Номер 5-94, страница 62 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-94. Вычислите объем водорода (н.у.), который образуется при растворении 14 г железа в соляной кислоте. Рассчитайте массу образовавшейся соли.

Дано:

$m(\text{Fe}) = 14 \text{ г}$

Реакция протекает в соляной кислоте (HCl)

Условия нормальные (н.у.)

Найти:

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

$m(\text{соли})$ - ?

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции растворения железа в соляной кислоте. Железо, являясь металлом средней активности, вступает в реакцию замещения с соляной кислотой, образуя хлорид железа(II) и водород. Соляная кислота взята в избытке.

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

2. Вычислим количество вещества железа ($n$), используя его массу ($m$) и молярную массу ($M$). Молярная масса железа $M(\text{Fe})$ составляет приблизительно $56 \text{ г/моль}$.

$n(\text{Fe}) = \frac{m(\text{Fe})}{M(\text{Fe})} = \frac{14 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} = 0.25 \text{ моль}$

3. Используя уравнение реакции, найдем количество вещества выделившегося водорода ($H_2$) и образовавшейся соли — хлорида железа(II) ($FeCl_2$).

Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении, соотношение количеств веществ реагентов и продуктов следующее:

$n(\text{Fe}) : n(\text{H}_2) : n(\text{FeCl}_2) = 1:1:1$

Это означает, что из 0.25 моль железа образуется 0.25 моль водорода и 0.25 моль хлорида железа(II).

$n(\text{H}_2) = n(\text{Fe}) = 0.25 \text{ моль}$

$n(\text{FeCl}_2) = n(\text{Fe}) = 0.25 \text{ моль}$

4. Рассчитаем объем водорода ($V(\text{H}_2)$), который образуется при нормальных условиях (н.у.). При н.у. молярный объем любого газа ($V_m$) равен $22.4 \text{ л/моль}$.

$V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \cdot V_m = 0.25 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 5.6 \text{ л}$

5. Рассчитаем массу образовавшейся соли ($m(\text{FeCl}_2)$).

Сначала определим молярную массу хлорида железа(II):

$M(\text{FeCl}_2) = M(\text{Fe}) + 2 \cdot M(\text{Cl}) = 56 \text{ г/моль} + 2 \cdot 35.5 \text{ г/моль} = 127 \text{ г/моль}$

Теперь вычислим массу соли:

$m(\text{FeCl}_2) = n(\text{FeCl}_2) \cdot M(\text{FeCl}_2) = 0.25 \text{ моль} \cdot 127 \text{ г/моль} = 31.75 \text{ г}$

Ответ: объем водорода, образовавшегося в результате реакции, составляет 5.6 л; масса образовавшейся соли (хлорида железа(II)) — 31.75 г.