Давайте разберемся подробно с этой задачей.
Шаг 1: Записать химическое уравнение реакции
Гидроксид железа(III) — это Fe(OH)₃. Реагирует он с азотной кислотой (HNO₃) по следующему уравнению:
[
\text{Fe(OH)}_3 + 3,\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Fe(NO}_3)_3 + 3,\text{H}_2\text{O}
]
Это уравнение показывает, что 1 моль Fe(OH)₃ реагирует с 3 моль HNO₃.
Шаг 2: Определить массу веществ и молярные массы
Масса гидроксида железа(III): ( m_{Fe(OH)_3} = 6{,}42,\text{г} ).
Молярная масса Fe(OH)₃:
[
M_{Fe(OH)_3} = 55,85 + 3 \times (16 + 1) = 55,85 + 3 \times 17 = 55,85 + 51 = \mathbf{106,85,\text{г/моль}}
]
Молярная масса HNO₃:
[
M_{HNO_3} = 1 + 14 + 3 \times 16 = 1 + 14 + 48 = \mathbf{63,\text{г/моль}}
]
Шаг 3: Найти количество вещества Fe(OH)₃ (в молях)
[
n_{Fe(OH)3} = \frac{m{Fe(OH)3}}{M{Fe(OH)_3}} = \frac{6,42,\text{г}}{106,85,\text{г/моль}}
]
Вычислим:
[
n_{Fe(OH)_3} \approx 0,06,\text{моль}
]
Шаг 4: Найти количество HNO₃, необходимое для реакции
Из уравнения реакции видно, что на 1 моль Fe(OH)₃ нужно 3 моль HNO₃:
[
n_{HNO_3} = 3 \times n_{Fe(OH)_3} = 3 \times 0,06 = 0,18,\text{моль}
]
Масса HNO₃, необходимая для реакции:
[
m_{HNO_3} = n_{HNO_3} \times M_{HNO_3} = 0,18 \times 63,\text{г/моль} \approx 11,34,\text{г}
]
Шаг 5: Определить массу раствора азотной кислоты с массовой долей 7%
Массовая доля (МД) раствора — это отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора, выразенное в процентах:
[
\text{МД} = \frac{m_{HNO_3}}{m_{раствора}} \times 100%
]
Нам нужно найти массу раствора, где:
[
7% = \frac{m_{HNO_3}}{m_{раствора}} \times 100%
]
Отсюда:
[
m_{раствора} = \frac{m_{HNO_3} \times 100%}{7%} = \frac{11,34,\text{г} \times 100}{7} \approx 162,\text{г}
]
Итог:
Уравнение реакции:
[
\text{Fe(OH)}_3 + 3,\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Fe(NO}_3)_3 + 3,\text{H}_2\text{O}
]
Масса раствора азотной кислоты (с МД 7%), необходимого для реакции:
[
\boxed{m_{раствора} \approx 162,\text{г}}
]
Это приблизительный ответ, округленный для удобства.
