Через 605 г 16%-ного раствора нитрата железа (III) пропускали электрический ток до тех пор, пока объём газа, выделившегося на аноде, не оказался в два раза больше объема газа,…
Через 605 г 16%-ного раствора нитрата железа (III) пропускали электрический ток до тех пор, пока объём газа, выделившегося на аноде, не оказался в два раза больше объема газа, выделившегося на катоде. При этом получили раствор, в котором массовая доля нитрата железа (III) составила 8,24%. К полученному раствору добавили 168 г 10%-ного раствора гидрокарбоната натрия. Вычислите массовую долю нитрата железа (III) в конечном растворе
Для решения задачи будем использовать несколько шагов.
Исходные данные:
- Масса 16%-ного раствора нитрата железа (III): 605 г.
- Массовая доля нитрата железа (III) в начальном растворе: 16%.
- Массовая доля нитрата железа (III) в конечном растворе: 8,24%.
- Масса 10%-ного раствора гидрокарбоната натрия: 168 г.
Выделение нитрата железа (III) в начальном растворе: \[ m_{\text{Fe(NO}_3\text{)}_3, \text{ нач}} = 605 \, \text{г} \times 0,16 = 96,8 \, \text{г} \]
Масса воды в начальном растворе: \[ m_{\text{H}_2\text{O, нач}} = 605 \, \text{г} - 96,8 \, \text{г} = 508,2 \, \text{г} \]
Состояние после электролиза: Объем газа на аноде в два раза больше объема газа на катоде. Это значит, что нитрат железа (III) частично разложился (в соответствии с реакцией). В результате, остаточная масса нитрата железа (III) составляет: \[ m_{\text{Fe(NO}_3\text{)}_3, \text{ ост}} = 605 \, \text{г} \times 0,0824 = 50 \, \text{г} \]
Масса полученного раствора: После электролиза и получения нового раствора, общая масса нового раствора: \[ m_{\text{новый раствор}} = m_{\text{Fe(NO}_3\text{)}_3, \text{ ост}} + m_{\text{H}_2\text{O, нач}} = 50 \, \text{г} + 508,2 \, \text{г} = 558,2 \, \text{г} \]
Добавление 10%-ного раствора гидрокарбоната натрия: Масса гидрокарбоната натрия в 10%-ном растворе: \[ m_{\text{NaHCO}_3} = 168 \, \text{г} \times 0,1 = 16,8 \, \text{г} \]
Общая масса раствора теперь: \[ m_{\text{конечный раствор}} = 558,2 \, \text{г} + 168 \, \text{г} = 726,2 \, \text{г} \]
Масса нитрата железа (III) в конечном растворе остается 50 г.
Массовая доля нитрата железа (III) в конечном растворе: \[ \text{массовая доля} = \frac{m_{\text{Fe(NO}_3\text{)}_3}}{m_{\text{конечный раствор}}} \times 100\% = \frac{50 \, \text{г}}{726,2 \, \text{г}} \times 100\% \approx 6,88\% \]
Итак, массовая доля нитрата железа (III) в конечном растворе составляет примерно 6,88%.
