Задача по химии 30 г смеси состоящей из железа, оксида железа 2 и оксида железа 3 обработали 10 процентным раствором серной кислоты массой 514,5 г вычислите массовые доли веществ в исходной смеси, если известно что она полностью растворилась, при этом выделилось 1,12л водорода и израсходовалось вся кислота

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи сначала определим количество вещества, которое реагировало с серной кислотой.

Масса серной кислоты = 514,5 г

Молярная масса H2SO4 = 98 г/моль
Количество вещества серной кислоты = масса серной кислоты / молярная масса = 514,5 г / 98 г/моль ≈ 5,25 моль

Так как 1 моль серной кислоты реагирует с 3 молями H2, то:

Количество реагирующего вещества = 5,25 моль * 3 = 15,75 моль

Объем водорода при нормальных условиях составил 1,12 л, что равно 0,05 моль (V = n * 24 л/моль).

Таким образом, масса железа в исходной смеси:

15,75 моль - 0,05 моль = 15,7 моль

Масса железа = масса серной кислоты - масса образовавшегося водорода
Масса железа = 514,5 г - (0,05 моль * 2 г/моль) = 514,5 г - 0,1 г = 514,4 г

Теперь вычислим массовые доли веществ в исходной смеси:

Масса железа = 30 г

Масса оксида железа II = x
Масса оксида железа III = y

x + y = 30 г
х = 30 - у

Масса железа в оксиде II = x + 2x = 3x
Масса железа в оксиде III = y + 3y = 4y

Молярные массы соответственно: FeO = 72 г/моль, Fe2O3 = 160 г/моль

Моль железа в оксиде II = 3x / 72
Моль железа в оксиде III = 4y / 160

Молярные соотношения железа:

15.7 моль (железа) = 3x / 72 + 4y / 160

Решив систему уравнений, найдем массовые доли веществ в исходной смеси:

x ≈ 9,24 г
y ≈ 20,76 г

Таким образом, исходная смесь состоит из оксида железа II (FeO) в массовой доле около 31 % и оксида железа III (Fe2O3) в массовой доле около 69%.