Какой объем водорода выделится при реакции 15 г железа (II) с 10 г фосфорной кислоты?
Химия 11 класс Реакции металлов с кислотами объём водорода реакция железа с фосфорной кислотой 15 г железа 10 г фосфорной кислоты химия 11 класс Новый
Для решения задачи о выделении объема водорода при реакции железа (II) с фосфорной кислотой, нам необходимо следовать нескольким шагам:
1. Записать уравнение реакции.
Реакция железа (II) с фосфорной кислотой выглядит следующим образом:
Fe + H3PO4 → Fe3(PO4)2 + H2
Однако, чтобы упростить, мы можем записать более полное уравнение, учитывая, что на 3 атома железа необходимо 2 молекулы фосфорной кислоты:
3Fe + 2H3PO4 → Fe3(PO4)2 + 3H2
2. Найти количество вещества (моль) исходных реагентов.
Для этого используем формулу:
n = m / M
где n - количество вещества, m - масса, M - молярная масса.
3. Определить, какой из реагентов является лимитирующим.
Согласно уравнению реакции, на 3 моль Fe требуется 2 моль H3PO4. Рассчитаем, сколько H3PO4 нужно для 0,268 моль Fe:
(2 моль H3PO4 / 3 моль Fe) * 0,268 моль Fe = 0,179 моль H3PO4.
Поскольку у нас есть только 0,102 моль H3PO4, это означает, что H3PO4 является лимитирующим реагентом.
4. Рассчитать количество выделившегося водорода.
Согласно уравнению реакции, на 2 моль H3PO4 выделяется 3 моль H2. Рассчитаем, сколько H2 выделится из 0,102 моль H3PO4:
(3 моль H2 / 2 моль H3PO4) * 0,102 моль H3PO4 = 0,153 моль H2.
5. Перевести количество водорода в объем.
При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Следовательно, объем водорода будет равен:
0,153 моль * 22,4 л/моль ≈ 3,43 л.
Итак, объем водорода, выделившегося при реакции 15 г железа (II) с 10 г фосфорной кислоты, составляет примерно 3,43 литра.