Номер 4, страница 268 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

4. В результате растворения железа в соляной кислоте образовалась соль массой 50,8 г. Рассчитайте массу прореагировавшего железа и объем водорода, выделившегося в результате реакции.

Дано:

m(FeCl₂) = 50,8 г

Найти:

m(Fe) - ?

V(H₂) - ?

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции взаимодействия железа с соляной кислотой. Железо, как металл, стоящий в ряду активности до водорода, вытесняет его из кислоты с образованием соли, хлорида железа(II), и газообразного водорода.

$Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$

2. Рассчитаем молярную массу образовавшейся соли, хлорида железа(II) ($FeCl_2$). Используем относительные атомные массы элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева: Ar(Fe) ≈ 56, Ar(Cl) ≈ 35,5.

$M(FeCl_2) = Ar(Fe) + 2 \cdot Ar(Cl) = 56 + 2 \cdot 35,5 = 56 + 71 = 127$ г/моль.

3. Вычислим количество вещества (число молей) хлорида железа(II), масса которого известна из условия задачи.

$n(FeCl_2) = \frac{m(FeCl_2)}{M(FeCl_2)} = \frac{50,8 \text{ г}}{127 \text{ г/моль}} = 0,4$ моль.

4. Используя стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции, найдём количества веществ прореагировавшего железа и выделившегося водорода. Соотношение количеств веществ равно соотношению коэффициентов перед их формулами в уравнении:

$n(Fe) : n(HCl) : n(FeCl_2) : n(H_2) = 1 : 2 : 1 : 1$

Отсюда следует, что:

$n(Fe) = n(FeCl_2) = 0,4$ моль

$n(H_2) = n(FeCl_2) = 0,4$ моль

5. Теперь можно рассчитать массу железа, вступившего в реакцию.

$m(Fe) = n(Fe) \cdot M(Fe) = 0,4 \text{ моль} \cdot 56 \text{ г/моль} = 22,4$ г.

6. Наконец, рассчитаем объем выделившегося водорода. Расчет проведем для нормальных условий (н.у.), при которых молярный объем любого газа ($V_m$) составляет 22,4 л/моль.

$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 0,4 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 8,96$ л.

Ответ: масса прореагировавшего железа равна 22,4 г; объем выделившегося водорода составляет 8,96 л.