Номер 6, страница 135 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

6. Определите массу 30%-ного раствора гидроксида натрия, необходимого для полного осаждения ионов $Fe^{3+}$, содержащихся в 240 г 20%-ного раствора нитрата железа(III).

Дано:

Решение:

Дано:

$m(р-ра\ Fe(NO_3)_3) = 240\ г$

$\omega(Fe(NO_3)_3) = 20\% = 0,20$

$\omega(NaOH) = 30\% = 0,30$

Найти:

$m(р-ра\ NaOH) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции. При взаимодействии нитрата железа(III) с гидроксидом натрия происходит реакция обмена, в результате которой образуется нерастворимый осадок гидроксида железа(III) и нитрат натрия:

$Fe(NO_3)_3 + 3NaOH \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow + 3NaNO_3$

Из уравнения видно, что на 1 моль нитрата железа(III) расходуется 3 моль гидроксида натрия.

2. Вычислим массу чистого нитрата железа(III), содержащегося в исходном растворе. Массовая доля вещества в растворе $(\omega)$ связана с массой вещества $(m_{вещества})$ и массой раствора $(m_{раствора})$ формулой $m_{вещества} = m_{раствора} \times \omega$.

$m(Fe(NO_3)_3) = 240\ г \times 0,20 = 48\ г$

3. Рассчитаем молярные массы необходимых веществ, используя периодическую таблицу химических элементов Д.И. Менделеева (атомные массы округляем до целых, кроме хлора):

$M(Fe(NO_3)_3) = 56 + 3 \times (14 + 3 \times 16) = 56 + 3 \times 62 = 242\ г/моль$

$M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40\ г/моль$

4. Найдем количество вещества (число моль) нитрата железа(III) в 48 г:

$n(Fe(NO_3)_3) = \frac{m(Fe(NO_3)_3)}{M(Fe(NO_3)_3)} = \frac{48\ г}{242\ г/моль} \approx 0,1983\ моль$

5. Согласно стехиометрическому соотношению в уравнении реакции, количество вещества гидроксида натрия в 3 раза больше количества вещества нитрата железа(III):

$n(NaOH) = 3 \times n(Fe(NO_3)_3) = 3 \times \frac{48}{242}\ моль = \frac{144}{242}\ моль \approx 0,595\ моль$

6. Теперь можно рассчитать массу чистого гидроксида натрия, которая потребуется для реакции:

$m(NaOH) = n(NaOH) \times M(NaOH) = \frac{144}{242}\ моль \times 40\ г/моль = \frac{5760}{242}\ г \approx 23,8\ г$

7. Наконец, определим массу 30%-ного раствора гидроксида натрия, в котором содержится 23,8 г чистого вещества:

$m(р-ра\ NaOH) = \frac{m(NaOH)}{\omega(NaOH)} = \frac{5760/242\ г}{0,30} = \frac{5760}{242 \times 0,3}\ г = \frac{5760}{72,6}\ г \approx 79,34\ г$

Ответ: для полного осаждения ионов железа потребуется 79,34 г 30%-ного раствора гидроксида натрия.