Номер 8, страница 206 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 43. Железо - простое вещество. Глава 4. Металлы побочных подгрупп - номер 8, страница 206.

Условие.

8. Какой объём водорода (н. у.) можно получить, имея в распоряжении 168 г железа и неограниченное количество воды?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(Fe) = 168$ г

Вода ($H_2O$) - в избытке

Условия - нормальные (н. у.)

Найти:

$V(H_2)$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия железа с водой (водяным паром) при высокой температуре. В этих условиях образуется смешанный оксид железа(II,III) (железная окалина) и выделяется водород:

$3Fe + 4H_2O \xrightarrow{t} Fe_3O_4 + 4H_2\uparrow$

2. Найдем количество вещества железа ($Fe$), вступившего в реакцию. Для этого нам понадобится молярная масса железа, которую мы возьмем из периодической системы Д.И. Менделеева: $M(Fe) \approx 56$ г/моль.

$n(Fe) = \frac{m(Fe)}{M(Fe)} = \frac{168 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} = 3$ моль

3. По уравнению реакции определим количество вещества водорода ($H_2$), которое выделится в результате. Согласно стехиометрическим коэффициентам, из 3 моль железа образуется 4 моль водорода.

$\frac{n(Fe)}{3} = \frac{n(H_2)}{4}$

Отсюда количество вещества водорода:

$n(H_2) = \frac{4 \cdot n(Fe)}{3} = \frac{4 \cdot 3 \text{ моль}}{3} = 4$ моль

4. Зная количество вещества водорода, вычислим его объём при нормальных условиях (н. у.). При н. у. молярный объём любого газа ($V_m$) составляет 22,4 л/моль.

$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 4 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 89,6$ л

Ответ: можно получить 89,6 л водорода.