Перейти к содержанию

При растворении 69,5 г железного купороса (FeSO4‧7H2O) в воде был получен раствор с массовой долей соли 9,5 %

При растворении 69,5 г железного купороса ($FeSO_4 ‧ 7H_2O$) в воде был получен раствор с массовой долей соли 9,5 %. В этот раствор добавили смесь калия и оксида калия, содержащую 92,34 % оксида. Смесь растворилась, при этом выделилось 560 мл (н. у.) газа. Найдите массовые доли веществ в конечном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).


1) Уравнения реакций:

$FeSO_4 ‧ 7H_2O = FeSO_4 + 7H_2O$ (1)

$2K + 2H_2O = 2KOH + H_2↑$ (2)

$K_2O + H_2O = 2KOH$ (3)

$FeSO_4 + 2KOH = Fe(OH)_2↓ + K_2SO_4$ (4)

2) Количество реагирующих веществ:

а) $M(FeSO_4 ‧ 7H_2O)$ = 278 г/моль; $n(FeSO_4 ‧ 7H_2O)$ = 69.5 / 278 = 0.25 моль

б) n($H_2$) = 0.56 / 22.4 = 0.025 моль; m($H_2$) = 0.025 ‧ 2 = 0.05 г

3) По уравнению (1):

$n(FeSO_4) = n(FeSO_4 ‧ 7H_2O)$ = 0.25 моль

$M(FeSO_4)$ = 152 г/моль; $m(FeSO_4)$ = 0.25 ‧ 152 = 38 г

$m_{р-ра}(FeSO_4)$ = 38 / 0.095 = 400 г

4) По уравнению (2):

а) n(K) = 2n($H_2$) = 2 ‧ 0.025 = 0.05 моль

M(K) = 39 г/моль; n(K) = 0.05 моль; m(K) = 1.95 г

ω = $m_{в-ва}$ / $m_{смеси}$; $m_{смеси} = m_{в-ва}$ / ω

$m_{смеси}(K + K_2O)$ = 1.95 / (1 – 0.9234) = 1.95 / 0.0766 ≈ 25.46 г

б) $m(K_2O)$ = 25.46 – 1.95 = 23.51 г

$M(K_2O)$ = 94 г/моль; $n(K_2O)$ = 23.51 / 94 ≈ 0.25 моль

в) n(KOH)(2) = n(K) = 0.05 моль

5) По уравнению (3):

а) $n(KOH)_{(3)} = 2n(K_2O)$ = 2 ‧ 0.25 = 0.5 моль

б) $n(KOH)_{общее}$ = 0.05 + 0.5 = 0.55 моль

6) По уравнению (4):

а) имеется KOH — 0.55 моль

прореагирует KOH — 0.5 моль

останется KOH — (0.55 – 0.5) = 0.05 моль

M(KOH) = 56 г/моль; $m(KOH)_{останется}$ = 0.05 ‧ 56 = 2.8 г

б) $n(Fe(OH)_2) = n(FeSO_4)$ = 0.25 моль

$M(Fe(OH)_2)$ = 90 г/моль; $m(Fe(OH)_2)$ = 0.25 ‧ 90 = 22.5 г

в) $n(K_2SO_4) = n(FeSO_4)$ = 0.25 моль

$M(K_2SO_4)$ = 174 г/моль; $m(K_2SO_4)$ = 0.25 ‧ 174 = 43.5 г

7) а) $m_{р-ра}$ = 400 + 25.46 – 0.05 – 22.5 = 402.91 г

б) ω(KOH) = 2.8 / 402.91 ≈ 0.0069, или 0.69 %

в) $ω(K_2SO_4)$ = 43.5 / 402.91 ≈ 0.1080. или 10.8 %

г) $ω(H_2O)$ = 100 – (0.69 + 10.8) = 88.51 %

Другие задачи из этого раздела