Номер 3.14, страница 56, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3.14. Какую массу раствора с массовой долей $NaOH$ 20% надо прилить к раствору $Fe_2(SO_4)_3$, чтобы получить $Fe(OH)_3$ массой 5 г?

Дано:

ω(NaOH) = 20% = 0.20

m(Fe(OH)₃) = 5 г = 0.005 кг

Найти:

m(р-ра NaOH) - ?

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции. При взаимодействии раствора сульфата железа(III) с раствором гидроксида натрия образуется нерастворимый в воде осадок гидроксида железа(III) и растворимая соль сульфат натрия:

$Fe_2(SO_4)_3 + 6NaOH \rightarrow 2Fe(OH)_3 \downarrow + 3Na_2SO_4$

2. Рассчитаем молярные массы веществ, которые участвуют в расчете: гидроксида железа(III) и гидроксида натрия.

Молярная масса гидроксида железа(III) ($M(Fe(OH)_3)$):

$M(Fe(OH)_3) = Ar(Fe) + 3 \cdot (Ar(O) + Ar(H)) = 56 + 3 \cdot (16 + 1) = 107 \text{ г/моль}$

Молярная масса гидроксида натрия ($M(NaOH)$):

$M(NaOH) = Ar(Na) + Ar(O) + Ar(H) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (в молях) гидроксида железа(III), которое должно получиться по условию задачи:

$n(Fe(OH)_3) = \frac{m(Fe(OH)_3)}{M(Fe(OH)_3)} = \frac{5 \text{ г}}{107 \text{ г/моль}} \approx 0.04673 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, для получения 2 моль $Fe(OH)_3$ требуется 6 моль $NaOH$. Соотношение количеств веществ составляет:

$\frac{n(NaOH)}{n(Fe(OH)_3)} = \frac{6 \text{ моль}}{2 \text{ моль}} = 3$

Отсюда находим количество вещества гидроксида натрия, необходимое для реакции:

$n(NaOH) = 3 \cdot n(Fe(OH)_3) = 3 \cdot 0.04673 \text{ моль} \approx 0.14019 \text{ моль}$

5. Вычислим массу чистого гидроксида натрия ($m(NaOH)$):

$m(NaOH) = n(NaOH) \cdot M(NaOH) = 0.14019 \text{ моль} \cdot 40 \text{ г/моль} \approx 5.6076 \text{ г}$

6. Зная массу чистого вещества и его массовую долю в растворе (20% или 0.20), определим массу раствора гидроксида натрия ($m(\text{р-ра } NaOH)$):

$m(\text{р-ра } NaOH) = \frac{m(NaOH)}{\omega(NaOH)} = \frac{5.6076 \text{ г}}{0.20} \approx 28.04 \text{ г}$

Ответ: для получения 5 г гидроксида железа(III) потребуется 28.04 г 20%-го раствора гидроксида натрия.