Matematyka.pl

Próbkę sproszkowanego żelaza umieszczono w pewnej objętości tlenu i podgrzano. Stwierdzono jedynie \(\displaystyle{ 10 \%}\) przyrost masy próbki w stosunku do masy początkowej. Następnie mieszaninę poreakcyjną roztworzono w nadmiarze kwasu solnego stwierdzając wydzielenie się \(\displaystyle{ 10 dm^3}\) wodoru. Jaka była masa żelaza?
Podpowiedź: Być może warto podzielić rozwiązanie zadania na dwie części. W pierwszej części wyliczyć udziały masowe substancji w mieszaninie po reakcji z tlenem.
Uwaga: Założyć zmianę stopnia utlenienia żelaza w wyniku reakcji wynoszącą \(\displaystyle{ 2}\).
\(\displaystyle{ M_{Fe} = 55,8 g/mol \\ M_{O_2} = 32,0 g/mol \\ M_{H_2} = 2,00 g/mol \\ M_{Cl_2} = 71,0 g/mol}\)
Totalnie nie wiem jak się za to zabrać. Proszę o pomoc

Pierwsza reakcja:

\(\displaystyle{ 2Fe + O _{2} \to 2FeO}\)

Początkowa masa żelaza = \(\displaystyle{ m _{Fe} ^{o} }\)

Przyrost masy próbki jest równy masie tlenu jaka przereagowała, czyli:

\(\displaystyle{ m _{O_{2}}=0.1 \cdot m _{Fe} ^{o} }\)

To oznacza, że z tlenem przereagowało tyle żelaza:

\(\displaystyle{ m _{Fe}^{,} = \frac{0.1 \cdot m _{Fe} ^{o}}{32} \cdot 2 \cdot 55.8=0.34875 \cdot m _{Fe} ^{o}}\)

Czyli na reakcję z kwasem solnym pozostało:

\(\displaystyle{ m _{Fe}^{,,}=(1-0.34875) \cdot m _{Fe} ^{o}=0.65125 \cdot m _{Fe} ^{o}}\)

\(\displaystyle{ Fe + 2HCl \to FeCl _{2} + H _{2} }\)

\(\displaystyle{ m _{Fe}^{,,}= \frac{10}{22.4} \cdot 55.8=24.91 \ g}\)

\(\displaystyle{ 24.91=0.65125 \cdot m _{Fe} ^{o}}\)

\(\displaystyle{ m _{Fe} ^{o}=38.25 \ g}\)