При взаимодействии с кислотой 28 г железа выделился водород в количестве, достаточном для восстановления 20,6 г марганца из его оксида Mn3O4. До какой степени окисления окислилось железо при растворении в кислоте?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи необходимо выразить реакцию окисления марганца и восстановления железа.

Пусть x - степень окисления железа Fe.

Реакция окисления марганца:
4H^+ + Mn3O4 + 4e^- -> Mn^2+ + 2H2O

Реакция восстановления железа:
Fe^x + 2H^+ -> Fe^2+ + H2

Из условия задачи известно, что 28г железа выделилось водородом достаточным для восстановления 20,6г марганца.

Выразим количество моль водорода, выделившегося при реакции восстановления железа:
n(H2) = m(H2) / M(H2) = 20.6 / 2 = 10.3 моль

Выразим количество моль железа, принимая во внимание его степень окисления (x):
n(Fe) = m(Fe) / M(Fe) = 28 / 56 = 0.5 моль

Составим уравнение баланса массы для элементов марганца и железа:

Для марганца:
n(H2) = 4n(Mn3O4)

Для железа:
n(H2) = 2n(Fe)

10.3 = 4n(Mn3O4)
n(Mn3O4) = 2.575 моль

Рассмотрим количество моль железа, принимая во внимание его степень окисления (x)

0.5 моль * x = 2.575 моль
x = 5.15

Итак, железо окислилось до степени окисления +5.15.