Вычислите массу раствора азотной кислоты с массовой долей кислоты 7%, необходимого для реакции с 6,42 г гидроксида железа(III). В ответе запишите уравнение реакции, о которой идёт…

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.