Для решения задачи, нам понадобятся данные о химической реакции между серной кислотой и железом. Уравнение данной реакции выглядит следующим образом:
H2SO4 + Fe -> FeSO4 + H2
Из уравнения видно, что на одну молекулу серной кислоты (H2SO4) требуется одна молекула железа (Fe) для полного превращения.
Для нахождения объема газа, получаемого при реакции, мы должны использовать закон Дальтона, который гласит, что давление смеси газов равно сумме давлений каждого отдельного газа. В данной реакции образуется только один газ (H2), поэтому весь объем газа, который мы получим, будет относиться к нему.
Теперь перейдем к расчету.
1. Найдем количество вещества серной кислоты (H2SO4) в 400 г раствора. Для этого используем формулу:
количество вещества (в молях) = масса / молярная масса
Молярная масса серной кислоты (H2SO4) равна сумме молярных масс всех ее атомов:
M(H2SO4) = 2 * M(H) + M(S) + 4 * M(O)
где M(H), M(S) и M(O) - молярные массы водорода, серы и кислорода.
Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль
Молярная масса серы (S) = 32 г/моль
Молярная масса кислорода (O) = 16 г/моль
Теперь находим количество вещества серной кислоты (H2SO4) в 400 г раствора:
количество вещества (в молях) = 400 г / 98 г/моль ≈ 4,08 моль
2. Зная, что на одну молекулу серной кислоты (H2SO4) требуется одна молекула железа (Fe) для полного превращения, мы можем сказать, что количество вещества железа (Fe) также равно 4,08 моль.
3. Поскольку одна молекула железа (Fe) дает одну молекулу газа (H2), то количество вещества газа равно 4,08 моль.
4. Для перевода молей газа в объем (в этой задаче используется обозначение "н.у." для нормальных условий), нужно использовать уравнение состояния идеального газа:
V = n * Vm
где V - объем газа, n - количество вещества газа, Vm - молярный объем газа, который при нормальных условиях равен 22,4 л/моль.
Подставим значения:
V = 4,08 моль * 22,4 л/моль ≈ 91,39 л
Таким образом, при взаимодействии 400 г раствора серной кислоты с железом можно получить около 91,39 л газа (H2) при нормальных условиях.
H2SO4 + Fe -> FeSO4 + H2
Из уравнения видно, что на одну молекулу серной кислоты (H2SO4) требуется одна молекула железа (Fe) для полного превращения.
Для нахождения объема газа, получаемого при реакции, мы должны использовать закон Дальтона, который гласит, что давление смеси газов равно сумме давлений каждого отдельного газа. В данной реакции образуется только один газ (H2), поэтому весь объем газа, который мы получим, будет относиться к нему.
Теперь перейдем к расчету.
1. Найдем количество вещества серной кислоты (H2SO4) в 400 г раствора. Для этого используем формулу:
количество вещества (в молях) = масса / молярная масса
Молярная масса серной кислоты (H2SO4) равна сумме молярных масс всех ее атомов:
M(H2SO4) = 2 * M(H) + M(S) + 4 * M(O)
где M(H), M(S) и M(O) - молярные массы водорода, серы и кислорода.
Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль
Молярная масса серы (S) = 32 г/моль
Молярная масса кислорода (O) = 16 г/моль
Подставим значения в формулу:
M(H2SO4) = 2 * 1 г/моль + 32 г/моль + 4 * 16 г/моль = 98 г/моль
Теперь находим количество вещества серной кислоты (H2SO4) в 400 г раствора:
количество вещества (в молях) = 400 г / 98 г/моль ≈ 4,08 моль
2. Зная, что на одну молекулу серной кислоты (H2SO4) требуется одна молекула железа (Fe) для полного превращения, мы можем сказать, что количество вещества железа (Fe) также равно 4,08 моль.
3. Поскольку одна молекула железа (Fe) дает одну молекулу газа (H2), то количество вещества газа равно 4,08 моль.
4. Для перевода молей газа в объем (в этой задаче используется обозначение "н.у." для нормальных условий), нужно использовать уравнение состояния идеального газа:
V = n * Vm
где V - объем газа, n - количество вещества газа, Vm - молярный объем газа, который при нормальных условиях равен 22,4 л/моль.
Подставим значения:
V = 4,08 моль * 22,4 л/моль ≈ 91,39 л
Таким образом, при взаимодействии 400 г раствора серной кислоты с железом можно получить около 91,39 л газа (H2) при нормальных условиях.