Найдем количество серной кислоты, которая реагировала с железом: Мольное отношение Fe к H2SO4 = 1:1 Так как nFeFeFe = 0,1 моль, то nH2SO4H2SO4H2SO4 = 0,1 моль
Найдем массовую долю веществ: mH2SO4H2SO4H2SO4 = nH2SO4H2SO4H2SO4 MH2SO4H2SO4H2SO4 = 0,1 моль 98 г/моль = 9,8 г
Теперь найдем массовую долю веществ в растворе: Массовая доля Fe = mFeFeFe / m(H2SO4)+m(Fe)m(H2SO4) + m(Fe)m(H2SO4)+m(Fe) 100% = 5,6 г / 400г+5,6г400 г + 5,6 г400г+5,6г 100% ≈ 1,4% Массовая доля H2SO4 = mH2SO4H2SO4H2SO4 / m(H2SO4)+m(Fe)m(H2SO4) + m(Fe)m(H2SO4)+m(Fe) 100% = 9,8 г / 400г+5,6г400 г + 5,6 г400г+5,6г 100% ≈ 2,4% Массовая доля H2O = m(H2O)=400г−m(H2SO4)−m(Fe)m(H2O) = 400 г - m(H2SO4) - m(Fe)m(H2O)=400г−m(H2SO4)−m(Fe) / m(H2SO4)+m(Fe)m(H2SO4) + m(Fe)m(H2SO4)+m(Fe) 100% = 400г−9,8г−5,6г400 г - 9,8 г - 5,6 г400г−9,8г−5,6г / 400г+5,6г400 г + 5,6 г400г+5,6г 100% ≈ 96,2%
Итак, массовые доли веществ в растворе после окончания реакции: Fe - 1,4%, H2SO4 - 2,4%, H2O - 96,2%
mFeFeFe = 5,6 г
MFeFeFe = 55.85 г/моль
nFeFeFe = mFeFeFe / MFeFeFe = 5,6 г / 55,85 г/моль ≈ 0,1 моль
Найдем количество вещества серной кислоты:mH2SO4H2SO4H2SO4 = 400 г
% H2SO4 = 90%
MH2SO4H2SO4H2SO4 = 98 г/моль
nH2SO4H2SO4H2SO4 = mH2SO4H2SO4H2SO4 % H2SO4 / 100 / MH2SO4H2SO4H2SO4 = 400 г 90 / 100 / 98 г/моль ≈ 3,67 моль
Запишем уравнение реакции:
Fe + H2SO4 -> Fe2SO4SO4SO43 + H2 ↑
Найдем количество серной кислоты, которая реагировала с железом:
Мольное отношение Fe к H2SO4 = 1:1
Так как nFeFeFe = 0,1 моль, то nH2SO4H2SO4H2SO4 = 0,1 моль
Найдем массовую долю веществ:
mH2SO4H2SO4H2SO4 = nH2SO4H2SO4H2SO4 MH2SO4H2SO4H2SO4 = 0,1 моль 98 г/моль = 9,8 г
Теперь найдем массовую долю веществ в растворе:
Массовая доля Fe = mFeFeFe / m(H2SO4)+m(Fe)m(H2SO4) + m(Fe)m(H2SO4)+m(Fe) 100% = 5,6 г / 400г+5,6г400 г + 5,6 г400г+5,6г 100% ≈ 1,4%
Массовая доля H2SO4 = mH2SO4H2SO4H2SO4 / m(H2SO4)+m(Fe)m(H2SO4) + m(Fe)m(H2SO4)+m(Fe) 100% = 9,8 г / 400г+5,6г400 г + 5,6 г400г+5,6г 100% ≈ 2,4%
Массовая доля H2O = m(H2O)=400г−m(H2SO4)−m(Fe)m(H2O) = 400 г - m(H2SO4) - m(Fe)m(H2O)=400г−m(H2SO4)−m(Fe) / m(H2SO4)+m(Fe)m(H2SO4) + m(Fe)m(H2SO4)+m(Fe) 100% = 400г−9,8г−5,6г400 г - 9,8 г - 5,6 г400г−9,8г−5,6г / 400г+5,6г400 г + 5,6 г400г+5,6г 100% ≈ 96,2%
Итак, массовые доли веществ в растворе после окончания реакции: Fe - 1,4%, H2SO4 - 2,4%, H2O - 96,2%