Номер 13, страница 170 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

13. К 240 г раствора с массовой долей нитрата железа(II) 2 % добавили избыток раствора гидроксида натрия. Определите массу выпавшего осадка.

Дано:

$m_{р-ра}(Fe(NO_3)_2) = 240 \text{ г}$

$\omega(Fe(NO_3)_2) = 2 \% = 0.02$

Раствор $NaOH$ в избытке

Перевод в СИ:

$m_{р-ра}(Fe(NO_3)_2) = 0.24 \text{ кг}$

Найти:

$m(осадка) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции. Нитрат железа(II) вступает в реакцию ионного обмена с гидроксидом натрия. В результате образуется нерастворимое в воде основание — гидроксид железа(II), которое выпадает в осадок, и растворимая соль — нитрат натрия. Поскольку гидроксид натрия взят в избытке, весь нитрат железа(II) прореагирует полностью.

$Fe(NO_3)_2 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + 2NaNO_3$

2. Определим массу чистого нитрата железа(II) в исходном 240 г раствора с массовой долей 2%.

$m(Fe(NO_3)_2) = m_{р-ра}(Fe(NO_3)_2) \times \omega(Fe(NO_3)_2) = 240 \text{ г} \times 0.02 = 4.8 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярные массы реагента, по которому ведется расчет (нитрата железа(II)), и продукта реакции (гидроксида железа(II)). Используем относительные атомные массы, округленные до целых чисел: $Ar(Fe)=56$, $Ar(N)=14$, $Ar(O)=16$, $Ar(H)=1$.

Молярная масса нитрата железа(II):
$M(Fe(NO_3)_2) = 56 + 2 \times (14 + 3 \times 16) = 56 + 2 \times (14 + 48) = 56 + 124 = 180 \text{ г/моль}$.

Молярная масса гидроксида железа(II):
$M(Fe(OH)_2) = 56 + 2 \times (16 + 1) = 56 + 2 \times 17 = 56 + 34 = 90 \text{ г/моль}$.

4. Найдем количество вещества нитрата железа(II), содержащегося в растворе.

$n(Fe(NO_3)_2) = \frac{m(Fe(NO_3)_2)}{M(Fe(NO_3)_2)} = \frac{4.8 \text{ г}}{180 \text{ г/моль}} = \frac{48}{1800} \text{ моль} = \frac{2}{75} \text{ моль}$

5. По уравнению реакции, стехиометрическое соотношение между $Fe(NO_3)_2$ и $Fe(OH)_2$ составляет 1:1. Следовательно, количество вещества образовавшегося осадка равно количеству вещества прореагировавшего нитрата железа(II).

$n(Fe(OH)_2) = n(Fe(NO_3)_2) = \frac{2}{75} \text{ моль}$

6. Рассчитаем массу выпавшего осадка гидроксида железа(II).

$m(Fe(OH)_2) = n(Fe(OH)_2) \times M(Fe(OH)_2) = \frac{2}{75} \text{ моль} \times 90 \text{ г/моль} = \frac{180}{75} \text{ г} = 2.4 \text{ г}$

Ответ: масса выпавшего осадка составляет 2,4 г.