дано:
- Масса железа (Fe) = 14 г
- Масса 8%-ного раствора серной кислоты (H2SO4) = 245 г
- Концентрация раствора серной кислоты = 8%
найти:
- Объем водорода (H2) при нормальных условиях
решение:
1. Рассчитаем количество молей железа. Молекулярная масса железа (Fe) равна 55.85 г/моль.
Количество молей железа:
n_Fe = 14 г / 55.85 г/моль = 0.250 моль
2. Определим количество молей серной кислоты в растворе. Сначала рассчитаем массу серной кислоты в растворе:
Масса серной кислоты:
m_H2SO4 = 245 г × 8% = 19.6 г
Молекулярная масса серной кислоты (H2SO4) равна 98.08 г/моль.
Количество молей серной кислоты:
n_H2SO4 = 19.6 г / 98.08 г/моль = 0.200 моль
3. Определим, какой реагент ограничивает реакцию. Реакция: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2. Уравнение реакции показывает, что 1 моль железа реагирует с 1 моль серной кислоты, чтобы дать 1 моль водорода.
Поскольку у нас 0.250 моль железа и 0.200 моль серной кислоты, серная кислота является ограничивающим реагентом.
4. Рассчитаем количество молей водорода, которое можно получить из 0.200 моль серной кислоты.
Количество молей водорода:
n_H2 = 0.200 моль
5. Рассчитаем объем водорода при нормальных условиях. 1 моль газа занимает 22.4 л.
Объем водорода:
V_H2 = 0.200 моль × 22.4 л/моль = 4.48 л
ответ:
Объем водорода, который можно получить, равен 4.48 л.