Дано:
- масса железа (m_Fe) = 35,6 г
- массовая доля хлороводорода (w_HCl) = 20,8 %
- плотность раствора (ρ) = 1,10 г/см³
Найти:
Объем раствора (V_solution), необходимый для полного растворения железа.
Решение:
1. Находим количество молей железа:
- Молярная масса железа (M_Fe) ≈ 55,85 г/моль
Количество моль железа:
n_Fe = m_Fe / M_Fe = 35,6 г / 55,85 г/моль ≈ 0,637 моль
2. Реакция растворения железа в растворе хлороводорода:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
Из уравнения видно, что 1 моль железа реагирует с 2 моль хлороводорода. Следовательно, для 0,637 моль железа потребуется:
n_HCl = 2 * n_Fe = 2 * 0,637 моль ≈ 1,274 моль HCl
3. Находим массу хлороводорода, необходимую для реакции:
- Молярная масса хлороводорода (M_HCl) ≈ 36,46 г/моль
m_HCl = n_HCl * M_HCl = 1,274 моль * 36,46 г/моль ≈ 46,5 г
4. Находим массу раствора, содержащего данное количество хлороводорода:
Масса раствора (m_solution) может быть определена по массовой доле:
m_solution = m_HCl / (w_HCl) = 46,5 г / 0,208 ≈ 223,56 г
5. Находим объем раствора с учетом его плотности:
V_solution = m_solution / ρ = 223,56 г / (1,10 г/см³) ≈ 202,51 см³
Ответ:
Для полного растворения железа массой 35,6 г потребуется примерно 202,51 см³ раствора хлороводорода с массовой долей 20,8 % и плотностью 1,10 г/см³.