Дано: m(Fe)=2,8 кг
Найти: m(FeSO4•7H2O)-?
Решение
1-й способ
1. Вычисляем количество вещества Fe массой 2,8 кг по формуле ʋ=m/M, где М ― молярная масса.
M(Fe)=56 кг/кмоль
ʋ(Fe)=m(Fe)/М(Fe)=2,8 кг:56 кг/кмоль=0,05 кмоль
2. Составляем химическое уравнение:
Fe + Н2SO4=FeSO4 + H2↑
По уравнению реакции с 1 моль железа Fe образуется 1 моль сульфата железа (II) FeSO4, количества вещества одинаковые, поэтому:
ʋ(FeSO4)=ʋ(Fe)=0,05 кмоль
3. Находим количество вещества железного купороса, содержащего 0,05 кмоль безводной соли сульфата железа (II).
В 1 моль железного купороса FeSO4•7H2O содержится 1 моль соли Fe2SO4, количества вещества одинаковые, поэтому
ʋ(FeSO4•7H2O)=ʋ(FeSO4)=0,05 кмоль
4. Вычисляем молярную массу железного купороса.
M(FeSO4•7H2O)=M(FeSO4)+7•M(H2O)=152 кг/кмоль + (7•18) кг/кмоль=278 кг/кмоль
5. Вычисляем массу 0,025 кмоль железного купороса по формуле m=ʋ•M.
m(FeSO4•7H2O)=ʋ(FeSO4•7H2O)•М(FeSO4•7H2O)=0,05 моль • 278 кг/кмоль=13,9 кг
2-й способ
1. Составляем химическое уравнение:
2,8 кг х кг
Fe + Н2SO4 = FeSO4 + H2↑
56 кг 152 кг
Над формулами соединений Fe и FeSO4 записываем приведенную в условии задачи массу железа (2,8 кг) и неизвестную массу соли (х кг), а под формулами соединений ― массы количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении.
M(Fe)=56 кг/кмоль, поэтому масса 1 кмоль=56 кг
M(FeSO4)=152 кг/кмоль, поэтому масса 1 кмоль=152 кг
х=m(FeSO4)=152 кг • 2,8 кг : 56 кг=7,6 кг
2. Вычисляем молярную массу железного купороса.
M(FeSO4•7H2O)=M(FeSO4)+7•M(H2O)=152 кг/кмоль + (7•18) кг/кмоль=278 кг/кмоль
3. Для вычисления массы железного купороса составляем пропорцию и решаем ее:
152 кг FeSO4 содержится в 278 кг FeSO4•7H2O, тогда
7,6 кг FeSO4 ― в х кг FeSO4•7H2O
х=m(FeSO4•7H2O)=278 кг • 7,6 кг : 152 кг=13,9 кг
Ответ: 13,9 кг