Ответ:

83,7%.

Объяснение:

Перед решением задачи необходимо записать и сбалансировать реакцию между чугуном и серной кислотой:

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Здесь Fe - символ железа, H2SO4 - серная кислота, FeSO4 - сульфат железа (II), H2 - молекулярный водород.

Молярная масса Fe = 55,85 г/моль

Масса чугуна = 20 г

Объем выделившегося водорода при н.у. = 6,72 л

При н.у., 1 моль газа занимает 22,4 литра.

Массовая доля железа в чугуне может быть найдена из соотношения массы железа в чугуне к общей массе чугуна:

массовая доля железа = масса железа / масса чугуна

Масса водорода, выделившегося при реакции, может быть найдена с использованием закона Дальтона:

PV = nRT

где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

При н.у. и нормальном давлении, уравнение упрощается до:

V = n

Таким образом, объем водорода, выделенного при реакции, соответствует количеству молей водорода, выделенных при реакции.

Чтобы найти количество молей железа, участвующих в реакции, нужно использовать стехиометрическое соотношение между железом и водородом:

1 моль железа соответствует 1 моль водорода

Тогда количество молей железа будет равно количеству молей водорода.

Наконец, массовая доля железа в чугуне может быть найдена с использованием массы железа в чугуне и количества молей железа:

массовая доля железа = масса железа / (количество молей железа * молярная масса железа)

Решение:

1. Найдем количество молей водорода, выделенного при реакции:

6,72 л (при н.у.) / 22,4 л/моль = 0,3 моль

2. Количество молей железа будет равно количеству молей водорода, так как соотношение между железом и водородом равно 1:1:

0,3 моль

3. Молярная масса чугуна Fe = 55,8 г/моль. Тогда масса 0,3 моль железа равна:

0,3 моль * 55,8 г/моль = 16,74 г

Массовая доля железа в сплаве равна:

20 г / 100% = 16,74 г / x

x = 83,7%

Ответ: массовая доля железа в сплаве равна 83,7%.