Как найти количество вещества хлорида железа

Дано:

V(Cl2) = 5,6 л;

m(техн. железа) = 4 г;

омега(примесей в техн. железе) = 10 %.

Найти:

m(FeCl3) – ?

Решение: будем решать задачу по действиям.

1) Для начала запишем уравнение реакции. Нужно вспомнить, обратить внимание на то, что при взаимодействии газообразного хлора с металлическим железом последнее окислится до трёхвалентного состояния. Ну а затем, конечно же, надо расставить коэффициенты. Итак:

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3

2) Найдём количество вещества хлора, который дан у нас в качестве исходного реагента по условию задачи:

ню(Cl2) = V(Cl2)/Vm(газов) = 5,6 л : 22,4 л/моль = 0,25 моль

3) Вычислим массу чистого железа в нашем образце. У нас техническое железо, и по условию 10 % составляют примеси. Значит, чистое железо составляет 90 %.

m(чист. Fe) = m(техн. железа) * [100 % – омега(примесей)] : 100 % = 4 г * (100 % – 10 %) : 100 % = 4 г * 90 % : 100 % = 4 г * 0,9 = 3,6 г.

4) Аналогично пункту № 2 вычислим количество железа как реагента:

ню(Fe) = m(Fe)/M(Fe) = 3,6 г : 56 г/моль = ок. 0,064 моль (взял для результата две значащие цифры, так как числа 3,6 и 56 содержат по 2 зн. цифры каждое).

5) Поскольку у нас есть данные по двум реагентам, значит, это задача на избыток/недостаток. В данном случае будет правильнее прибегнуть к пропорции. Например, рассчитать, сколько молей хлора потребуется для полной реакции с 0,064 моль железа.

2 моль Fe ——— 3 моль Cl2

0,064 моль Fe ——— x моль Cl2

x = 0,064 моль * 3 моль : 2 моль = 0,096 моль.

А сколько у нас хлора как реагента по условию задачи? Согласно пункту № 2, хлора у нас аж 0,25 моль. Это явно больше, чем 0,096 моль.

Значит, приходим к выводу, что хлор у нас в избытке, а железо в недостатке. И массу хлорида железа (III) нужно считать по недостатку, т. е. исходя из данных по металлическому железу.

6) Итак, теперь можно найти количество вещества хлорида железа (III). Согласно уравнению реакции:

ню(FeCl3) = ню(Fe) = 0,064 моль.

7) А сейчас можно найти и массу хлорида железа (III):

m(FeCl3) = ню(FeCl3) * M(FeCl3) = 0,064 моль * 162,5 г/моль = 10,4 г.

Ответ: m(FeCl3) [т. е. масса соли] = 10,4 г.

Вы зашли на страницу вопроса Решите задачу определите количество вещества хлорида железа 3в навеске массой 273г?, который относится к
категории Химия. По уровню сложности вопрос соответствует учебной
программе для учащихся 10 – 11 классов. В этой же категории вы найдете ответ
и на другие, похожие вопросы по теме, найти который можно с помощью
автоматической системы «умный поиск». Интересную информацию можно найти в
комментариях-ответах пользователей, с которыми есть обратная связь для
обсуждения темы. Если предложенные варианты ответов не удовлетворяют,
создайте свой вариант запроса в верхней строке.

Вопрос от пользователя

По уравнению реакции 2Fe+3Cl2 -> 2FeCl3 определите:
а) количество вещества хлора, необходимое для получения 0,3 моль хлорида железа(III);
б) массу хлора, необходимую для реакции с 22,4 г железа;
в) количество вещества хлорида железа(III), образующееся из 85,2 г хлора;
г) массу железа, необходимую для получения 0,3 моль хлорида железа(III).

Ответ от эксперта

решение задания по химии
 

Для решения задачи необходимо знать молярную массу хлорида железа (III) и уравнение реакции получения хлорида железа (III).

Молярная масса хлорида железа (III) равна сумме массы железа и трех масс хлора:

FeCl3 = 55.845 г/моль + 3*35.453 г/моль = 162.204 г/моль

Теперь, зная молярную массу хлорида железа (III) и количество получаемого продукта (30 г), можно вычислить количество вещества хлорида железа (III):

n = m/M = 30 г / 162.204 г/моль = 0.185 моль

Так как в уравнении реакции получения хлорида железа (III) на один моль хлора приходится один моль хлорида железа (III), то количество вещества хлора, необходимого для получения 0.185 моль хлорида железа (III), также равно 0.185 моль.

Объем хлора можно вычислить, зная его количество и условия эксперимента (например, температуру и давление). Обычно объем газов измеряется в литрах (л) при нормальных условиях (0°C и 1 атм), поэтому можно использовать уравнение состояния идеального газа:

V = n * R * T / P

где V – объем газа, n – количество вещества газа, R – универсальная газовая постоянная (0.0821 л*атм/моль*К), T – температура газа в кельвинах, P – давление газа в атмосферах.

Например, при комнатной температуре (25°C = 298 K) и нормальном давлении (1 атм) объем хлора, необходимый для получения 0.185 моль хлорида железа (III), будет:

V = 0.185 моль * 0.0821 л*атм/моль*К * 298 K / 1 атм = 4.54 л.