1)Определите мольные доли (в %) веществ в 101,4 г смеси оксида железа(3) и оксида да железа (3)-железа(2), если при полном восстановлении водородом образовалось 32,44 мл воды. Рассчитайте также массу (в граммах) полученного металла.
Для начала запишем молярные массы веществ
M (Fe2O3) = 2*56 +3*16 = 160 г/моль
M (Fe3O4) = 3*56 + 4*16 = 232 г/моль
M(H2O) = 2*1 + 16 = 18 г/моль
M(Fe) = 56 г/моль
У нас 32,44 мл воды, так как плотность воды = 1 г/мл , то масса воды будет:
m= V*p = 32,44 мл * 1 г/мл = 32,44 г
количество вещества будем определять по формуле:
= mM
У нас два оксида массой 101,4 г
Пусть m Fe2O3 = X(г) , и (Fe2O3) = Х160
тогда m (Fe3O4) = 101,4 – X (г) (Fe3O4) = 101,4-Х232
Масса общей воды 32,44 г
Пусть масса воды, которая выделится при восстановлении Fe2O3 будет Y
m1(H2O) = Y 1 (H2O) = Y18
Тогда масса воды, которая выделится при восстановлении Fe3O4 будет 32,44- Y
m2(H2O) = 32,44 – Y 2 (H2O) = 32,44-Y18
Fe2O3 + 3H2 => 2Fe + 3H2O
1 моль 3 моль
Исходя из уравнения реакции у нас должно соблюдаться равенство:
3 Fe2O3 = 1 (H2O) подставляем выражения:
3* Х160 = Y18
Рассмотрим второе уравнение:
Fe3O4 + 4H2 => 3Fe + 4H2O
1 моль 4 моль
4 Fe3O4 = 2 (H2O) подставляем выражения:
4* 101,4-X232 = 32,44-Y18
В итоге мы получили систему неравенств:
3* Х160 = Y18 X= 160Y18*3= 2,96Y X=2,96Y
=> => =>
4* 101,4-X232 = 32,44-Y18 4*(101,4-2,96 У)232 = 32,44-Y18 18(405,6 – 11,84у ) = 232(32,44-у)
X = 2,96у X = 2,96у
=> =>
7300,8 – 213,12у = 7526,08- 232у 232у-213.12у = 7526,08-7300,8
X = 2,96у X= 35,3
=>
18,88у = 225,28 у= 11,93
Мы нашли, что масса m Fe2O3 = 35,3 г , тогда (Fe2O3) = 35,3160=0,22моль
значит m Fe3O4 = 101,4-35,3 = 66,1г , (Fe3O4) = 66,1232=0,29моль
Мольная (молярная) доля вещества — концентрация, выраженная отношением числа молей вещества к общему числу молей всех веществ, имеющихся в растворе.
(Fe2O3) = ν(Fe2O3)νFe2O3+ν(Fe3O4)
(Fe2O3) =0,220,22+0,29=0.43 или 43%
(Fe3O4) = ν(Fe3O4)νFe2O3+ν(Fe3O4)
(Fe2O3) =0,290,22+0,29=0.57 или 57%
Рассчитаем массу полученного металла
Fe2O3 + 3H2 => 2Fe + 3H2O
1 моль 2 моль
Из 1 моль оксида образуется 2 моль железа, значит из 0,22 моль оксида образуется 0,44 моль железа
Рассмотрим второе уравнение:
Fe3O4 + 4H2 => 3Fe + 4H2O
1 моль 3 моль
Из 1 моль оксида образуется 3 моль железа, значит из 0,29 моль оксида образуется 0,87 моль железа
Общее количество вещества железа будет : 0,44 + 0,87 = 1,31моль
Найдем массу образовавшегося железа
m= *M=> m(Fe)= 1,31*56 = 73,36г
ОТВЕТ:
мольные доли оксидов:
(Fe2O3) =0.43 или 43% (Fe2O3) = 0.57 или 57%
Масса образовавшегося железа = 73,36 г
2)Гексагидрат нитрата железа(3) массой 7 г прокалили, твердый остаток полностью перевели в раствор с помощью серной кислоты, объем раствора довели до 1л. Рассчитайте молярную концентрацию (моль/л) соли в приготовленном растворе.
