Вычислите объемную долю (в %) выхода водорода от теоретически возможного. При взаимодействии 11,2 г железа с соляной кислотой выделилось 4,45 л водорода (н. у.).

Решение:

1. Расчет теоретического выхода водорода:
   1. Запишем уравнение реакции:
   • Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑
   2. Найдем молярную массу железа (Fe):
   • M(Fe) = 56 г/моль
   3. Рассчитаем количество вещества железа:
   • n(Fe) = m(Fe) / M(Fe) = 11,2 г / 56 г/моль = 0,2 моль
   4. По уравнению реакции, из 1 моль Fe выделяется 1 моль H₂. Следовательно, теоретически возможное количество вещества водорода равно количеству вещества железа:
   • n_теор(H₂) = n(Fe) = 0,2 моль
   5. При нормальных условиях (н. у.) молярный объем идеального газа составляет 22,4 л/моль. Рассчитаем теоретический объем водорода:
   • V_теор(H₂) = n_теор(H₂) ⋅ V_m = 0,2 моль ⋅ 22,4 л/моль = 4,48 л
2. Расчет объемной доли выхода водорода:
   1. Объемная доля выхода (η) рассчитывается по формуле:
   • η = (V_практ / V_теор) ⋅ 100%
   2. Подставим известные значения:
   • η = (4,45 л / 4,48 л) ⋅ 100% ≈ 99,33%

Ответ: 99,33%