Задача 74596 Хлор, полученный взаимодействием 300 г...
Условие
Решение
Масса соляной кислоты = 300 г
Концентрация соляной кислоты = 36,5%
Концентрация диоксида марганца = 52,2%
Масса раствора = 2000 г
Нужно найти массовую долю образовавшегося соединения железа.
Решение:
1. Сначала вычислим массу реагентов в исходной смеси.
Масса соляной кислоты (HCl) равна 36,5% от 300 г, то есть 0,365*300 = 109,5 г
Диоксид марганца (MnO2) образуется при взаимодействии соляной кислоты с диоксидом марганца.
2. Находим количество вещества соляной кислоты, которая вступит в реакцию с диоксидом марганца. При помощи формулы
n(HCl) = m(HCl) / M(HCl), где M(HCl) = 36,5
n(HCl) = 109,5 / 36,5 = 3 мол
3. Вычисляем массу диоксида марганца, которая реагирует с этим количеством соляной кислоты. Известно, что одному молю HCl соответствует 1/4 моля MnO2. Значит, мы можем посчитать:
n(MnO2) = n(HCl) * (1/4) = 3мол*(1/4) = 0,75 мол
m(MnO2) = n(MnO2) * M(MnO2), где M(MnO2) = 86,9
m(MnO2) = 0,75 * 86,9 = 65,175 г
4. Также можно вычислить массу хлора (Cl), который получится в результате реакции, по формуле
m(Cl) = n(HCl) * M(Cl), где M(Cl) = 35,5
m(Cl) = 3*35,5 = 106,5 г
5. Образовавшийся хлор напольно прореагировал с железными опилками. При реакции хлора с железом формируется хлорид железа(III) (FeCl3). Следует учесть, что 1 моль хлора реагирует с 1/3 моль железа для образования хлорида железа(III).
6. Вычисляем массу железа (Fe), которая реагирует с хлором:
n(Fe) = n(Cl) * (1/3) = 3 мол *(1/3) = 1 мол
m(Fe) = n(Fe) * M(Fe), где M(Fe) = 55,8
m(Fe) = 1 * 55,8 = 55,8 г
7. Вычисляем массу хлорида железа(III) (FeCl3), образовавшегося в результате реакции:
m(FeCl3) = m(Fe) + m(Cl) = 55,8г + 106,5г = 162,3г
8. Определяем массовую долю образовавшегося хлорида железа в итоговом 2000г растворе:
w(FeCl3) = (m(FeCl3) / m(общ)) * 100% = (162,3г / 2000г) * 100% = 8,115%
Ответ: Массовая доля образовавшегося соединения железа в растворе составляет 8,115%.