Химия
8 класс
Вопрос
Сульфид металла MeS (металл проявляет в соединениях степени окисления +2 и +3) массой 4,4 г подвергли обжигу в избытке кислорода. Твердый остаток растворили в точно рассчитанном объеме 37,8 %-ной азотной кислоты. Массовая доля соли в полученном растворе составила 41,7 %. При охлаждении этого раствора выпало 8,08 г кристаллогидрата, а массовая доля соли в растворе уменьшилась до 34,7 %. Установите формулу кристаллогидрата.
Ответ
Составим уравнения реакций:
4MeS+7O2=2Me2O3+4SO2; (1)
Me2O3+6HNO3=2Me(NO3)3+3H2O. (2)
Пусть n(MeS)=xмоль, а M(Me)=yг/моль. Выразим массы веществ по уравнениям (1) и (2):
m(Me2O3)=0,5x(2y+48);
m(Me(NO3)3)=x(y+186);
m(HNO3)=189x;
m1(р−ра)=189x0,378=500x.
Общая масса полученного раствора m2(р−ра) складывается из массы оксида и массы раствора азотной кислоты m1(р−ра).
Для нахождения x и y составляем и решаем уравнение:
0,417=m(Me(NO3)3)m2(р−ра);0,417=x(y+186)500x+0,5x(2y+48);y=56.
Следовательно, исходный сульфид - FeS.
Находим x(n(FeS)):
n=mM;n(FeS)=4,4г88г/моль=0,05моль.
В растворе содержится 12,1 г (242⋅0,05) Fe(NO3)3, найдем отсюда массу полученного раствора:
m2(р−ра)=12,1г0,417=29г.
При охлаждении этого раствора выпало 8,08 г кристаллогидрата, и масса раствора изменилась:
m3(р−ра)=29г−8,08г=20,92г.
Находим массу Fe(NO3)3 в оставшемся растворе m′(Fe(NO3)3) и в выпавшем осадке m′′(Fe(NO3)3):
m′(Fe(NO3)3)=20,92г⋅0,347=7,26г;
m′′(Fe(NO3)3)=12,1г−7,26г=4,84г.
Находим массу воды в кристаллогидрате и определяем формулу кристаллогидрата:
m(H2O)=8,08г−4,84г=3,24г;
m(Fe(NO3)3):n(H2O)=4,84242:3,2418=1:9.
Следовательно, формула кристаллогидрата Fe(NO3)3⋅9H2O.
Ответ: Fe(NO3)3⋅9H2O.