необходимо 3 моль железа, то есть:
n_Fe = n_H2
n_Fe = 0,446 моль
3. Теперь находим массу железа, используя его молярную массу:
молярная масса железа (Fe) ≈ 56 г/моль
масса Fe = n_Fe * molyarniy_mass
масса Fe = 0,446 моль * 56 г/моль
масса Fe ≈ 25,04 г
4. Массовая доля железа в чугунных стружках составляет 96%. Обозначим массу чугунных стружек как m_total.
массовая доля = масса Fe / m_total
0,96 = 25,04 г / m_total
5. Найдём общую массу чугунных стружек:
m_total = масса Fe / 0,96
m_total = 25,04 г / 0,96
m_total ≈ 26,06 г
ответ: для получения 10,0 м³ водорода необходимо примерно 26,06 г чугунных стружек с массовой долей железа 96,0%.