дано:
масса хлора (mCl2) - x г
масса хлороводорода (mHCl) - (x - 6,70) г
молярная масса железа (Fe) - 55,85 г/моль
молярная масса хлора (Cl2) - 70,90 г/моль
молярная масса хлороводорода (HCl) - 36,46 г/моль
найти:
массу железа в образце (mFe)
решение:
1. Запишем уравнения реакций:
a) Железо с хлором:
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
b) Железо с хлороводородом:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
2. Изменения массы:
По реакции с хлором мы имеем:
mCl2 = 70,90 г/моль * n, где n - количество молей Cl2.
По реакции с соляной кислотой:
mHCl = 36,46 г/моль * m, где m - количество молей HCl.
3. Условие задачи:
mCl2 = mHCl + 6,70 г
Подставим значения:
70,90 * n = 36,46 * m + 6,70
4. Найдем соотношения между n и m:
По уравнению реакции с хлором можно сказать, что на 2 моль Fe реагирует 3 моль Cl2.
Это значит, что:
n = (3/2) * k, где k - количество молей Fe.
Также по реакции с HCl:
m = 2 * k.
5. Подставляя n и m в уравнение, получаем:
70,90 * (3/2) * k = 36,46 * (2 * k) + 6,70
106,35k = 72,92k + 6,70
33,43k = 6,70
k = 6,70 / 33,43 = 0,200 моль.
6. Теперь найдем массу железа:
mFe = k * 55,85 г/моль
mFe = 0,200 * 55,85 = 11,17 г.
ответ:
масса железа в образце составляет 11,17 г.