Номер 3, страница 186 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 40. Водородные соединения неметаллов. Глава VII. Неметаллы - номер 3, страница 186.

Условие.

3. Вычислите массу 20 %-ной соляной кислоты, которая потребуется для очистки железной пластины от ржавчины, масса которой равна 21,4 г. (Считайте, что ржавчина состоит только из гидроксида железа(III).)

Решение.

Решение 2.

Дано:

Массовая доля соляной кислоты: $\omega(\text{HCl}) = 20\% = 0,2$
Масса ржавчины (гидроксида железа(III)): $m(\text{Fe(OH)}_3) = 21,4 \text{ г}$

$m(\text{Fe(OH)}_3) = 21,4 \text{ г} = 0,0214 \text{ кг}$

Найти:

Массу раствора соляной кислоты: $m(\text{р-ра HCl})$ - ?

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции взаимодействия гидроксида железа(III) с соляной кислотой. Это реакция нейтрализации, в результате которой образуются соль (хлорид железа(III)) и вода.

$ \text{Fe(OH)}_3 + 3\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_3 + 3\text{H}_2\text{O} $

2. Рассчитаем молярные массы веществ, необходимых для расчетов. Используем значения атомных масс из периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева: $Ar(\text{Fe})=56$, $Ar(\text{O})=16$, $Ar(\text{H})=1$, $Ar(\text{Cl})=35,5$.

Молярная масса гидроксида железа(III):
$ M(\text{Fe(OH)}_3) = 56 + 3 \times (16 + 1) = 56 + 51 = 107 \text{ г/моль} $

Молярная масса хлороводорода:
$ M(\text{HCl}) = 1 + 35,5 = 36,5 \text{ г/моль} $

3. Найдем количество вещества (число молей) гидроксида железа(III), содержащегося в 21,4 г ржавчины.

$ n(\text{Fe(OH)}_3) = \frac{m(\text{Fe(OH)}_3)}{M(\text{Fe(OH)}_3)} = \frac{21,4 \text{ г}}{107 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль} $

4. По уравнению реакции определим количество вещества соляной кислоты, которое потребуется для полного растворения ржавчины. Из уравнения видно, что на 1 моль $\text{Fe(OH)}_3$ расходуется 3 моль $\text{HCl}$.

$ \frac{n(\text{Fe(OH)}_3)}{1} = \frac{n(\text{HCl})}{3} $

$ n(\text{HCl}) = 3 \times n(\text{Fe(OH)}_3) = 3 \times 0,2 \text{ моль} = 0,6 \text{ моль} $

5. Вычислим массу чистого хлороводорода, соответствующую найденному количеству вещества.

$ m(\text{HCl}) = n(\text{HCl}) \times M(\text{HCl}) = 0,6 \text{ моль} \times 36,5 \text{ г/моль} = 21,9 \text{ г} $

6. Зная массу чистого вещества $\text{HCl}$ и его массовую долю в растворе (20%), найдем массу всего раствора соляной кислоты по формуле:

$ \omega = \frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})} \Rightarrow m(\text{раствора}) = \frac{m(\text{вещества})}{\omega} $

$ m(\text{р-ра HCl}) = \frac{m(\text{HCl})}{\omega(\text{HCl})} = \frac{21,9 \text{ г}}{0,2} = 109,5 \text{ г} $

Ответ: для очистки железной пластины от ржавчины потребуется 109,5 г 20 %-ной соляной кислоты.