Номер 39, страница 241 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

9.39. Установите формулу хлорида железа, 1,0 г которого при взаимодействии с избытком раствора нитрата серебра даёт 2,65 г осадка.

Дано:

Найти:

Формулу хлорида железа - ?

Решение:

Общая формула хлорида железа - $FeCl_x$, где $x$ — неизвестный индекс, соответствующий валентности железа в данном соединении. При взаимодействии раствора хлорида железа с избытком раствора нитрата серебра ($AgNO_3$) происходит реакция ионного обмена, в результате которой образуется нерастворимый осадок хлорида серебра ($AgCl$).

Уравнение реакции в общем виде:

$FeCl_x + xAgNO_3 \rightarrow xAgCl \downarrow + Fe(NO_3)_x$

1. Определим количество вещества (моль) образовавшегося осадка $AgCl$. Для этого сначала рассчитаем его молярную массу, используя атомные массы серебра ($Ar(Ag) \approx 108$) и хлора ($Ar(Cl) \approx 35,5$).

$M(AgCl) = Ar(Ag) + Ar(Cl) = 108 + 35,5 = 143,5 \text{ г/моль}$

Теперь найдем количество вещества $AgCl$:

$n(AgCl) = \frac{m(AgCl)}{M(AgCl)} = \frac{2,65 \text{ г}}{143,5 \text{ г/моль}} \approx 0,01847 \text{ моль}$

2. Из уравнения реакции видно, что все ионы хлора из исходного хлорида железа переходят в состав осадка. Следовательно, количество вещества атомов хлора в исходной пробе равно количеству вещества хлорида серебра.

$n(Cl) = n(AgCl) \approx 0,01847 \text{ моль}$

3. Рассчитаем массу хлора, содержавшуюся в 1,0 г исходного вещества.

$m(Cl) = n(Cl) \times M(Cl) = 0,01847 \text{ моль} \times 35,5 \text{ г/моль} \approx 0,656 \text{ г}$

4. Масса исходного образца хлорида железа складывается из масс железа и хлора. Найдем массу железа в образце.

$m(Fe) = m(FeCl_x) - m(Cl) = 1,0 \text{ г} - 0,656 \text{ г} = 0,344 \text{ г}$

5. Определим количество вещества железа в образце. Атомная масса железа $Ar(Fe) \approx 56$.

$n(Fe) = \frac{m(Fe)}{M(Fe)} = \frac{0,344 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} \approx 0,00614 \text{ моль}$

6. Для установления формулы $FeCl_x$ необходимо найти соотношение количеств вещества атомов хлора и железа. Это соотношение и будет равно индексу $x$.

$x = \frac{n(Cl)}{n(Fe)} = \frac{0,01847 \text{ моль}}{0,00614 \text{ моль}} \approx 3,008$

Полученное значение с высокой точностью равно 3. Это означает, что в соединении на один атом железа приходится три атома хлора.

Таким образом, искомая формула хлорида железа — $FeCl_3$.

Ответ: $FeCl_3$.