Задача № 4

6, 26 г смеси хлоридов алюминия и железа(III) растворили в воде, затем к полученному раствору прибавили избыток раствора щелочи. Образовавшийся осадок отфильтровали, промыли и прокалили. Масса твердого остатка после прокаливания составила 2, 4 г. Определите массовые доли солей в исходной смеси.

Решение:

1. Составим уравнения происходящих реакций:

AlCl₃ + 4NaOH = Na[Al(OH)₄] + 3NaCl (1)

В данной реакции гидроксид алюминия не образуется, т.к. щелочь взята в избытке и амфотерный гидроксид алюминия легко в ней растворяется.

2. FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃ ¯ + 3NaCl (2)

Образующийся гидроксид железа (III) обладает амфотерными свойствами, но с преобладанием основных свойств, поэтому при обычных условиях он не взаимодействует со щелочами.

3. 2Fe(OH)₃ Fe₂O₃ + 3H₂O (3)

Находим количество вещества оксида железа(III):

исходя из химизма процессов, очевидно, что твердым остатком является оксид железа (III)

n (Fe₂O₃) = ; n (Fe₂O₃) = .

4. Находим количество вещества гидроксида железа(III) и хлорида железа(III):

по уравнению (3) n (Fe(OH)₃) = 2 n (Fe₂O₃) = 2× 0, 015 = 0, 03 моль;

по уравнению (2) n (FeCl₃) = n (Fe(OH)₃) = 0, 03 моль.

5. Рассчитываем массу хлорида железа(III):

m (FeCl₃) = n (FeCl₃)× M (FeCl₃);

m (FeCl₃) = 0, 03моль× 162, 5г/моль = 4, 88 г.

6. Определяем массовые доли солей в исходной смеси:

; w(FeCl₃) = = 77, 96%;

w(AlCl₃) = 100% – 77, 96% = 22, 04%.

Ответ: w(AlCl₃) = 22, 04%, w(FeCl₃) = 77, 96%.

Упражнения и задачи для самостоятельного решения.

1. Подобрать коэффициенты в следующих схемах:

а) Fe₃O₄ + H₂ ® Fe + H₂O е) K + H₂O ® KOH + H₂

б) Al + HCl ® AlCl₃ + H₂ ж) H₃PO₄ + NaOH ® Na₃PO₄ + H₂O

в) NO + O₂ ® NO₂ з) MnO₂ + Al ® Al₂O₃ + Mn

г) H₂S + O₂ ® S + H₂O и) KСlO₃ ® KCl + O₂

д) Cu + O₂ ® CuO.

2. 5, 6 г железа сожгли в избытке хлора. Какая масса соли образуется? (Ответ: 16, 25 г)

3. Какая масса цинка должна вступить в реакцию с избытком серной кислоты, чтобы при этом образовалось 0, 1 г водорода? (Ответ: 3, 25 г)

4. Какая масса кальция требуется для реакции с кислородом, содержащим 6, 02× 10²² атомов? (Ответ: 4 г)

5. При прокаливании карбоната кальция массой 50 г получили 25, 2 г оксида кальция. Определите выход оксида кальция в % от теоретически возможного. (Ответ: 90%)

6. Вычислите массу осадка, полученного при взаимодействии 20 г гидроксида натрия с 32 г сульфата меди(II). (Ответ: 19, 6 г)

7. Алюминий массой 2, 7 г сожгли в хлоре объемом 5, 6 л (н.у.). Какая масса соли образуется? (Ответ: 13, 35 г)

Дополнительные задания

1. 20 г карбоната кальция обработали избытком соляной кислоты. Определите объем выделившегося газа, если его выход 75%.

(Ответ: 3, 36 л)

2. Какой объем углекислого газа (н.у.) выделится при обработке 15 г карбоната натрия, содержащего15% примесей, избытком соляной кислоты? (Ответ: 2, 69 л)

3. Нагрели смесь 27 г алюминия с 60 г серы. В результате реакции получили 75 г продукта реакции. Противоречит ли этот факт закону сохранения массы вещества?

4. При взаимодействии 6, 85 г металла с водой выделилось 1, 12 л водорода (н.у.). Определить этот металл, если он в своих соединениях двухвалентен. (Ответ: Ва)

5. При разложении 21 г карбоната двухвалентного металла выделилось 5, 6 л оксида углерода(IV) (н.у.). Установить формулу соли.

(Ответ: MgСО₃)

6. Сколько кг чистого железа можно получить из 500 кг магнитного железняка, содержащего 70% Fe₃О₄, по уравнению Fe₃O₄+СО®СО₂+Fe.

7. При анализе руды массой 5 г, содержащей минерал халькозин Сu₂S, выделено 2, 7 г меди. Определить массовую долю халькозина в руде. (Ответ: 67, 6%)

8. Какова масса хлорида калия образовалась при разложении 70 г бертолетовой соли, содержащей 70% основного вещества:

КСlО₃ ® КСl +О₂. (Ответ: 29, 8 г)

9. При обжиге 40 г цинковой обманки (ZnS) получили 25, 6 г оксида серы(IV). Определите массовую долю примесей в исходном веществе. (Ответ: 3%)

10. Вычислите массу карбида кальция, образовавшегося при действии угля на оксид кальция массой 16, 8 г, если выход продукта 80%.

(Ответ: 15, 36 г)

11. Вычислите массу технического продукта MnO₂, содержащего 15% примесей, которая потребуется для получения 127, 8 кг хлора, если потери при реакции составляют 10%? (Ответ: 204, 7 кг)

12. К 100 г раствора с массовой долей гидроксида натрия 8% прилили раствор, содержащий 24 г сульфата меди(II). Полученный осадок отфильтровали, высушили и прокалили, после чего его масса составила 7, 6 г. Каков выход продукта второй реакции в % от теоретического?

(Ответ: 95%)

13. На 3, 84 г меди подействовали избытком концентрированной серной кислоты. Полученный в результате реакции газ пропустили через раствор, содержащий 7, 84 г гидроксида калия. Сколько (г) и какой соли образовалось? (Ответ: 9, 48 г сульфита калия)