Химия
8 класс
Вопрос
На полное хлорирование смеси железа и алюминия с молярным соотношением металлов 2:3 израсходовано 2,69 л (н. у.) хлора. Определите массу осадка, который образуется при обработке смеси хлоридов избытком раствора щелочи.
Ответ
Записываем уравнения реакций:
$2Fe + 3Cl_{2} \overset{t}{=} 2FeCl_{3}$; (1)
$2Al + 3Cl_{2} \overset{t}{=} 2AlCl_{3}$; (2)
$FeCl_{3} + 3NaOH = Fe(OH)_{3} \downarrow + 3NaCl$; (3)
$AlCl_{3} + 4NaOH = Na[Al(OH)_{4}] + 3NaCl$. (4)
По условию $n(Fe) : n(Al) = 2 : 3 = 1 : 1,5$, поэтому обозначим количество вещества железа как $x$ моль, тогда $n(Al) = 1,5x моль$.
Находим количество вещества хлора, вступившего в реакции с $Fe$ и $Al$, и вычисляем количество вещества железа и алюминия:
$n_{1}(Cl_{2} ) = 1,5n(Fe) = 1,5x моль$;
$n_{2}(Cl_{2} ) = 1,5n(Al) = 2,25x моль$;
$n_{общ}(Cl_{2} ) = n_{1}(Cl_{2} ) + n_{2}(Cl_{2} )$;
$n = \frac{V}{V_{m} }; n_{общ} (Cl_{2} ) = \frac{2,69 л}{ 22,4 л/моль} = 0,12 моль$;
$0,12 = 1,5x + 2,25x; x = 0,32$, следовательно, $n(Fe) = 0,32 моль, n(Al) = 1,5 \cdot 0,32 оль = 0,48 моль$.
При обработке солей раствором щелочи в осадок выпадает только $Fe(OH)_{3}$, так как $Al(OH)_{3}$ - амфотерный гидроксид. Определим массу осадка:
$n(Fe(OH)_{3}) = n(FeCl_{3}) = n(FeCl_{3}) = n(Fe) = 0,32 моль$;
$m = nM; m(Fe(OH)_{3}) = 0,32 моль \cdot 107 г/моль = 34,24 г$.
Ответ: $m(Fe(OH)_{3}) = 34,24 г$.