Каков состав смеси и количество выделившегося газа после действия горячей серной кислоты массой 1.7 г на смесь железа

Содержание: Реакции металлов с кислотами

Разъяснение: При реакции металлов с кислотами образуется соль и выделяется водородный газ. Для решения данной задачи нужно знать химический состав смеси железа и меди, а также уравнение реакции между горячей серной кислотой и металлами.

Сначала определим химический состав смеси железа и меди. Допустим, что масса железа равна m1 г, а масса меди равна m2 г. Общая масса смеси будет равна m1 + m2 г.

Уравнение реакции железа с серной кислотой: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑
Уравнение реакции меди с серной кислотой: Cu + H2SO4 → CuSO4 + H2↑

Масса серной кислоты, действующей на смесь, равна 1.7 г. Зная молярную массу серной кислоты H2SO4 (98 г/моль), можно вычислить количество вещества используемой кислоты:
n(H2SO4) = масса кислоты / молярная масса = 1.7 г / 98 г/моль

Поскольку в уравнении реакции 1 моль кислоты реагирует с 1 молью металла, количество вещества меди и железа будет равно количеству вещества кислоты:
n(Cu) = n(Fe) = n(H2SO4)

Теперь, зная количество вещества меди и железа, мы можем определить их массы:
m(Cu) = n(Cu) * молярная масса Cu
m(Fe) = n(Fe) * молярная масса Fe

На данном этапе нам неизвестны массы меди и железа, поэтому сделаем предположение, что масса железа равна x г, а масса меди равна (1.7 - x) г.

Подставив эти значения в уравнение n(Cu) = n(Fe) = n(H2SO4), мы можем найти x:
n(Cu) = n(Fe) = n(H2SO4)
m(Cu) / молярная масса Cu = m(Fe) / молярная масса Fe = 1.7 г / 98 г/моль
(x г / молярная масса Cu) = ((1.7 - x) г / молярная масса Fe) = 1.7 г / 98 г/моль

Выражая массу железа через x и медь через (1.7 - x), мы можем решить данное уравнение и найти значения x, m(Cu) и m(Fe).

Чтобы найти количество выделившегося газа, мы можем воспользоваться законом Шарля: V/T = const.
По формуле можно выразить объем вещества, а затем вычислить его значение, используя известные параметры (давление, температура).

Пример: Определите состав смеси и количество выделившегося газа после взаимодействия 1.7 г горячей серной кислоты с смесью железа и меди. Молярная масса Cu = 63.5 г/моль, Fe = 55.85 г/моль.

Совет: Для успешного решения таких задач важно иметь хорошее понимание химических реакций и уметь применять знания о молярных массах элементов и соединений. Регулярно повторяйте и закрепляйте материалы по химии, особенно по реакциям металлов с кислотами. Практикуйтесь в решении подобных задач, чтобы лучше усваивать материал.

Закрепляющее упражнение: Если масса меди в смеси составляет 0.8 г, какова будет масса железа? Какое количество газа выделится после взаимодействия кислоты с данной смесью? (Молярная масса Cu = 63.5 г/моль, Fe = 55.85 г/моль)