Номер 2, страница 22, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

•2. Определите массу осадка, который образуется при растворении в воде смеси, полученной при прокаливании хрома массой 10,4 г и серы массой 11,2 г.

Ответ: 20,6 г.

Дано:

$m(Cr) = 10,4$ г

$m(S) = 11,2$ г

Найти:

$m(осадка)$ - ?

Решение:

1. При прокаливании (нагревании) хрома с серой происходит реакция с образованием сульфида хрома(III):

$2Cr + 3S \xrightarrow{t^{\circ}C} Cr_2S_3$

2. Рассчитаем количество вещества (в молях) исходных реагентов. Молярные массы: $M(Cr) = 52$ г/моль, $M(S) = 32$ г/моль.

Количество вещества хрома:

$\nu(Cr) = \frac{m(Cr)}{M(Cr)} = \frac{10,4 \text{ г}}{52 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

Количество вещества серы:

$\nu(S) = \frac{m(S)}{M(S)} = \frac{11,2 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 0,35 \text{ моль}$

3. Определим, какой из реагентов находится в недостатке (лимитирующий реагент). Согласно уравнению реакции, на 2 моль хрома расходуется 3 моль серы. Рассчитаем, сколько серы потребовалось бы для реакции с 0,2 моль хрома:

$\nu_{требуемое}(S) = \frac{3}{2} \cdot \nu(Cr) = \frac{3}{2} \cdot 0,2 \text{ моль} = 0,3 \text{ моль}$

Так как в наличии имеется 0,35 моль серы ($0,35 > 0,3$), сера находится в избытке, а хром — в недостатке. Дальнейшие расчеты проводятся по хрому.

4. Смесь, полученная после прокаливания, состоит из продукта реакции $Cr_2S_3$ и непрореагировавшего остатка серы. При добавлении этой смеси в воду сульфид хрома(III) полностью гидролизуется, так как он образован катионом слабого основания ($Cr^{3+}$) и анионом слабой кислоты ($S^{2-}$). В результате гидролиза образуется осадок гидроксида хрома(III) и выделяется газ сероводород:

$Cr_2S_3 + 6H_2o \rightarrow 2Cr(OH)_3\downarrow + 3H_2S\uparrow$

Осадок, который образуется в ходе этого процесса, — это гидроксид хрома(III), $Cr(OH)_3$.

5. Найдем количество вещества образовавшегося осадка. Из уравнений реакций следует, что из 2 моль исходного хрома в конечном итоге образуется 2 моль гидроксида хрома(III):

$2Cr \rightarrow Cr_2S_3 \rightarrow 2Cr(OH)_3$

Следовательно, количество вещества $Cr(OH)_3$ равно количеству вещества $Cr$:

$\nu(Cr(OH)_3) = \nu(Cr) = 0,2 \text{ моль}$

6. Рассчитаем массу осадка. Молярная масса гидроксида хрома(III):

$M(Cr(OH)_3) = 52 + 3 \cdot (16 + 1) = 52 + 51 = 103 \text{ г/моль}$

Масса осадка $Cr(OH)_3$:

$m(осадка) = m(Cr(OH)_3) = \nu(Cr(OH)_3) \cdot M(Cr(OH)_3) = 0,2 \text{ моль} \cdot 103 \text{ г/моль} = 20,6 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося осадка составляет 20,6 г.