Номер 5, страница 112 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 24. Коррозия металлов и её предупреждение. Глава V. Электрохимические реакции - номер 5, страница 112.

Условие.

5. При взаимодействии 11,2 г железа с соляной кислотой выдели-лось 4,45 л водорода (н. у.). Вычислите объёмную долю (в процентах) выхода водорода от теоретически возможного.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(\text{Fe}) = 11,2 \text{ г}$

$V_{\text{практ.}}(\text{H}_2) = 4,45 \text{ л (н. у.)}$

Единицы измерения соответствуют используемым в расчетах константам (молярная масса в г/моль, молярный объем в л/моль), поэтому перевод в систему СИ не требуется.

Найти:

$\eta(\text{H}_2) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции взаимодействия железа с соляной кислотой. Железо реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида железа(II) и выделением водорода.

$\text{Fe} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2\uparrow$

2. Найдем количество вещества (в молях) железа, которое вступило в реакцию. Для этого используем его массу и молярную массу. Молярная масса железа $M(\text{Fe})$ составляет приблизительно $56 \text{ г/моль}$.

$\nu(\text{Fe}) = \frac{m(\text{Fe})}{M(\text{Fe})} = \frac{11,2 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим теоретически возможное количество вещества водорода. Из уравнения видно, что из 1 моль железа образуется 1 моль водорода, то есть их количества соотносятся как 1:1.

$\nu_{\text{теор.}}(\text{H}_2) = \nu(\text{Fe}) = 0,2 \text{ моль}$

4. Рассчитаем теоретический объем водорода, который должен был выделиться при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. ($V_m$) равен $22,4 \text{ л/моль}$.

$V_{\text{теор.}}(\text{H}_2) = \nu_{\text{теор.}}(\text{H}_2) \cdot V_m = 0,2 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 4,48 \text{ л}$

5. Вычислим объемную долю выхода водорода ($\eta$), которая представляет собой отношение практически полученного объема к теоретически возможному объему, выраженное в процентах.

$\eta(\text{H}_2) = \frac{V_{\text{практ.}}(\text{H}_2)}{V_{\text{теор.}}(\text{H}_2)} \cdot 100\% = \frac{4,45 \text{ л}}{4,48 \text{ л}} \cdot 100\% \approx 99,33\%$

Ответ: объемная доля выхода водорода от теоретически возможного составляет 99,33%.