При прокаливании сначала испаряется кристаллизационная вода
t0C
Fe(NO3)3 *6H2O => Fe(NO3)3 + 6H2O
Далее образовавшийся безводный нитрат железа (III) разлагается
В результате улетучивается вода, оксид азота (IV), кислород и остается твердый остаток- оксид железа (III), который и реагирует с серной кислотой
Fe2O3 + 3H2SO4 => Fe2(SO4)3 + 3H2O
В итоге нам надо рассчитать молярную концентрацию сульфата железа (III)
1)найдем массу безводного нитрата железа(III)
M(Fe(NO3)3 *6H2O) = 1*56 + 3*14 + 9*16 + 12*1 + 6*16 = 350 г/моль
M(Fe(NO3)3) = 1*56 + 3*14 + 9*16 = 242 г/моль
Получается, что 350 г кристаллогидрата содержит 242 г нитрата железа (III)
7 г кристаллогидрата будет содержать X г нитрата железа (III)
И тогда m(Fe(NO3)3) = 7*242350=4,84 г
2)найдем количество вещества безводного нитрата железа (III) по формуле:
= mM => (Fe(NO3)3) = 4.84242=0.02 моль
3) найдем количество вещества оксид железа (III), которое образуется при прокаливании нитрата железа (III)
По уравнению реакции прокаливания :
(Fe(NO3)3) : (Fe2O3)
0.024 : ν2 => (Fe2O3) = 0.02*24=0.01 моль
4) найдем количество вещества сульфата железа (III) , образовавшегося при растворении Fe2O3 в серной кислоте
(Fe2O3) : (Fe2(SO4)3)
0.011 : ν1 => (Fe2(SO4)3) = 0.01*11=0.01 моль
5) Найдем молярную концентрацию сульфата железа (III) в объеме 1 л
См= νV => См (Fe2(SO4)3) = 0,01моль1л=0,01 моль/л
ОТВЕТ: См (Fe2(SO4)3) = 0,01 моль/л
3)Железный купорос массой 33,36 г внесли в раствор, содержащий по 0,12 моль серной кислоты и перманганата калия, затем добавили избыток щелочи, осадок отфильтровали и прокалили. Определите массу (в граммах) сухого остатка.
Гептагидрат FeSO4·7Н2О носит тривиальное название железный купорос.
1)Рассчитаем массу сульфата железа (II) в железном купоросе
M(FeSO4·7Н2О) = 56 + 32 + 4*16 + 7 ( 2+16) = 278 г/моль
M(FeSO4) = 56 + 32 + 4*16 = 152 г/моль
278 г железного купороса содержит 152 г сульфата железа (II)
33,36 г купороса будет содержать X г сульфата железа (II)
И тогда m(FeSO4) = 33,36*152278=18,24 г
2)рассчитаем количество вещества FeSO4
= mM => (FeSO4) = 18.24152=0.12 моль
Получается, что все исходные вещества взяты одинаково по 0,12 моль
2 KMnO4+ 10 FeSO4+ 8 H2SO4 => 2 MnSO4+ 5 Fe2(SO4)3 + K2SO4+ 8 H2O
Исходя из уравнения, получается, что сульфат железа (II) в недостатке и расчет ведем по нему.
3)Рассчитаем количество вещества образовавшегося Fe2(SO4)3
По уравнению из 10 моль FeSO4 образуется 5 моль Fe2(SO4)3
Значит из 0,12 моль FeSO4 образуется Х моль Fe2(SO4)3
Fe2(SO4)3 = 0,12*510=0,06 моль
В образовавшийся раствор добавили избыток щелочи. Сульфат марганца (II) взаимодействует с щелочами в атмосфере азота , значит его мы не будем рассматривать, и с щелочью будет реагировать только Fe2(SO4)3
Fe2(SO4)3 + 6 KOH => 2Fe(OH)3↓ + 3K2SO4
4) рассчитаем количество вещества образовавшегося Fe(OH)3↓
По уравнению из 1 моль Fe2(SO4)3 образуется 2 моль Fe(OH)3
Значит из 0,06 моль Fe2(SO4)3 образуется X моль Fe(OH)3
Fe(OH)3= 0,06*21=0,12 моль
Образовавшийся осадок Fe(OH)3↓ отфильтровали и прокалили:
2Fe(OH)3↓ ==> Fe2O3 + 3H2O
5) Рассчитаем количество образовавшегося Fe2O3
По уравнению из 2 моль Fe(OH)3 образуется 1 моль Fe(OH)3
Значит из 0,12 моль Fe(OH)3 образуется X моль Fe2O3
(Fe2O3)= 0,12*12=0,06 моль
6) Рассчитаем массу Fe2O3 m = *M
M(Fe2O3) = 2*56 + 3*16 = 160 г/моль
m(Fe2O3) = 0,06 * 160 = 9,6 г
ОТВЕТ: масса образовавшегося оксида железа (III) равна 9,6 г
4)Смесь сульфатов железа(2) и железа(3) общей массой 20 г прореагировала с 3,16 г перманганата калия в кислом растворе объемом 1 л. Определите:
а) массовую долю (в %) соли железа(II) в смеси;
б)молярную концентрацию (моль/л) железосодержащей соли в конечном растворе.
