Номер 3, страница 36 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано:

$m(\text{Fe}) = 8,96 \, \text{г}$

$V(\text{Cl}_2) = 5,6 \, \text{дм}^3$ (н. у.)

Перевод всех данных в систему СИ (или соответствующие единицы для химических расчетов):

$m(\text{Fe}) = 8,96 \, \text{г}$

$V(\text{Cl}_2) = 5,6 \, \text{дм}^3$

Молярный объем газов при нормальных условиях (н. у.): $V_m = 22,4 \, \text{дм}^3/\text{моль}$

Молярная масса железа: $M(\text{Fe}) = 55,85 \, \text{г}/\text{моль}$

Молярная масса хлора: $M(\text{Cl}) = 35,45 \, \text{г}/\text{моль}$

Найти:

$m(\text{FeCl}_3) - ?$

Решение:

1. Напишем сбалансированное химическое уравнение реакции между железом и хлором с образованием хлорида железа(III):

$2\text{Fe} + 3\text{Cl}_2 \to 2\text{FeCl}_3$

2. Рассчитаем количество вещества (моль) каждого из исходных реагентов:

Количество вещества железа ($n(\text{Fe})$):

$n(\text{Fe}) = \frac{m(\text{Fe})}{M(\text{Fe})}$

$n(\text{Fe}) = \frac{8,96 \, \text{г}}{55,85 \, \text{г/моль}} \approx 0,1604 \, \text{моль}$

Количество вещества хлора ($n(\text{Cl}_2)$) при нормальных условиях:

$n(\text{Cl}_2) = \frac{V(\text{Cl}_2)}{V_m}$

$n(\text{Cl}_2) = \frac{5,6 \, \text{дм}^3}{22,4 \, \text{дм}^3/\text{моль}} = 0,25 \, \text{моль}$

3. Определим лимитирующий реагент, сравнив соотношение количества вещества к стехиометрическому коэффициенту для каждого реагента:

Для железа (Fe): $\frac{n(\text{Fe})}{2} = \frac{0,1604 \, \text{моль}}{2} = 0,0802$

Для хлора (Cl₂): $\frac{n(\text{Cl}_2)}{3} = \frac{0,25 \, \text{моль}}{3} \approx 0,0833$

Поскольку $0,0802 < 0,0833$, железо (Fe) является лимитирующим реагентом. Количество образовавшегося продукта будет определяться количеством прореагировавшего железа.

4. Рассчитаем количество вещества хлорида железа(III) ($n(\text{FeCl}_3)$), которое образуется:

Согласно стехиометрии реакции, 2 моль Fe образуют 2 моль FeCl₃. Следовательно, количество вещества FeCl₃ равно количеству вещества Fe:

$n(\text{FeCl}_3) = n(\text{Fe}) = 0,1604 \, \text{моль}$

5. Рассчитаем молярную массу хлорида железа(III) ($M(\text{FeCl}_3)$):

$M(\text{FeCl}_3) = M(\text{Fe}) + 3 \times M(\text{Cl})$

$M(\text{FeCl}_3) = 55,85 \, \text{г/моль} + 3 \times 35,45 \, \text{г/моль} = 55,85 + 106,35 = 162,20 \, \text{г/моль}$

6. Вычислим массу хлорида железа(III) ($m(\text{FeCl}_3)$):

$m(\text{FeCl}_3) = n(\text{FeCl}_3) \times M(\text{FeCl}_3)$

$m(\text{FeCl}_3) = 0,1604 \, \text{моль} \times 162,20 \, \text{г/моль} \approx 26,02 \, \text{г}$

Ответ:

Масса хлорида железа(III) составляет примерно $26,02 \, \text{г}$.