2025-02-08 16:58:09
В смеси сульфата железа (III) и сульфата натрия массой 200 г растворили в воде и добавили избыток раствора гидроксида натрия. В результате реакции выпало 64.2 г осадка. Какова массовая доля (в%) сульфата натрия в исходной смеси?
Химия 11 класс Растворы и реакции в водных растворах сульфат железа сульфат натрия массовая доля осадок гидроксид натрия химическая реакция химия 11 класс задача по химии растворимость расчет массы
2025-02-08 16:58:22
Для решения данной задачи нам нужно определить массовую долю сульфата натрия в исходной смеси, используя данные о реакции с гидроксидом натрия.
1. **Запишем реакции, происходящие при добавлении гидроксида натрия:**
- Сульфат железа (III) реагирует с гидроксидом натрия, образуя осадок гидроксида железа (III):
- Fe2(SO4)3 + 6NaOH → 2Fe(OH)3↓ + 3Na2SO4
- Сульфат натрия не реагирует с гидроксидом натрия и остается в растворе.
2. **Определим массу осадка гидроксида железа (III):**
Молярная масса гидроксида железа (III) (Fe(OH)3) равна:
- Fe = 55.85 г/моль
- O = 16.00 г/моль (3 атома кислорода)
- H = 1.01 г/моль (3 атома водорода)
Таким образом, молярная масса Fe(OH)3 = 55.85 + (3 * 16.00) + (3 * 1.01) = 106.87 г/моль.
3. **Рассчитаем количество моль осадка:**
Масса осадка составляет 64.2 г. Количество моль осадка можно найти по формуле:
n = m / M, где n - количество моль, m - масса, M - молярная масса.
n = 64.2 г / 106.87 г/моль ≈ 0.601 моль.
4. **Определим количество сульфата железа (III), необходимое для образования этого количества осадка:**
Из уравнения реакции видно, что на 1 моль Fe2(SO4)3 образуется 2 моль Fe(OH)3. Значит, для 0.601 моль Fe(OH)3 необходимо:
0.601 моль Fe(OH)3 * (1 моль Fe2(SO4)3 / 2 моль Fe(OH)3) = 0.3005 моль Fe2(SO4)3.
5. **Рассчитаем массу сульфата железа (III):**
Молярная масса сульфата железа (III) (Fe2(SO4)3) равна:
- Fe = 55.85 г/моль (2 атома железа)
- S = 32.07 г/моль (3 атома серы)
- O = 16.00 г/моль (12 атомов кислорода)
Таким образом, молярная масса Fe2(SO4)3 = (2 * 55.85) + (3 * 32.07) + (12 * 16.00) = 399.88 г/моль.
Масса сульфата железа (III): m = n * M = 0.3005 моль * 399.88 г/моль ≈ 120.0 г.
6. **Теперь определим массу сульфата натрия в смеси:**
Общая масса смеси = 200 г. Масса сульфата натрия:
m(Na2SO4) = 200 г - m(Fe2(SO4)3 = 200 г - 120.0 г = 80.0 г.
7. **Теперь можем рассчитать массовую долю сульфата натрия в смеси:**
Массовая доля (в%) = (m(Na2SO4) / m(смеси)) * 100% = (80.0 г / 200 г) * 100% = 40%.
Таким образом, массовая доля сульфата натрия в исходной смеси составляет 40%.