Только сульфат железа (II) прореагирует с перманганатом калия в кислом растворе:
2 KMnO4+ 10 FeSO4+ 8 H2SO4 => 2 MnSO4+ 5 Fe2(SO4)3 + K2SO4+ 8 H2O
Таким образом у нас масса ( количество вещества) конечного сульфата железа (III) будет складываться из начальной массы ( в смеси) и массы образовавшейся в результате реакции сульфата железа (II) с перманганатом калия в кислой среде
– Найдем количество вещества перманганата калия
M(KMnO4) = 39 + 55 + 64 = 158 г/моль
= mM => (KMnO4) = 3,16158=0.02 моль
-Найдем какое количество вещества сульфата железа (II) прореагировало с пермангантом калия.
(KMnO4) : (FeSO4)
0.022 : ν10 => (FeSO4) = 0.02*102=0.1 моль
-Найдем массу сульфата железа (II)
m = *M
M(FeSO4) = 56 + 32 +4*16 = 152 г/моль
m(FeSO4) = 0,1*152=15,2 г
-найдем массовую долю сульфата железа (II) в смеси
(FeSO4) = m FeSO4m смеси *100% => (FeSO4) = 15.2 20*100%=76%
-найдем массу сульфата железа (III), который изначально был в смеси
m1 (Fe2(SO4)3) = m смеси – m(FeSO4)
m1 (Fe2(SO4)3) = 20-15.2=4.8 г
-найдем количество вещества сульфата железа (III), который изначально был в смеси
M(Fe2(SO4)3) = 2*56 + 3*32 + 12*16 = 400 г/моль
= mM => 1 (Fe2(SO4)3) = 4.8400=0.012 моль
-найдем количество вещества Fe2(SO4)3 , которое образовалось в результате реакции
(KMnO4) : (Fe2(SO4)3)
0.022 : ν5 => 2(Fe2(SO4)3) = 0.02*52=0.05 моль
-найдем общее количество (Fe2(SO4)3)
общее(Fe2(SO4)3) = 1(Fe2(SO4)3) + 2(Fe2(SO4)3)
общее(Fe2(SO4)3) = 0,012 + 0,05 = 0,062 моль
-найдем молярную концентрацию сульфата железа (III) в объеме 1 л
См= νV => См (Fe2(SO4)3) = 0,062моль1л=0,062 моль/л
ОТВЕТ: (FeSO4) = 76% ; См (Fe2(SO4)3) = 0,062 моль/л
5)Определите массу (в граммах) бромной воды, расходуемой на реакцию с 15,2 г сульфата железа (II) в сернокислотной среде, если в 100 г воды растворяется 3,58 г брома.
Для начала запишем уравнения реакции
Br2 +2 FeSO4 + H2SO4 => Fe2(SO4)3+2HBr
-найдем количество вещества сульфата железа (II)
M(FeSO4) = 56 + 32 +4*16 = 152 г/моль
= mM => (FeSO4) = 15.2152=0.1 моль
-найдем количество вещества брома
(FeSO4) : (Br2)
0.12 : ν1 => (Br2) = 0.1*12=0.05 моль
-найдем массу брома
m= *M
M(Br2) = 2*80 = 160 г/моль
m(Br2) = 0,05 * 160 = 8 г
-найдем массу раствора
В 100г воды растворяется 3,58 г брома
В X г воды растворяется ——-8 г брома
m воды = 100*83,58=225,7 г
m раствора = m воды + m брома
m раствора = 225,7 + 8= 233,7 г
ОТВЕТ: m раствора бромной воды будет 233,7 г
6) На 4,4 г сульфида железа(2) действуют избытком хлороводородной кислоты.
