Номер 7, страница 16 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Проверьте себя. 2. Задачи на примеси и практический выход реакции - номер 7, страница 16.

Условие.

7. Какую массу соли железа можно получить при сгорании 22,4 г железа в атмосфере хлора, если практический выход этой реакции составляет 80 %?

Решение.

Решение 2.

Дано:

масса железа $m(Fe) = 22,4$ г
практический выход реакции $\eta = 80\% = 0,8$

Найти:

массу соли железа $m_{практ}(соли) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции горения железа в атмосфере хлора. Хлор является сильным окислителем, поэтому железо окисляется до своей высшей устойчивой степени окисления +3. Образуется соль — хлорид железа(III):

$2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$

2. Рассчитаем молярные массы железа (Fe) и хлорида железа(III) (FeCl₃), используя относительные атомные массы из периодической системы химических элементов:

$M(Fe) = 56$ г/моль
$M(FeCl_3) = M(Fe) + 3 \cdot M(Cl) = 56 + 3 \cdot 35,5 = 56 + 106,5 = 162,5$ г/моль

3. Найдем количество вещества (моль) железа, масса которого дана в условии задачи:

$n(Fe) = \frac{m(Fe)}{M(Fe)} = \frac{22,4 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} = 0,4$ моль

4. По уравнению реакции определим теоретическое количество вещества соли (хлорида железа(III)), которое может образоваться. Соотношение количеств веществ реагента и продукта (стехиометрические коэффициенты) составляет:

$n(Fe) : n(FeCl_3) = 2 : 2 = 1 : 1$

Следовательно, теоретически возможное количество вещества хлорида железа(III) равно количеству вещества исходного железа:

$n_{теор}(FeCl_3) = n(Fe) = 0,4$ моль

5. Вычислим теоретически возможную массу хлорида железа(III) ($m_{теор}$), которая соответствует 100% выходу реакции:

$m_{теор}(FeCl_3) = n_{теор}(FeCl_3) \cdot M(FeCl_3) = 0,4 \text{ моль} \cdot 162,5 \text{ г/моль} = 65$ г

6. Рассчитаем практическую массу соли, которую можно получить, учитывая, что практический выход составляет 80% от теоретического:

$m_{практ}(FeCl_3) = m_{теор}(FeCl_3) \cdot \eta = 65 \text{ г} \cdot 0,8 = 52$ г

Ответ: можно получить 52 г соли железа.