Дано:
Масса натрия (Na) = 7,1 г,
Масса воды (H2O) = 50 г,
Концентрация раствора сульфата железа (II) = 6,5%.
Найти:
1. Массовую долю натрия в растворе.
2. Сколько граммов 6,5%-го раствора сульфата железа(II) прореагирует с раствором натрия.
Решение:
1. Массовая доля натрия в растворе:
Молекулярная масса натрия:
M(Na) = 22,99 г/моль.
Количество вещества натрия:
n(Na) = m(Na) / M(Na) = 7,1 г / 22,99 г/моль = 0,309 моль.
Масса воды:
m(H2O) = 50 г.
Масса раствора (натрий + вода):
m(раствор) = m(Na) + m(H2O) = 7,1 г + 50 г = 57,1 г.
Массовая доля натрия в растворе:
w(Na) = m(Na) / m(раствор) = 7,1 г / 57,1 г ≈ 0,1249 ≈ 12,5%.
Ответ для массовой доли натрия в растворе: 12,5%.
2. Масса 6,5%-го раствора сульфата железа(II), прореагировавшего с раствором натрия:
Реакция натрия с сульфатом железа(II):
3Na + FeSO4 → Na2SO4 + Fe.
Для нейтрализации 3 моль натрия требуется 1 моль сульфата железа(II). Найдем, сколько граммов 6,5%-го раствора сульфата железа(II) необходимо для реакции с 7,1 г натрия.
Сначала найдем количество вещества натрия:
n(Na) = 7,1 г / 22,99 г/моль = 0,309 моль.
Из реакции видно, что на 3 моль натрия требуется 1 моль FeSO4. Следовательно, для 0,309 моль натрия потребуется:
n(FeSO4) = 0,309 моль / 3 = 0,103 моль.
Молекулярная масса сульфата железа(II):
M(FeSO4) = 55,85 г/моль + 4 г/моль = 159,85 г/моль.
Масса сульфата железа(II), необходимая для реакции:
m(FeSO4) = n(FeSO4) * M(FeSO4) = 0,103 моль * 159,85 г/моль ≈ 16,46 г.
Теперь найдем массу 6,5%-го раствора сульфата железа(II), который содержит 16,46 г FeSO4. Массовая доля сульфата железа(II) в растворе 6,5%, то есть на 100 г раствора приходится 6,5 г FeSO4. Для того чтобы в растворе было 16,46 г FeSO4, нужно:
m(раствор) = 16,46 г / 0,065 = 253,85 г.
Ответ для массы 6,5%-го раствора сульфата железа(II), который прореагирует с раствором натрия: 253,85 г.
Ответ:
1. Массовая доля натрия в растворе = 12,5%.
2. Масса 6,5%-го раствора сульфата железа(II), который прореагирует с раствором натрия = 253,85 г.