1. Реагируют 14 г железа и 6,72 л хлора с образованием хлорида железа (III). Продукт растворяют в 227,5 мл воды. Вычислите массовую долю (в%) этого продукта в приготовленном растворе.

Question 1

Задача Задача №2289680

А

Аноним

19 ноября 2024 19:45 · публичный вопрос

А

Аноним 19 ноября 2024 19:45

1. Реагируют 14 г железа и 6,72 л хлора с образованием хлорида железа (III). Продукт растворяют в 227,5 мл воды. Вычислите массовую долю (в%) этого продукта в приготовленном растворе.

Answer

Чтобы решить эту задачу, сначала нужно определить количество реагентов и продукт реакции. Исходные вещества - это железо (Fe) и хлор (Cl₂), которые реагируют по уравнению:

\[ 2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3 \]

Определим количество молей хлора: Зная, что 1 моль газа занимает объем 22,4 л при стандартных условиях, мы можем найти количество молей хлора из 6,72 л: \[ n_{Cl_2} = \frac{V}{V_m} = \frac{6,72 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 0,3 \, \text{моль} \]
Теперь найдем количество молей железа: Из уравнения реакции видно, что 2 моль железа реагируют с 3 молями хлора. Для 0,3 моль хлора потребуется: \[ n_{Fe} = \frac{2}{3} \times n_{Cl_2} = \frac{2}{3} \times 0,3 \, \text{моль} \approx 0,2 \, \text{моль} \]

В данной задаче у нас есть 14 г железа. Найдем, сколько молей это: \[ n_{Fe} = \frac{m}{M_{Fe}} = \frac{14 \, \text{г}}{55,85 \, \text{г/моль}} \approx 0,25 \, \text{моль} \]

Теперь сравним молярные соотношения: Мы видим, что 0,25 моль железа в реакции полностью реагирует с хлором, использованным в реакции: \[ 0,25 \, \text{моль} \, Fe : 0,375 \, \text{моль} \, Cl_2 \, (Нужно 3/2 \times 0,25) \] Поскольку у нас 0,3 моль Cl₂, хлора будет недостаточно, и мы найдем, что реакция будет идти ограничена количеством хлора.
Найдем количество образовавшегося FeCl₃: Из 0,3 моль Cl₂ получаем: \[ n_{FeCl_3} = \frac{2}{3} \times n_{Cl_2} = \frac{2}{3} \times 0,3 \approx 0,2 \, \text{моль} \]
Определим массу получившегося хлорида железа (III): Масса \( FeCl_3 \): \[ M_{FeCl_3} = M_{Fe} + 3 \times M_{Cl} = 55,85 + 3 \times 35,45 \approx 162,2 \, \text{г/моль} \]

\[ m_{FeCl_3} = n_{FeCl_3} \times M_{FeCl_3} \approx 0,2 \, \text{моль} \times 162,2 \, \text{г/моль} \approx 32,44 \, \text{г} \]

Теперь найдем массовую долю вещества в растворе.

Объем воды 227,5 мл, плотность воды можно принять равной 1 г/мл, следовательно, масса воды: \[ m_{H_2O} = 227,5 \, \text{г} \]

Общая масса раствора: \[ m_{раствора} = m_{FeCl_3} + m_{H_2O} \approx 32,44 \, \text{г} + 227,5 \, \text{г} \approx 259,94 \, \text{г} \]

Массовая доля хлорида железа в растворе: \[ \omega = \frac{m_{FeCl_3}}{m_{раствора}} \times 100\% \approx \frac{32,44 \, \text{г}}{259,94 \, \text{г}} \times 100\% \approx 12,48\% \]

Таким образом, массовая доля хлорида железа (III) в растворе составляет приблизительно 12,48%.

Question 2

1. Реагируют 14 г железа и 6,72 л хлора с образованием хлорида железа (III). Продукт растворяют в 227,5 мл воды. Вычислите массовую долю (в%) этого продукта в приготовленном растворе.

Answer

Чтобы решить эту задачу, сначала нужно определить количество реагентов и продукт реакции. Исходные вещества - это железо (Fe) и хлор (Cl₂), которые реагируют по уравнению: \[ 2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3 \] 1. Определим количество молей хлора: Зная, что 1 моль газа занимает объем 22,4 л при стандартных условиях, мы можем найти количество молей хлора из 6,72 л: \[ n_{Cl_2} = \frac{V}{V_m} = \frac{6,72 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 0,3 \, \text{моль} \] 2. Теперь найдем количество молей железа: Из уравнения реакции видно, что 2 моль железа реагируют с 3 молями хлора. Для 0,3 моль хлора потребуется: \[ n_{Fe} = \frac{2}{3} \times n_{Cl_2} = \frac{2}{3} \times 0,3 \, \text{моль} \approx 0,2 \, \text{моль} \] В данной задаче у нас есть 14 г железа. Найдем, сколько молей это: \[ n_{Fe} = \frac{m}{M_{Fe}} = \frac{14 \, \text{г}}{55,85 \, \text{г/моль}} \approx 0,25 \, \text{моль} \] 3. Теперь сравним молярные соотношения: Мы видим, что 0,25 моль железа в реакции полностью реагирует с хлором, использованным в реакции: \[ 0,25 \, \text{моль} \, Fe : 0,375 \, \text{моль} \, Cl_2 \, (Нужно 3/2 \times 0,25) \] Поскольку у нас 0,3 моль Cl₂, хлора будет недостаточно, и мы найдем, что реакция будет идти ограничена количеством хлора. 4. Найдем количество образовавшегося FeCl₃: Из 0,3 моль Cl₂ получаем: \[ n_{FeCl_3} = \frac{2}{3} \times n_{Cl_2} = \frac{2}{3} \times 0,3 \approx 0,2 \, \text{моль} \] 5. Определим массу получившегося хлорида железа (III): Масса \( FeCl_3 \): \[ M_{FeCl_3} = M_{Fe} + 3 \times M_{Cl} = 55,85 + 3 \times 35,45 \approx 162,2 \, \text{г/моль} \] \[ m_{FeCl_3} = n_{FeCl_3} \times M_{FeCl_3} \approx 0,2 \, \text{моль} \times 162,2 \, \text{г/моль} \approx 32,44 \, \text{г} \] 6. Теперь найдем массовую долю вещества в растворе. Объем воды 227,5 мл, плотность воды можно принять равной 1 г/мл, следовательно, масса воды: \[ m_{H_2O} = 227,5 \, \text{г} \] Общая масса раствора: \[ m_{раствора} = m_{FeCl_3} + m_{H_2O} \approx 32,44 \, \text{г} + 227,5 \, \text{г} \approx 259,94 \, \text{г} \] 7. Массовая доля хлорида железа в растворе: \[ \omega = \frac{m_{FeCl_3}}{m_{раствора}} \times 100\% \approx \frac{32,44 \, \text{г}}{259,94 \, \text{г}} \times 100\% \approx 12,48\% \] Таким образом, массовая доля хлорида железа (III) в растворе составляет приблизительно 12,48%.