Выделившийся газ поглощают 10%-ным раствором сульфата цинка(2) массой 200г. Вычислите массу (в граммах) осадка и массовую долю (в %) веществ в конечном растворе.
FeS + 2HCl => FeCl2 + H2S↑
M(FeS) = 56 +32 =88 г/моль
Находим количество вещества сульфида железа (II)
= m/M => (FeS) = 4,4 / 88 = 0,05 моль
По уравнению (FeS) = (H2S) , значит (H2S) = 0,05 моль
Выделившийся газ поглощают 10%-ным раствором сульфата цинка(2)
H2S + ZnSO4 => ZnS↓ + H2SO4
-найдем массу растворенного вещества ZnSO4
m р.в-ва (ZnSO4) = (m раствора * ) / 100%
m р.в-ва (ZnSO4) = (200*10%)/ 100% = 20 г
-найдем количество вещества ZnSO4
M (ZnSO4) = 65 + 32 + 64 = 161 г/моль
= m/M => (ZnSO4) = 20 / 161 = 0,12моль
У нас получается
(H2S) = 0,05 моль , (ZnSO4) = 0,12моль.
Значит сульфат цинка в избытке, ведем расчет по недостатку сероводороду.
По уравнению (H2S) = (ZnS) => (ZnS) = 0,05 моль
-найдем массу сульфида цинка
m= *M
M(ZnS) = 65 + 32 = 97 г/моль
m (ZnS) = 0,05 * 97 = 4,85 г
-найдем массовую долю осадка в полученном растворе
= m осадкаm раствора*100%
m раствора будет складываться из массы раствора сульфата цинка и сероводорода
m раствора ZnSO4 = 200г
m (H2S)= *M
M(H2S)= 2+32 =34 г/моль
m (H2S)= 34 * 0,05 = 1,7 г
значит масса конечного раствора будет 200+1,7 = 201,7 г
и тогда массовая доля осадка:
(ZnS) = 4.85201.7*100%=2.4%
В конечном растворе еще будет присутствовать образовавшаяся серная кислота и непрореагировавший сульфат цинка
По уравнению (H2SO4)= 0,05 моль
M(H2SO4)= 98 г/моль => m (H2SO4)= 98 *0,05 = 4,9 г
(H2SO4) = 4.9201.7*100%=2.43%
Количество вещества непрореагировавшего сульфата цинка будет
0,12-0,05=0,07 моль
M(ZnSO4) = 65 + 32 + 64 = 161 г/моль
m оставшегося (ZnSO4) = 161 * 0,07 = 11,27г
(ZnSO4) = 11.27201.7*100%=5.59%
ОТВЕТ:
m(осадка ZnS) = 4,85г
массовые доли веществ в конечном растворе:
(ZnS) = 2.4%
(H2SO4) = 2.43%
(ZnSO4) = 5.59%
7) Определить эквивалентную массу серы в S2Cl2, если эквивалентная масса серы в SCl2 равна 16 г/моль.
Эквивалентная масса в веществе рассчитывается:
Mэ = f * M
f- фактор эквивалентности
M- молярная масса
Фактор эквивалентности для элемента рассчитывается:
f = 1nэлемента*В(элемента)
n(элемента) индекс, число атомов элемента в молекуле
B(элемента) – валентность элемента
SCl2
M(S) = 32
f(S) = 11*2=12
Mэ(S) = ½ * 32 = 16 г/моль
Точно так же рассчитаем серу и для S2Cl2
M(S) = 32
f(S) = 12*2=14
Mэ(S) = 1/4 * 32 = 8 г/моль
ОТВЕТ: эквивалентная масса серы в S2Cl2 = 8 г/моль
polinasav96 5.0
Школа (2003-2014): золотая медаль; Бакалавриат (2014-2018): ГУУ Менеджмент в гостинично-туристическом бизнесе. Усиленно изучала английский язык. Диплом с отличием. Магистратура (2019-н.в.): СПбГЭУ Туризм. Ответственная, грамотная.
На странице представлен фрагмент
Уникализируй или напиши новое задание с помощью нейросети
