Номер 3, страница 30 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

3. Как и почему изменяется масса порции железных опилок при их хранении на воздухе?

При длительном хранении порции железных опилок на открытом воздухе их масса будет увеличиваться.

Это происходит из-за химической реакции окисления железа, также известной как ржавление или коррозия. Железо ($Fe$) является металлом, который активно взаимодействует с компонентами воздуха, в первую очередь с кислородом ($O_2$) и водяными парами ($H_2O$).

В результате этой реакции на поверхности мелких частиц железа образуется новое химическое соединение — ржавчина. Ржавчина — это сложная смесь, в основном состоящая из гидратированного оксида железа(III) ($Fe_2O_3 \cdot nH_2O$).

Схематически этот процесс можно описать уравнением реакции: $$ 4Fe + 3O_2 + 2nH_2O \rightarrow 2(Fe_2O_3 \cdot nH_2O) $$

Согласно закону сохранения массы, масса продуктов реакции равна сумме масс исходных веществ. В данном случае исходными веществами являются твердые железные опилки и газообразный кислород (а также вода) из воздуха. Когда кислород вступает в реакцию, его атомы химически связываются с атомами железа, образуя твердый оксид. Таким образом, масса кислорода, взятого из воздуха, "прибавляется" к массе исходных опилок. Как следствие, общая масса твердого вещества (опилки, покрытые ржавчиной) становится больше, чем первоначальная масса чистого железа.

Форма опилок (большая площадь поверхности) значительно ускоряет этот процесс по сравнению с цельным куском железа, делая изменение массы более заметным за короткий промежуток времени.

Ответ: Масса порции железных опилок увеличится. Это происходит потому, что железо вступает в химическую реакцию с кислородом, содержащимся в воздухе, образуя оксид железа (ржавчину). В результате масса вступившего в реакцию кислорода добавляется к исходной массе железных опилок.