Номер 757, страница 134 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

757. Рассчитайте массу раствора с массовой долей гидроксида калия 8,12 %, необходимого для получения гидроксида железа(III) массой 844 мг из хлорида железа(III), если потери при выделении осадка составляют 4,62 %.

Дано:

$ \omega(KOH) = 8,12 \% $

$ m_{практ}(Fe(OH)_3) = 844 \text{ мг} $

$ \text{потери} = 4,62 \% $

$ m_{практ}(Fe(OH)_3) = 0,844 \text{ г} $

$ \omega(KOH) = 0,0812 $

$ \text{потери} = 0,0462 $

Найти:

$ m_{раствора}(KOH) - ? $

Решение:

1. Запишем уравнение реакции между хлоридом железа(III) и гидроксидом калия:

$ FeCl_3 + 3KOH \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow + 3KCl $

2. Потери при выделении осадка гидроксида железа(III) составляют 4,62 %. Это означает, что практический выход продукта реакции $(\eta)$ составляет:

$ \eta = 100\% - 4,62\% = 95,38\% $ или $0,9538$.

3. Масса полученного осадка (844 мг) — это практическая масса. Рассчитаем теоретическую массу $m_{теор}$ гидроксида железа(III), которая образовалась бы при 100% выходе:

$ m_{теор}(Fe(OH)_3) = \frac{m_{практ}(Fe(OH)_3)}{\eta} = \frac{0,844 \text{ г}}{0,9538} \approx 0,8849 \text{ г} $

4. Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в расчетах (используя округленные до целых чисел атомные массы: $Fe=56$, $K=39$, $O=16$, $H=1$):

$ M(Fe(OH)_3) = 56 + 3 \cdot (16 + 1) = 107 \text{ г/моль} $

$ M(KOH) = 39 + 16 + 1 = 56 \text{ г/моль} $

5. Найдем количество вещества (число моль) для теоретической массы гидроксида железа(III):

$ n(Fe(OH)_3) = \frac{m_{теор}(Fe(OH)_3)}{M(Fe(OH)_3)} = \frac{0,8849 \text{ г}}{107 \text{ г/моль}} \approx 0,00827 \text{ моль} $

6. Согласно уравнению реакции, на 1 моль $Fe(OH)_3$ расходуется 3 моль $KOH$. Найдем количество вещества гидроксида калия:

$ n(KOH) = 3 \cdot n(Fe(OH)_3) = 3 \cdot 0,00827 \text{ моль} \approx 0,02481 \text{ моль} $

7. Теперь рассчитаем массу чистого гидроксида калия, необходимую для реакции:

$ m(KOH) = n(KOH) \cdot M(KOH) = 0,02481 \text{ моль} \cdot 56 \text{ г/моль} \approx 1,3894 \text{ г} $

8. Наконец, зная массу чистого $KOH$ и его массовую долю в растворе, вычислим массу раствора:

$ m_{раствора}(KOH) = \frac{m(KOH)}{\omega(KOH)} = \frac{1,3894 \text{ г}}{0,0812} \approx 17,11 \text{ г} $

Округлим результат до трех значащих цифр, как в исходных данных.

Ответ: масса раствора гидроксида калия составляет 17,1 г.