Номер 2, страница 173 - гдз по химии 8 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 2. Железо массой 14 г обработали раствором серной кислоты. Рассчитайте массу образовавшейся соли и объем водорода, который выделяется при этом.

Ответ: 38 г; 5,6 л.

Дано:

$m(\text{Fe}) = 14 \text{ г}$

Найти:

$m(\text{соли}) - ?$

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

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции между железом и серной кислотой. Железо является активным металлом (в ряду активности стоит до водорода) и реагирует с разбавленной серной кислотой, вытесняя из нее водород. В результате реакции образуются сульфат железа(II) и газообразный водород.

$Fe + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2 \uparrow$

Уравнение сбалансировано, все стехиометрические коэффициенты равны 1.

2. Вычислим количество вещества (в молях) железа, которое вступило в реакцию. Для этого используем формулу $n = m / M$, где $\text{m}$ — масса вещества, а $\text{M}$ — его молярная масса. Молярная масса железа $M(\text{Fe})$ составляет приблизительно 56 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, определим количество вещества образовавшихся продуктов — соли $FeSO_4$ и водорода $H_2$. Согласно уравнению, мольные соотношения веществ следующие:

$n(\text{Fe}) : n(FeSO_4) : n(H_2) = 1 : 1 : 1$

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

$n(FeSO_4) = n(\text{Fe}) = 0.25 \text{ моль}$

$n(H_2) = n(\text{Fe}) = 0.25 \text{ моль}$

4. Рассчитаем массу образовавшейся соли, сульфата железа(II) ($FeSO_4$). Сначала найдем его молярную массу:

$M(FeSO_4) = M(\text{Fe}) + M(\text{S}) + 4 \cdot M(\text{O}) = 56 + 32 + 4 \cdot 16 = 152 \text{ г/моль}$

Теперь вычислим массу соли, используя формулу $m = n \cdot M$:

$m(FeSO_4) = n(FeSO_4) \cdot M(FeSO_4) = 0.25 \text{ моль} \cdot 152 \text{ г/моль} = 38 \text{ г}$

5. Рассчитаем объем выделившегося водорода ($H_2$). В условии не указаны температура и давление, поэтому расчеты проводятся для нормальных условий (н.у.), при которых молярный объем любого газа ($V_m$) равен 22,4 л/моль.

$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 0.25 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 5.6 \text{ л}$

Ответ: масса образовавшейся соли (сульфата железа(II)) составляет 38 г, а объем выделившегося водорода — 5,6 л.