Давайте разберем задачу пошагово, чтобы понять, как найти массу хлорида железа (III), образующегося при взаимодействии соляной кислоты с оксидом железа (III). Обратите внимание, что во второй части задачи есть дополнение — в оксиде железа содержатся примеси. Постараемся сделать решение максимально понятным и подробным.
Часть 1: Рассчитываем массу хлорида железа (III), образующегося при взаимодействии со 60 г чистого оксида железа (III).
Шаг 1: Записать уравнение реакции
Оксид железа (III) реагирует с соляной кислотой по реакции:
\[ \text{Fe}_2\text{O}_3 + 6 \text{HCl} \rightarrow 2 \text{FeCl}_3 + 3 \text{H}_2\text{O} \]
Но у нас есть чуть более точное выражение, так как в реакции участвует одна молекула \(\text{Fe}_2\text{O}_3\).
Шаг 2: Рассчитать молярную массу веществ
\(\text{Fe}_2\text{O}_3\):
\( \text{Fe} = 55.85\, г/моль \)
\( \text{O} = 16\, г/моль \)
Молярная масса:
\[ M(\text{Fe}_2\text{O}_3) = 2 \times 55.85 + 3 \times 16 = 111.7 + 48 = 159.7\, г/моль \]\(\text{FeCl}_3\):
\(\text{Fe} = 55.85\, г/моль\),
\(\text{Cl} = 35.45\, г/моль\)
\[ M(\text{FeCl}_3) = 55.85 + 3 \times 35.45 = 55.85 + 106.35 = 162.2\, г/моль \]
Шаг 3: Найти количество вещества (\(n\)) оксида и планируемого хлорида
Имеется 60 г \(\text{Fe}_2\text{O}_3\):
\[ n(\text{Fe}_2\text{O}_3) = \frac{60}{159.7} \approx 0.375\, \text{моль} \]По уравнению реакции:
\[ 1\, \text{моль} \text{Fe}_2\text{O}_3 \ дает 2\, \text{моль} \text{FeCl}_3 \]Тогда количество молей \(\text{FeCl}_3\):
\[ n(\text{FeCl}_3) = 2 \times n(\text{Fe}_2\text{O}_3) = 2 \times 0.375 = 0.75\, \text{моль} \]
Шаг 4: Рассчитать массу полученного хлорида железа (III)
\[
m(\text{FeCl}_3) = n \times M(\text{FeCl}_3) = 0.75 \times 162.2 \approx 121.65\, г
\]
Ответ:
При взаимодействии 60 г чистого \(\text{Fe}_2\text{O}_3\) с кислотой образуется примерно 122 г хлорида железа (III).
Вторая часть:
Рассчитайте массу хлорида железа (III), если оксид содержит 20% примесей.
Это означает, что в 60 г оксида железа (III) содержится 80% чистого оксида и 20% примесей.
Шаг 1: Определяем массу чистого \(\text{Fe}_2\text{O}_3\)
\[ m_{\text{чистого}} = 60\, г \times 0.8 = 48\, г \]
Шаг 2: Рассчитаем молярное количество чистого оксида
\[
n(\text{Fe}_2\text{O}_3) = \frac{48}{159.7} \approx 0.3\, \text{моль}
\]
Шаг 3: Планируемое количество \(\text{FeCl}_3\)
\[ n(\text{FeCl}_3) = 2 \times 0.3 = 0.6\, \text{моль} \]
Шаг 4: Масса хлорида железа (III)
\[
m(\text{FeCl}_3) = 0.6 \times 162.2 \approx 97.3\, г
\]
Итог:
- Без примесей: примерно 122 г хлорида железа (III)
- С учетом 20% примесей: примерно 97 г хлорида железа (III)
Если нужны дополнительные объяснения, я с удовольствием помогу!