1) Имеется 200 г раствора хлорида железа (III) с массовой долей соли 16,25%. Железную пластинку какой массы надо растворить в этом растворе, чтобы массовые доли хлорида железа (II) и хлорида железа (III) в нем стали равны?
2) При сжигании водорода в избытке кислорода объем газовой смеси сократился на 0,027 . Вычислите объем водорода в исходной смеси.
Ответы:
1) Для начала, найдем массу и количество хлорида железа (III):
m(FeCl3) = 200 г * 0,1625 = 32,5 г.
v(FeCl3) = 32,5 г : 162,5 г/моль = 0,2 моль.
Пусть растворили х моль железной пластинки. При растворении происходит реакция:
Fe + 2FeCl3 = 3FeCl2.
Если прореагировало х моль Fe, то прореагировало 2х моль FeCl3 и образовалось 3х моль FeCl3. Количество оставшегося хлорида железа (III) равно (0,2 2х) моль, количество образовавшегося хлорида железа (II) равно 3х моль.
Если массовые доли двух солей в растворе равны, то равны и их массы. Имеем уравнение:
M(FeCl2) * 3x = M(FeCl3) * (0,2 2x),
127 * 3x = 162,5 * (0,2 2x), отсюда х = 0,046.
Таким образом, растворили пластинку количеством 0,046 моль, что соответствует 0,046 моль * 56 г/моль = 2,576 г.
2) Пусть объем водорода равен х л. Запишем уравнение реакции:
2Н2 + О2 = 2Н2О.
В задаче не указано, является ли полученная вода жидкой (случай 1) или газообразной (случай 2). Решим для обоих случаев:
1. В этом случае изменение объема равно сумме объемов прореагировавших кислорода и водорода (причем на х л водорода расходуется х/2 л кислорода). Тогда ΔV = x + x/2 = 3x/2 = 0,027 м³ =>, х = 0,018 м³.
2. В этом случае изменение объема равно сумме объемов прореагировавших кислорода и водорода за вычетом объема воды (причем на х л водорода появляется х л воды). Тогда
ΔV = x + x/2 х = x/2 = 0,027 м³ =>, х = 0,054 м³.