дано:
масса навески = 16,5 г
объем водорода = 3,30 дм3 (н. у.)
найти:
массовая доля оксида железа(II) в навеске
решение:
1. Найдем количество молей водорода, выделившегося в реакции. При нормальных условиях (н. у.), 1 моль газа занимает объем 22,4 дм3. Используем формулу:
n(H2) = V / Vm,
где n(H2) - количество молей водорода,
V - объем водорода (3,30 дм3),
Vm - молярный объем газа при н.у. (22,4 дм3/моль).
Подставим значения:
n(H2) = 3,30 дм3 / 22,4 дм3/моль ≈ 0,147 моль.
2. В реакции между железом и оксидом железа(II) с соляной кислотой выделяется водород. Уравнение реакции можно записать следующим образом:
Fe + FeO + 2HCl → 2FeCl + H2O + H2.
Из уравнения видно, что 1 моль железа и 1 моль оксида железа (II) дают 1 моль водорода. Таким образом, количество молей железа и оксида железа(II) можно выразить через количество молей водорода:
n(Fe) + n(FeO) = n(H2) = 0,147 моль.
3. Обозначим массу железа как m(Fe), а массу оксида железа(II) как m(FeO).
Согласно законам сохранения массы:
m(Fe) + m(FeO) = 16,5 г.
4. Теперь найдем соотношение масс. Молярные массы:
M(Fe) = 55,85 г/моль,
M(FeO) = 71,84 г/моль.
Используя количество молей:
m(Fe) = n(Fe) * M(Fe),
m(FeO) = n(FeO) * M(FeO).
Так как количество молей железа и оксида железа(II) одинаково, обозначим их как x:
m(Fe) = x * 55,85,
m(FeO) = x * 71,84.
5. Подставим в уравнение масс:
x * 55,85 + x * 71,84 = 16,5 г.
x(55,85 + 71,84) = 16,5.
x * 127,69 = 16,5.
x ≈ 0,129 моль.
6. Найдем массы каждого компонента:
m(Fe) = 0,129 * 55,85 ≈ 7,20 г,
m(FeO) = 0,129 * 71,84 ≈ 9,30 г.
7. Теперь найдем массовую долю оксида железа(II):
W(FeO) = (m(FeO) / m(навеска)) * 100%.
W(FeO) = (9,30 / 16,5) * 100% ≈ 56,36%.
ответ:
Массовая доля оксида железа(II) в навеске составляет примерно 56,36%.