Опыт 2, страница 170 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Опыт 2. Действие щелочи на раствор кислоты.

В пробирку налейте раствор соляной кислоты и добавьте индикатор метилоранж. Затем к этому раствору по каплям из бюретки приливайте раствор щелочи до изменения окраски (до какой окраски?). Напишите уравнение реакции.

1. Дано:

$m(Fe_2O_3) = 32$ г

Найти:

$n(C)$ — ?

Решение:

Взаимодействие оксида железа (III) с углеродом является реакцией восстановления. В зависимости от условий (температуры, соотношения реагентов) могут образовываться разные продукты. Одной из возможных реакций является восстановление железа до металла с образованием угарного газа:

$2Fe_2O_3 + 3C \xrightarrow{t} 4Fe + 3CO_2$

или

$Fe_2O_3 + 3C \xrightarrow{t} 2Fe + 3CO$

Проверим, какая из реакций соответствует ответу, приведенному в задаче.

1. Сначала вычислим молярную массу оксида железа (III), $Fe_2O_3$. Для этого используем значения относительных атомных масс железа ($Fe$) и кислорода ($O$) из Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева: $Ar(Fe) \approx 56$ а.е.м., $Ar(O) \approx 16$ а.е.м.

$M(Fe_2O_3) = 2 \cdot Ar(Fe) + 3 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 56 + 3 \cdot 16 = 112 + 48 = 160$ г/моль.

2. Теперь рассчитаем количество вещества (число молей) оксида железа (III) массой 32 г по формуле $n = m/M$:

$n(Fe_2O_3) = \frac{m(Fe_2O_3)}{M(Fe_2O_3)} = \frac{32 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 0.2$ моль.

3. По уравнению реакции найдем количество вещества углерода. Соотношение количеств веществ реагентов равно соотношению их стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции.

Рассмотрим второй вариант реакции: $Fe_2O_3 + 3C \rightarrow 2Fe + 3CO$.

Из уравнения видно, что 1 моль $Fe_2O_3$ реагирует с 3 молями $C$. Составим пропорцию:

$\frac{n(Fe_2O_3)}{1} = \frac{n(C)}{3}$

Выразим и вычислим количество вещества углерода:

$n(C) = 3 \cdot n(Fe_2O_3) = 3 \cdot 0.2 \text{ моль} = 0.6$ моль.

Полученный результат совпадает с ответом, приведенным в условии задачи.

Ответ: 0,6 моль.