Номер 3, страница 44 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 6. Газовые законы. Глава 1. Повторение и углубление знаний - номер 3, страница 44.

Условие.

3. Рассчитайте объемы газов (в пересчете на н. у.), которые выделяются при растворении 22,4 г железа в кислотах, по следующим уравнениям:

а) $Fe + 2HCl = FeCl_2 + H_2 \uparrow;$

б) $2Fe + 6H_2SO_{4(конц)} \stackrel{t}{=} Fe_2(SO_4)_3 + 3SO_2 \uparrow + 6H_2O;$

в) $Fe + 4HNO_{3(разб)} = Fe(NO_3)_3 + NO \uparrow + 2H_2O.$

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(\text{Fe}) = 22,4 \text{ г}$

Найти:

$V(\text{H}_2) - ?$
$V(\text{SO}_2) - ?$
$V(\text{NO}) - ?$

Решение:

В первую очередь, рассчитаем количество вещества (число молей) железа, которое вступает в реакции. Для этого используем молярную массу железа $M(\text{Fe}) \approx 56 \text{ г/моль}$.
$n(\text{Fe}) = \frac{m(\text{Fe})}{M(\text{Fe})} = \frac{22,4 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} = 0,4 \text{ моль}$

Теперь для каждой реакции рассчитаем объём выделившегося газа, зная, что молярный объём любого газа при нормальных условиях (н. у.) составляет $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$.

а) $\text{Fe} + 2\text{HCl} = \text{FeCl}_2 + \text{H}_2\uparrow$;

Согласно уравнению реакции, из 1 моль железа образуется 1 моль водорода. Следовательно, соотношение их количеств веществ равно 1:1.
$n(\text{H}_2) = n(\text{Fe}) = 0,4 \text{ моль}$
Рассчитаем объём выделившегося водорода:
$V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \times V_m = 0,4 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 8,96 \text{ л}$
Ответ: объём выделившегося водорода равен 8,96 л.

б) $2\text{Fe} + 6\text{H}_2\text{SO}_{4(\text{конц})} \xrightarrow{t} \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + 3\text{SO}_2\uparrow + 6\text{H}_2\text{O}$;

Согласно уравнению реакции, из 2 моль железа образуется 3 моль диоксида серы. Составим пропорцию на основе стехиометрических коэффициентов:
$\frac{n(\text{Fe})}{2} = \frac{n(\text{SO}_2)}{3}$
Отсюда найдём количество вещества диоксида серы:
$n(\text{SO}_2) = \frac{3 \times n(\text{Fe})}{2} = \frac{3 \times 0,4 \text{ моль}}{2} = 0,6 \text{ моль}$
Рассчитаем объём выделившегося диоксида серы:
$V(\text{SO}_2) = n(\text{SO}_2) \times V_m = 0,6 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 13,44 \text{ л}$
Ответ: объём выделившегося диоксида серы равен 13,44 л.

в) $\text{Fe} + 4\text{HNO}_{3(\text{разб})} = \text{Fe}(\text{NO}_3)_3 + \text{NO}\uparrow + 2\text{H}_2\text{O}$.

Согласно уравнению реакции, из 1 моль железа образуется 1 моль оксида азота(II). Соотношение их количеств веществ равно 1:1.
$n(\text{NO}) = n(\text{Fe}) = 0,4 \text{ моль}$
Рассчитаем объём выделившегося оксида азота(II):
$V(\text{NO}) = n(\text{NO}) \times V_m = 0,4 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 8,96 \text{ л}$
Ответ: объём выделившегося оксида азота(II) равен 8,96 л.