дано:
- масса раствора сульфата железа (II) = 50 г
- концентрация раствора = 15%
- масса гидроксида калия (KOH) не задана, но достаточно для реакции
- полученный осадок после реакции - оксид железа (III) (Fe2O3)
- концентрация соляной кислоты = 20%
- плотность соляной кислоты = 1,097 г/мл
найти:
объем 20%-го раствора соляной кислоты, необходимый для растворения оксида железа (III).
решение:
1. Находим массу сульфата железа (II):
масса сульфата железа (II) = 50 г * 0,15 = 7,5 г
2. Запишем реакцию между сульфатом железа (II) и гидроксидом калия:
FeSO4 + 2 KOH → Fe(OH)2 + K2SO4
При нагревании (прокаливании) Fe(OH)2 превращается в Fe2O3:
4 Fe(OH)2 → 2 Fe2O3 + 4 H2O
3. Находим количество вещества сульфата железа (II):
M(FeSO4) = 55,85 (Fe) + 32,06 (S) + 4*16 (O) = 151,91 г/моль
n(FeSO4) = m / M = 7,5 г / 151,91 г/моль ≈ 0,0493 моль
4. По реакции видно, что 1 моль FeSO4 дает 1 моль Fe2O3. Следовательно, количество вещества Fe2O3 тоже равно 0,0493 моль.
5. Находим массу Fe2O3:
M(Fe2O3) = 2*55,85 (Fe) + 3*16 (O) = 159,7 г/моль
m(Fe2O3) = n * M = 0,0493 моль * 159,7 г/моль ≈ 7,87 г
6. Теперь запишем реакцию растворения Fe2O3 в соляной кислоте:
Fe2O3 + 6 HCl → 2 FeCl3 + 3 H2O
7. Находим количество вещества HCl, необходимого для реакции с 0,0493 моль Fe2O3:
n(HCl) = 6 * n(Fe2O3) = 6 * 0,0493 моль ≈ 0,2958 моль
8. Масса HCl, которая потребуется:
M(HCl) = 36,46 г/моль
m(HCl) = n * M = 0,2958 моль * 36,46 г/моль ≈ 10,79 г
9. Рассчитаем массу раствора 20%-го HCl:
масса раствора = m / (концентрация / 100) = 10,79 г / (20 / 100) = 53,95 г
10. Теперь находим объем 20%-го раствора HCl:
плотность раствора = 1,097 г/мл
V = масса / плотность = 53,95 г / 1,097 г/мл ≈ 49,2 мл
ответ:
Объем 20%-го раствора соляной кислоты, необходимый для растворения Fe2O3, составляет примерно 49,2 мл.