Химия
8 класс
Вопрос
Смесь хлоридов магния, железа(III) и меди (II) растворили в воде. Масса осадка, образовавшегося при добавлении избытка сульфида натрия к этому раствору, в 2,51 раза больше, чем при пропускании избытка сероводорода. Если в растворе заменить хлорид железа (III) на одинаковое по массе количество хлорида железа (II), отношение масс осадков станет равно 3,36. Определите состав смеси хлоридов в массовых долях. Напишите уравнения химических реакций, протекающих в растворах хлоридов при действии на них сульфидом натрия и сероводородом.
Ответ
При пропускании сероводорода в раствор смеси хлоридов магния ($a$ моль), железа (III) ($b$ моль) и меди(II) ($1 - a - b$ моль):
$MgCl_{2} + H_{2}S \rightarrow$ нe идет;
$2FeCl_{3} + H_{2}S \rightarrow 2FeCl_{2} + S \downarrow 2HCl$ (масса осадка $\frac{32b}{2} = 16b$);
$CuCl_{2} + H_{2}S \rightarrow CuS \downarrow + 2HCl$ (масса осадка $96 - 96a - 96b$).
Общая масса осадка: ($96 - 96a - 80b$) г. При добавлении сульфида натрия:
$MgCl_{2} + Na_{2}S + 2H_{O} \rightarrow Mg (OH)_{2} \downarrow + H_{2}S \uparrow + 2NaCl$ (масса осадка $58a$);
$2FeCl_{3} + 3Na_{2}S \rightarrow Fe_{2}S_{3} \downarrow + 6NaCl$ (масса осадка $104b$);
(возможно, $FeS + S$)
$CuCl_{2} + Na_{2}S \rightarrow CuS \downarrow + 2NaCl$ (масса осадка $96 + 8b - 38b$).
Общая масса осадка: ($96 + 8b - 38b$) г.
$ \frac {96 + 8b - 38a}{96 - 96a - 80b} = 2,51$. (1)
При добавлении сероводорода к смеси хлоридов магния ($a$ моль), желсза(II) $\left ( \frac{162,5}{127} \right )b = 1,28b$ и меди(II) ($1 - a - b$) моль:
$MgCl_{2} + H_{2}S \rightarrow $ нe идет;
$FeCl_{2} + H_{2}S \rightarrow $ нe идет;
$CuCl_{2} + H_{2}S \rightarrow CuS \downarrow + 2HCl$ (масса $96 - 96a - 96b$).
Общая масса ($96 - 96a - 96b$) г.
При добавлении сульфида натрия:
$MgCl_{2} + Na_{2}S + 2H_{2}O \rightarrow Mg (OH)_{2} \downarrow H_{2}S \uparrow + 2NaCl$ (масса осадка $58a$);
$FeCl_{2} + Na_{2}S \rightarrow FeS \downarrow + 2NaCl$ (масса осадка $1,28b \cdot 88$);
$CuCl_{2} + Na_{2}S \rightarrow CuS \downarrow + 2NaCl$ (масса осадка $96 - 96a - 96b$).
Общая масса осадка: ($96 - 38a + 16,6b$) г.
$ \frac {96 - 38a + 16,6b}{96 - 96a - 96b} = 3,36$ (2)
Решаем систему уравнений (1) и (2):
$a = 0,2$ моль $MgCl_{2}$; $b = 0,5$ моль $FeCl_{3}$;
$c = 0,3$ моль $CuCl_{2}$.
Находим состав смеси:
$ \omega (MgCl_{2}) = \frac {0,2 \cdot 95}{0,2 \cdot 95 + 0,5 \cdot 162,5 + 0,3 \cdot 135$} 100 = \frac {19 \cdot 100}{140,75} = 13,50 %$;
$ \omega (FeCl_{3}) = \frac {0,5 \cdot 162,5}{140,75} 100 = \frac {81,25 \cdot 100}{140,75} = 57,72 %$;
$ \omega (CuCl_{2}) = 100 - 13,50 - 57,72 = 28,78 %$.