Номер 3.30, страница 57, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3.30. При взаимодействии 200 г 40%-ного раствора гидроксида натрия с хлоридом железа(III) образовался осадок — гидроксид железа(III). Вычислите массу и количество вещества образовавшегося осадка.

Дано:

$m_{\text{р-ра}}(NaOH) = 200 \text{ г}$

$\omega(NaOH) = 40\%$

$m_{\text{р-ра}}(NaOH) = 0.2 \text{ кг}$

Найти:

$m(Fe(OH)_3) - ?$

$n(Fe(OH)_3) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции взаимодействия гидроксида натрия ($NaOH$) с хлоридом железа(III) ($FeCl_3$). В результате реакции обмена образуется нерастворимый осадок гидроксида железа(III) ($Fe(OH)_3$) и хлорид натрия ($NaCl$).

$3NaOH + FeCl_3 \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow + 3NaCl$

2. Вычислим массу чистого гидроксида натрия ($NaOH$), содержащегося в 200 г 40%-ного раствора, по формуле:

$m(\text{вещества}) = m_{\text{р-ра}} \cdot \omega(\text{вещества})$

$m(NaOH) = 200 \text{ г} \cdot 0.4 = 80 \text{ г}$

3. Рассчитаем количество вещества (число моль) гидроксида натрия. Для этого нам понадобится его молярная масса $M(NaOH)$.

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

Теперь находим количество вещества:

$n(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{80 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 2 \text{ моль}$

4. Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции, из 3 моль $NaOH$ образуется 1 моль $Fe(OH)_3$. Определим количество вещества $Fe(OH)_3$, которое образуется из 2 моль $NaOH$:

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

$n(Fe(OH)_3) = \frac{n(NaOH)}{3} = \frac{2 \text{ моль}}{3} \approx 0.67 \text{ моль}$

5. Наконец, вычислим массу образовавшегося осадка $Fe(OH)_3$. Для этого сначала найдем его молярную массу $M(Fe(OH)_3)$.

$M(Fe(OH)_3) = M(Fe) + 3 \cdot (M(O) + M(H)) = 56 + 3 \cdot (16 + 1) = 56 + 51 = 107 \text{ г/моль}$

Теперь находим массу:

$m(Fe(OH)_3) = n(Fe(OH)_3) \cdot M(Fe(OH)_3) = \frac{2}{3} \text{ моль} \cdot 107 \text{ г/моль} \approx 71.33 \text{ г}$

Округлим результат до одного знака после запятой: $71.3 \text{ г}$.

Ответ: масса образовавшегося осадка $Fe(OH)_3$ составляет $71.3$ г, а количество вещества — $0.67$ моль.