Номер 6, страница 103 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 22. Химические источники тока. Глава V. Электрохимические реакции - номер 6, страница 103.

Условие.

6. Железо массой 7 г прореагировало с хлором массой 25 г. Образовавшийся хлорид растворили в 200 г воды. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(Fe) = 7 \text{ г}$

$m(Cl_2) = 25 \text{ г}$

$m(H_2O) = 200 \text{ г}$

Найти:

$\omega(соли) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции взаимодействия железа с хлором. Хлор является сильным окислителем, поэтому железо окисляется до степени окисления +3, образуя хлорид железа(III):

$2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$

2. Найдем молярные массы веществ, участвующих в реакции:

$M(Fe) = 56 \text{ г/моль}$

$M(Cl_2) = 2 \times 35.5 = 71 \text{ г/моль}$

$M(FeCl_3) = 56 + 3 \times 35.5 = 56 + 106.5 = 162.5 \text{ г/моль}$

3. Определим, какое из исходных веществ находится в недостатке (является лимитирующим реагентом). Для этого вычислим количество вещества (в молях) для железа и хлора:

$n(Fe) = \frac{m(Fe)}{M(Fe)} = \frac{7 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} = 0.125 \text{ моль}$

$n(Cl_2) = \frac{m(Cl_2)}{M(Cl_2)} = \frac{25 \text{ г}}{71 \text{ г/моль}} \approx 0.352 \text{ моль}$

4. Сравним полученные количества веществ с их стехиометрическими коэффициентами в уравнении реакции. Согласно уравнению, на 2 моль железа требуется 3 моль хлора. Посмотрим, сколько хлора потребовалось бы для реакции с 0.125 моль железа:

$n_{теор.}(Cl_2) = n(Fe) \times \frac{3}{2} = 0.125 \text{ моль} \times 1.5 = 0.1875 \text{ моль}$

Так как фактическое количество хлора (0.352 моль) больше теоретически необходимого (0.1875 моль), хлор находится в избытке, а железо прореагировало полностью. Дальнейшие расчеты ведем по недостатку, то есть по железу.

5. Найдем количество вещества и массу образовавшегося хлорида железа(III). По уравнению реакции:

$n(FeCl_3) = n(Fe) = 0.125 \text{ моль}$

Теперь вычислим массу соли (хлорида железа(III)):

$m(FeCl_3) = n(FeCl_3) \times M(FeCl_3) = 0.125 \text{ моль} \times 162.5 \text{ г/моль} = 20.3125 \text{ г}$

6. Вычислим массу полученного раствора. Масса раствора складывается из массы растворенного вещества (соли) и массы растворителя (воды):

$m_{раствора} = m(FeCl_3) + m(H_2O) = 20.3125 \text{ г} + 200 \text{ г} = 220.3125 \text{ г}$

7. Рассчитаем массовую долю соли в полученном растворе по формуле:

$\omega(соли) = \frac{m(соли)}{m_{раствора}} \times 100\%$

$\omega(FeCl_3) = \frac{20.3125 \text{ г}}{220.3125 \text{ г}} \times 100\% \approx 9.22\%$

Ответ: Массовая доля соли (хлорида железа(III)) в полученном растворе составляет 9.22%.