Réponse:
Lorsqu'on fait réagir complètement 168 g de fer avec une quantité d'acide sulfurique en excès, la réaction produit du sulfate de fer (II) et du dihydrogène gazeux.
La réaction chimique équilibrée est :
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
On peut utiliser la loi de conservation de la masse pour déterminer la quantité de dihydrogène gazeux libéré. La masse totale des réactifs est égale à la masse totale des produits.
La masse molaire du fer est de 55,85 g/mol. La quantité de matière de fer est donc :
nFe = mFe / MMFe = 168 g / 55,85 g/mol = 3,00 mol
Puisque l'acide sulfurique est en excès, on peut supposer que la quantité de matière d'acide sulfurique est suffisante pour réagir avec tout le fer. Par conséquent, la quantité de matière de dihydrogène gazeux produit est égale à la quantité de matière de fer.
nH2 = nFe = 3,00 mol
Le volume de dihydrogène gazeux produit dépend des conditions de température et de pression. Les conditions normales sont définies comme une température de 0 °C et une pression de 1 atm. À ces conditions, un mole de gaz occupe un volume de 22,4 L.
Le volume de dihydrogène produit est donc :
VH2 = nH2 x 22,4 L/mol = 3,00 mol x 22,4 L/mol = 67,2 L
Le volume d'hydrogène gazeux produit dans les conditions normales est de 67,2 L.
