Дано:
количество атомов железа (Fe) = 2 • 10^23 атома
Найти:
количество вещества образовавшейся соли и объем выделившегося газа (н.у.)
Решение:
Для решения задачи, нам нужно знать стехиометрическое соотношение реакции растворения железа в бромоводородной кислоте. По общему правилу, реакция может быть записана следующим образом:
Fe + 2HBr → FeBr2 + H2 ↑
Из уравнения реакции видно, что на один атом железа приходится образование одной молекулы FeBr2 и одной молекулы водорода (H2).
Количество вещества образовавшейся соли (FeBr2) будет равно количеству вещества железа (Fe), так как на один атом железа приходится образование одной молекулы FeBr2:
n(FeBr2) = n(Fe) = N(Fe) / N_A,
где n(FeBr2) - количество вещества FeBr2 (в молях),
n(Fe) - количество вещества железа (в молях),
N(Fe) - количество атомов железа,
N_A - постоянная Авогадро.
Таким образом,
n(FeBr2) = 2 • 10^23 / 6.022 • 10^23 = 0.332 моль.
Объем выделившегося газа (H2) можно рассчитать по формуле идеального газа:
V(H2) = n(H2) • V_m,
где V(H2) - объем выделившегося газа (в л),
n(H2) - количество вещества водорода (в молях),
V_m - молярный объем газа при н.у. (22.4 л/моль).
Так как на один атом железа приходится образование одной молекулы водорода (H2), то количество вещества водорода (H2) будет равно количеству вещества железа (Fe):
n(H2) = n(Fe) = 0.332 моль.
Тогда,
V(H2) = 0.332 • 22.4 = 7.44 л.
Ответ: количество вещества образовавшейся соли FeBr2 равно 0.332 моль, объем выделившегося газа H2 равен 7.44 л.