Номер 108, страница 24 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

108. Химическое количество ионов $SO_4^{2-}$ в некоторой порции сульфата железа(III) равно 0,48 моль. Чему равна масса такой порции соли?

Дано:

Химическое количество сульфат-ионов: $n(SO_4^{2-}) = 0,48 \text{ моль}$

Найти:

Массу сульфата железа(III): $m(Fe_2(SO_4)_3) - ?$

Решение:

1. Запишем формулу сульфата железа(III). Железо в данном соединении имеет степень окисления +3 ($Fe^{3+}$), а сульфат-ион имеет заряд -2 ($SO_4^{2-}$). Для составления формулы соли необходимо, чтобы суммарный заряд был равен нулю. Наименьшее общее кратное для зарядов 3 и 2 равно 6. Следовательно, нам нужно 2 иона железа и 3 сульфат-иона: $2 \cdot (+3) + 3 \cdot (-2) = 0$. Формула соли — $Fe_2(SO_4)_3$.

2. Составим уравнение диссоциации сульфата железа(III) в водном растворе, чтобы определить соотношение количеств вещества соли и сульфат-ионов:

$Fe_2(SO_4)_3 \rightarrow 2Fe^{3+} + 3SO_4^{2-}$

Из уравнения видно, что при диссоциации 1 моль сульфата железа(III) образуется 3 моль сульфат-ионов. Таким образом, химическое количество соли в 3 раза меньше химического количества сульфат-ионов.

$\frac{n(Fe_2(SO_4)_3)}{1} = \frac{n(SO_4^{2-})}{3}$

3. Найдем химическое количество сульфата железа(III) в данной порции:

$n(Fe_2(SO_4)_3) = \frac{n(SO_4^{2-})}{3} = \frac{0,48 \text{ моль}}{3} = 0,16 \text{ моль}$

4. Рассчитаем молярную массу сульфата железа(III) ($M(Fe_2(SO_4)_3)$), используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы Д.И. Менделеева: $Ar(Fe) = 56$, $Ar(S) = 32$, $Ar(O) = 16$.

$M(Fe_2(SO_4)_3) = 2 \cdot Ar(Fe) + 3 \cdot (Ar(S) + 4 \cdot Ar(O)) = 2 \cdot 56 + 3 \cdot (32 + 4 \cdot 16) = 112 + 3 \cdot (32 + 64) = 112 + 3 \cdot 96 = 112 + 288 = 400 \text{ г/моль}$

5. Теперь, зная химическое количество и молярную массу, найдем массу порции сульфата железа(III) по формуле $m = n \cdot M$:

$m(Fe_2(SO_4)_3) = n(Fe_2(SO_4)_3) \cdot M(Fe_2(SO_4)_3) = 0,16 \text{ моль} \cdot 400 \text{ г/моль} = 64 \text{ г}$

Ответ: масса такой порции соли равна 64 г.