При воздействии паров воды на раскаленное железо образовалось 200 л водорода. Определите массу вступившего...

Для решения задачи необходимо сначала рассмотреть реакцию между железом и водяным паром. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

[ \text{3Fe} + 4\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Fe}_3\text{O}_4 + 4\text{H}_2 ]

Из уравнения реакции видно, что 3 молекулы железа реагируют с 4 молекулами воды, образуя 4 молекулы водорода. Таким образом, 4 моль водорода образуется из 3 моль железа.

Для начала, определим количество молей водорода, образовавшегося в реакции. Зная, что в нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 литра, рассчитаем количество молей водорода:

[ n(\text{H}_2) = \frac{200 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 8,93 \, \text{моль} ]

Теперь определим количество молей железа, необходимое для образования этого количества водорода. Поскольку 4 моль водорода образуются из 3 моль железа, количество молей железа будет:

[ n(\text{Fe}) = \frac{3}{4} \times 8,93 \, \text{моль} \approx 6,70 \, \text{моль} ]

Далее, рассчитаем теоретическую массу железа, используя его молярную массу (приблизительно 55,85 г/моль):

[ m(\text{Fe}) = 6,70 \, \text{моль} \times 55,85 \, \text{г/моль} \approx 374,2 \, \text{г} ]

Однако, поскольку реакция идет с выходом 80%, это означает, что в реальности использовано больше железа, чем рассчитано теоретически. Чтобы найти фактическую массу железа, необходимо учесть выход:

[ m_{\text{фактическая}}(\text{Fe}) = \frac{374,2 \, \text{г}}{0,8} \approx 467,8 \, \text{г} ]

Таким образом, масса железа, вступившего в реакцию, составляет примерно 467,8 грамм.

Масса железа, вступившего в реакцию, составляет 36 г.

Для решения данной задачи мы должны использовать уравнение химической реакции между паром воды и железом:

Fe + H2O -> FeO + H2

Известно, что образовалось 200 л водорода при выходе 80%. Это значит, что реакция прошла не полностью, и в результате образовалось только 80% от теоретически возможного количества водорода.

Молярная масса водорода (H2) равна 2 г/моль, поэтому 200 л водорода будет соответствовать:

n(H2) = V(H2) / 22.4 = 200 / 22.4 = 8.93 моль

Так как выход водорода составляет 80%, то теоретически можно получить:

n(H2)теор = n(H2) / 0.8 = 8.93 / 0.8 = 11.16 моль

Из уравнения реакции видно, что каждый моль железа (Fe) соответствует образованию одного моля водорода (H2). Следовательно, масса вступившего в реакцию железа будет равна:

m(Fe) = n(H2)теор M(Fe) = 11.16 56 = 624.96 г

Таким образом, масса вступившего в реакцию железа составляет примерно 624.96 г.