Химия
8 класс
Вопрос
Смесь $Fe_{3}O_{4}$ и $FeO$ массой 14,8 г растворили в $93,5 см^{3}$ раствора серной кислоты с массовой долей 21 % ($\rho = 1,15 г/см^{3}$). Определите состав исходной смеси ($\omega$, %).
Ответ
1) $Fe_{3}O_{4} + 4H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + Fe_{2}(SO_{4})_{3} + 4H_{2}O$
2) $FeO + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}O$
$M(FeO) = 72 г/моль; M(Fe_{3}O_{4}) = 232 г/моль; M(H_{2}SO_{4}) = 98 г/моль$.
Пусть масса $Fe_{3}O_{4}$ в смеси составит $x$ г, тогда масса оксида железа(II) будет равна $(NULL,8 - x)$ г. Из уравнения реакции (I) следует, что масса $H_{2}SO_{4}$ составит $\frac{4 \cdot 98x}{232} = 1,69x г$, а из уравнения реакции (2) масса $H_{2}SO_{4}$ составит $\frac{98(NULL,8 - x)}{72} = (NULL,1 - 61,36x) г$.
Из условия задачи масса $H_{2}SO_{4}$ ($\omega = 100$ %) будет равна $93,5 \cdot 1,15 \cdot 0,21 = 22,6 г$ или $\frac{22,6}{98} = 0,23 моль$. Тогда $22,6 = 1,69x +20,1 - 1,36x$. Откуда $x = 7,6$ г $Fe_{3}O_{4}$, масса $FeO$ составит 14,8 - 7,6 = 7,2 г.
Следовательно: $\omega = 7,6 \frac{100}{14,8} = 51,35$ % $Fe_{3}O_{4}$;
$\omega = 7,2 \frac{100}{14,8} = 48,65$ % $FeO$.