Номер 9, страница 206 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 43. Железо - простое вещество. Глава 4. Металлы побочных подгрупп - номер 9, страница 206.

Условие.

9. При действии избытка соляной кислоты на сплав железа с медью выделилось 224 мл газа (н. у.). Вычислите массу сплава, если известно, что железа в нём содержалось 20% по массе.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$V(H_2) = 224 \text{ мл} = 0.224 \text{ л}$

$\omega(Fe) = 20\% = 0.20$

$V_m = 22.4 \text{ л/моль}$ (молярный объем газа при н. у.)

Найти:

$m(\text{сплава}) - ?$

Решение:

Соляная кислота (HCl) реагирует с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений до водорода. Железо (Fe) стоит до водорода и реагирует с кислотой, а медь (Cu) — после, поэтому с соляной кислотой не реагирует.

Уравнение реакции железа с соляной кислотой:

$Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$

Выделившийся газ — это водород ($H_2$).

1. Рассчитаем количество вещества (число молей) выделившегося водорода. Поскольку газ измерен при нормальных условиях (н. у.), используем молярный объем газа $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$.

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{0.224 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.01 \text{ моль}$

2. Согласно уравнению реакции, из 1 моль железа образуется 1 моль водорода. Следовательно, их количества вещества равны:

$n(Fe) = n(H_2) = 0.01 \text{ моль}$

3. Найдем массу железа, вступившего в реакцию. Молярная масса железа $M(Fe) \approx 56 \text{ г/моль}$.

$m(Fe) = n(Fe) \times M(Fe) = 0.01 \text{ моль} \times 56 \text{ г/моль} = 0.56 \text{ г}$

4. Масса железа составляет 20% от общей массы сплава. Найдем массу всего сплава:

$\omega(Fe) = \frac{m(Fe)}{m(\text{сплава})}$

Отсюда масса сплава:

$m(\text{сплава}) = \frac{m(Fe)}{\omega(Fe)} = \frac{0.56 \text{ г}}{0.20} = 2.8 \text{ г}$

Ответ: масса сплава равна 2.8 г.