Определить массовые доли Дан железоуглеродистый сплав. При действии на смесь углерода и железа массой 65г с
избытком соляной кислоты выделилось 3,2 л газа (н. у.).
Определить массовые доли углерода и железа в смеси.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи необходимо знать, что при взаимодействии углерода и железа с соляной кислотой образуется газ углекислый CO2 и хлориды железа.

Для начала найдем количество углерода и железа в реагентах. Пусть массовая доля углерода в смеси равна x, тогда массовая доля железа будет 1-x.

Молярная масса углерода C = 12 г/моль
Молярная масса железа Fe = 56 г/моль

Составим уравнение реакции:

Fe + 2HCl -> FeCl2 + H2

Отношение масс железа к массе углерода в реакции 1 к 1.

Масса железа:
m(Fe) = (65 * (1-x)) / 56

Масса углерода:
m(C) = (65 * x) / 12

Количество выделившегося газа H2 можно найти по закону Ломмеля:

n(H2) = 3.2 * 22.4 / 22400 = 0.0032 моль

Из уравнения реакции видно, что 1 моль железа дает 1 моль H2. Тогда количество молей железа:

n(Fe) = n(H2) = 0.0032 моль

Теперь можем составить уравнения для массы железа и углерода:

(65 (1-x)) / 56 = 0.0032
(65 x) / 12 = 0.0032

Решив данную систему уравнений, получаем:
x = 0.024, т.е. массовая доля углерода в смеси составляет 2.4%
1-x = 0.976, массовая доля железа в смеси составляет 97.6%