Химия

Записываем уравнение реакции:

$10FeSO_{4} + 2KMnO_{4} + 8H_{2}SO_{4} = 2MnSO_{4} + K_{2}SO_{4} + 5Fe_{2}(SO_{4})_{3} + 8H_{2}O$.

Рассчитываем количество вещества $KMnO_{4}, FeSO_{4}$ и $H_{2}SO_{4}$ (исходных веществ):

$n = \frac{m}{M}; n(KMnO_{4} ) = \frac{3,16 г}{158 г/моль} = 0,02 моль$;
$n(FeSO_{4}) = \frac{2,8 г}{152 г/моль} = 0,15 моль$;
$n(H_{2}SO_{4}) = \frac{19,6 г}{98 г/моль} = 0,2 моль$.

Определяем, какие исходные вещества взяты в избытке.

По уравнению реакции:

$n(FeSO_{4}) : n(KMnO_{4}) : п(H_{2}SO_{4}) = 10 : 2 : 8 = 5 : 1 : 4.$

По условию:

$n(FeSO_{4}) : n(KMnO_{4}) : n(H_{2}SO_{4}) = 0,15 : 0,02 : 0,2 = 7,5 : 1 : 10$,

следовательно, полностью прореагирует $KMnO_{4}$, а $FeSO_{4}$ и $H_{2}SO_{4}$ - в избытке.

Рассчитываем количество вещества продуктов реакции - $MnSO_{4}, K_{2}SO_{4}$ и $Fe_{2}(SO_{4})_{3}$:

$n(MnSO_{4}) = m(KMnO_{4}) = 0,02 моль$;
$n(K_{2}SO_{4}) = \frac{1}{2} n(MnSO_{4}); n(K_{2}SO_{4}) = \frac{1}{2} \cdot 0,02 моль = 0,01 моль$;
$n(Fe_{2}(SO_{4})_{3}) = \frac{5n(KMnO_{4})}{2}; n(Fe_{2}(SO_{4})_{3}) = \frac{5 \cdot 2 моль}{2} = 0,05 моль$.

Определяем количество вещества $FeSO_{4}$, вступившего в реакцию $n_{реаг}$ и оставшегося после реакции $n_{ост}$:

$n_{реаг}(FeSO_{4} ) = \frac{10n(KMnO_{4} )}{2}$;
$n_{реаг}(FeSO_{4} ) = \frac{10 \cdot 0,02 моль}{2} = 0,10 моль$;
$n_{ост}(FeSO_{4}) = n_{исх}(FeSO_{4}) - n_{реаг}(FeSO_{4})$;
$n_{ост}(FeSO_{4}) = 0,15 моль - 0,10 моль - 0,05 моль$.

Определяем количество вещества $H_{2}SO_{4}$, вступившей в реакцию и оставшейся после реакции:

$n_{реаг}(H_{2}SO_{4}) = \frac{8n(KMnO_{4})}{2}$;
$n_{реаг}(H_{2}SO_{4}) = \frac{8 \cdot 0,02 моль}{2} = 0,08 моль$;
$n_{ост}(H_{2}SO_{4}) = n_{исх}(H_{2}SO_{4}) - n_{реаг}(H_{2}SO_{4})$;
$n_{ост}(H_{2}SO_{4}) = 0,2 моль - 0,08 моль - 0,12 моль$.

Ответ: $n(MnSO_{4}) = 0,02 моль; n(K_{2}SO_{4}) = 0,01 моль; n(Fe_{2}(SO_{4})_{3}) = 0,05 моль; n(FeSO_{4}) = 0,05 моль; n(H_{2}SO_{4}) = 0,12 моль$.