. К водному раствору, содержащему хлорид хрома (III) массой 3,17 г, прилили раствор, содержащий сульфид калия массой 3,85 г. определите массу осадка
Для решения этой задачи сначала определим, какие реакции будут происходить, когда к водному раствору хлорида хрома (III) добавят раствор сульфида калия.
Продукты реакции: Когда к раствору хлорида хрома (III) добавляют сульфид калия (K₂S), происходит реакция обмена, в результате которой образуется осадок хромового сульфида (Cr₂S₃), который нерастворим в воде, и хлорид калия (KCl) как растворимое вещество.
Уравнение реакции: Уравнение реакции выглядит следующим образом: \[ 2 \text{CrCl}_3 + 3 \text{K}_2\text{S} \rightarrow \text{Cr}_2\text{S}_3 \downarrow + 6 \text{KCl} \]
Молярные массы:
- Молярная масса CrCl₃ = 51.996 (Cr) + 3 × 35.453 (Cl) = 130.9 г/моль
- Молярная масса K₂S = 2 × 39.1 (K) + 32.065 (S) = 110.265 г/моль
- Молярная масса Cr₂S₃ = 2 × 51.996 (Cr) + 3 × 32.065 (S) = 199.121 г/моль
Количество вещества: Найдем количество вещества для хлорида хрома (III) и сульфида калия.
- Количество CrCl₃: \[ n(\text{CrCl}_3) = \frac{3.17 \, \text{г}}{130.9 \, \text{г/моль}} \approx 0.0242 \, \text{моль} \]
- Количество K₂S: \[ n(\text{K}_2\text{S}) = \frac{3.85 \, \text{г}}{110.265 \, \text{г/моль}} \approx 0.0349 \, \text{моль} \]
Стехиометрия: В реакции на 2 моль CrCl₃ требуется 3 моль K₂S. Мы можем определить, какое количество сульфида калия нужно для полностью реакционирования с хлоридом хрома: \[ \text{Для } 0.0242 \, \text{моль } \text{CrCl}_3 \, \text{нужно } \frac{3}{2} \times 0.0242 \approx 0.0363 \, \text{моль } \text{K}_2\text{S} \] У нас только 0.0349 моль K₂S, следовательно, K₂S является лимитирующим реагентом.
Определяем массу образовавшегося осадка: Используя количество K₂S, находим, какое количество Cr₂S₃ образуется: \[ \text{По уравнению 3 моль K}_2\text{S} \text{ дает 1 моль Cr}_2\text{S}_3 \] \[ 0.0349 \, \text{моль K}_2\text{S} \text{ дает } \frac{1}{3} \times 0.0349 \approx 0.01163 \, \text{моль Cr}_2\text{S}_3 \]
Теперь находим массу Cr₂S₃: \[ m(\text{Cr}_2\text{S}_3) = n(\text{Cr}_2\text{S}_3) \times M(\text{Cr}_2\text{S}_3) = 0.01163 \, \text{моль} \times 199.121 \, \text{г/моль} \approx 2.31 \, \text{г} \]
Таким образом, масса осадка хромового сульфида составляет примерно 2.31 г.
