2. Рассчитайте массу хлорида железа (III), который образуется при взаимодействии соляной кислоты с 60 граммами оксида железа (III), содержащего 20% примесей.
Давайте разберём задачу шаг за шагом, чтобы понять, как рассчитать массу хлорида железа (III), образующегося при взаимодействии соляной кислоты с оксидом железа (III).
Шаг 1: Определение чистого вещества
Первоначально у нас есть 60 г оксида железа (III), но он содержит 20% примесей. Это значит, что только 80% от данной массы составляет чистый оксид железа (III).
Рассчитаем массу чистого оксида:
\[ \text{Масса чистого оксида} = 60 \, \text{г} \times (1 - 0.20) = 60 \, \text{г} \times 0.80 = 48 \, \text{г} \]
Шаг 2: Уравнение реакции
Оксид железа (III) реагирует с соляной кислотой по следующему уравнению:
\[ \text{Fe}_2\text{O}_3 + 6\, \text{HCl} \rightarrow 2\, \text{FeCl}_3 + 3\, \text{H}_2\text{O} \]
Из уравнения видно, что 1 моль оксида железа (III) реагирует с 6 молями соляной кислоты для образования 2 молей хлорида железа (III).
Шаг 3: Вычисление молекулярных масс
Теперь найдем молекулярную массу оксида железа (III) (\(\text{Fe}_2\text{O}_3\)) и хлорида железа (III) (\(\text{FeCl}_3\)):
Масса \(\text{Fe}_2\text{O}_3\):
- 2 × 55.85 (За железо) + 3 × 16.00 (За кислород) = 111.7 + 48.0 = 159.7 г/моль
Масса \(\text{FeCl}_3\):
- 55.85 (За железо) + 3 × 35.45 (За хлор) = 55.85 + 106.35 = 162.2 г/моль
Шаг 4: Применение соотношений
Теперь мы знаем, что 1 моль \(\text{Fe}_2\text{O}_3\) даёт 2 моль \(\text{FeCl}_3\).
Мы начнем с вычисления, сколько моль \(\text{Fe}_2\text{O}_3\) в 48 г:
\[ \text{Число молей } \text{Fe}_2\text{O}_3 = \frac{48 \, \text{г}}{159.7 \, \text{г/моль}} \approx 0.300 \, \text{моль} \]
Шаг 5: Нахождение молей \(\text{FeCl}_3\)
Мы знаем, что из 0.300 моль \(\text{Fe}_2\text{O}_3\) образуется:
\[ 0.300 \, \text{моль} \, \text{Fe}_2\text{O}_3 \times 2 = 0.600 \, \text{моль} \, \text{FeCl}_3 \]
Шаг 6: Перевод в граммы
Теперь найдём массу \(\text{FeCl}_3\):
\[ \text{Масса } \text{FeCl}_3 = 0.600 \, \text{моль} \times 162.2 \, \text{г/моль} \approx 97.32 \, \text{г} \]
Ответ
Таким образом, масса хлорида железа (III), образующегося при взаимодействии соляной кислоты с 60 граммами оксида железа (III) с примесями, составляет примерно 97.32 грамма.
