Який обсяг водню можна отримати шляхом реакції залізних ошурок масою 3,11 г з розчином хлоридної кислоти масою 20

Предмет вопроса: Реакция между железными стружками и хлоридной кислотой для получения водорода

Пояснение:

Дано:

Масса железных стружек = 3,11 г
Масса раствора хлоридной кислоты = 20 г
Массовая доля кислоты в растворе = 0,25 (или 25%)
Массовая доля примесей = 0,1 (или 10%)

Мы можем использовать химическую реакцию между железными стружками и хлоридной кислотой для получения водорода:

Fe + 2HCl -> FeCl2 + H2

Коэффициенты перед формулами веществ показывают их соотношение в реакции. Из уравнения реакции видно, что на каждый моль железа требуется 2 моля HCl для получения молекулярного водорода.

Масса одного моля Fe = 55,85 г/моль
Масса одного моля HCl = 36,46 г/моль

Давайте вычислим количество молей железных стружек и хлоридной кислоты:

Моль железных стружек = масса железных стружек / молярная масса железа
Моль HCl = масса раствора хлоридной кислоты * массовая доля кислоты в растворе / молярная масса HCl

Затем мы можем вычислить, сколько молей водорода будет образовано в результате реакции:

Моль H2 = Минимальное количество моль железных стружек / 2

Наконец, найдем массу водорода:

Масса H2 = Моль H2 * молярная масса водорода

Применяя все эти шаги и учитывая долю примесей:

Объем водорода = масса водорода / плотность водорода

Дополнительный материал:
Масса железных стружек = 3,11 г
Масса раствора хлоридной кислоты = 20 г
Массовая доля кислоты в растворе = 0,25 (или 25%)
Массовая доля примесей = 0,1 (или 10%)

Решение:

1. Вычисление мольной массы Fe:
Мольная масса Fe = 55,85 г/моль

2. Вычисление мольной массы HCl:
Мольная масса HCl = 36,46 г/моль

3. Вычисление количества молей Fe:
Моль Fe = 3,11 г / 55,85 г/моль

4. Вычисление количества молей HCl:
Моль HCl = (20 г * 0,25) / 36,46 г/моль

5. Вычисление количества молей H2:
Моль H2 = min(Моль Fe, Моль HCl / 2)

6. Вычисление массы H2:
Масса H2 = Моль H2 * 2 г/моль

7. Вычисление объема H2:
Объем H2 = Масса H2 / 0,089 г/л

Совет:
Обратите внимание на правильные единицы измерения при выполнении расчетов. Убедитесь, что молярные массы используются в г/моль, а массы в граммах и объемы в литрах.

Дополнительное упражнение:
Похожая реакция может произойти между 2,45 г железных стружек и раствором HCl массой 15 г. Массовая доля кислоты составляет 20%, а массовая доля примесей - 5%. Какой объем водорода будет образован? (Плотность водорода: 0,089 г/л)

Содержание: Реакция между железным стружком и хлоридной кислотой для получения водорода

Описание: Реакция между железным стружком и хлоридной кислотой приводит к образованию водорода. Чтобы рассчитать объем полученного водорода, нужно использовать данных о массе железных ошурок и раствора хлоридной кислоты. Сначала найдем количество вещества хлоридной кислоты с помощью ее массы и молярной массы (HCl). Затем определим массовую долю водорода в реагентах и найдем количество вещества железа, используя массу железных ошурок. После этого, используя стехиометрическое соотношение из уравнения реакции между железом и кислотой, определим количество вещества водорода, а затем объем водорода при стандартных условиях.

Формулы и данные:
Молярная масса HCl = 36,46 г/моль
Молярная масса H2 = 2 г/моль
Массовая доля кислоты в растворе = 25%
Массовая доля домишек = 10%
Масса железных ошурок = 3,11 г
Масса раствора хлоридной кислоты = 20 г

Пошаговое решение:
1. Рассчитаем количество вещества HCl:
- Масса HCl = массовая доля кислоты × масса раствора хлоридной кислоты
- Масса HCl = 25% × 20 г = 5 г
- Количество вещества HCl = масса HCl / молярная масса HCl
- Количество вещества HCl = 5 г / 36,46 г/моль

2. Рассчитаем количество вещества Fe:
- Количество вещества Fe = масса железных ошурок / молярная масса Fe
- Количество вещества Fe = 3,11 г / (молярная масса Fe)

3. Найдем количество вещества H2, используя соотношение из уравнения реакции:
- Balansovoe uravnenie: 2Fe + 6HCl -> 3H2 + 2FeCl3
- Отсюда получаем, что 2 моль Fe порождают 3 моль H2
- Количество вещества H2 = (количество вещества Fe / 2) × (3 / 2)

4. Найдем объем водорода при стандартных условиях:
- Объем H2 = количество вещества H2 × 22,4 л/моль

Например:
Дано: масса железных ошурок = 3,11 г, масса раствора HCl = 20 г, массовая доля кислоты = 25%, массовая доля домишек = 10%
Требуется: рассчитать объем водорода, который можно получить при реакции данных реагентов.
Решение:
1. Используя формулу, найдем количество вещества HCl:
- Масса HCl = 25% × 20 г = 5 г
- Количество вещества HCl = 5 г / 36,46 г/моль

2. Рассчитаем количество вещества Fe:
- Количество вещества Fe = 3,11 г / (молярная масса Fe)

3. Используя соотношение из уравнения реакции, найдем количество вещества H2:
- Количество вещества H2 = (количество вещества Fe / 2) × (3 / 2)

4. Найдем объем H2 при стандартных условиях:
- Объем H2 = количество вещества H2 × 22,4 л/моль

Совет: Для лучшего понимания данной темы, рекомендуется ознакомиться с основными понятиями химических реакций, массовыми долями и со стехиометрией реакций. Важно знать, как использовать молярную массу, количество вещества и балансовку химических уравнений. Помните, что практика решения подобных задач поможет закрепить материал.

Проверочное упражнение: Если масса железных ошурок равна 4,2 г, а масса раствора хлоридной кислоты составляет 50 г, причем массовая доля кислоты составляет 15%, а массовая доля домишек равна 5%, рассчитайте объем водорода, который можно получить.