Химия
8 класс
Вопрос
Смесь металла и сульфида данного металла полностью растворилась в 10 %-ной соляной кислоте, при этом выделилось 11,2 л (н. у.) газа. При добавлении к образовавшемуся раствору раствора красной кровяной соли образуется осадок синего цвета. При пропускании выделившегося газа через избыток раствора нитрата свинца образуется 47,8 г осадка черного цвета. Определите массовые доли компонентов смеси.
Ответ
Исходная смесь полностью растворилась в соляной кислоте, следовательно, и металл, и сульфид данного металла прореагировали нацело. Взаимодействие с красной кровяной солью с образованием осадка синего цвета (турнбулевой сини) - качественная реакция на катион $Fe^{2+}$, следовательно, металл - железо, сульфид металла - $FeS$:
$Fe + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2} \uparrow$;
$FeS + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2}S \uparrow$;
$FeCl_{2} + K_{3}[Fe(CN)_{6}] = KFe[Fe(CN)_{6}] \downarrow + 2KCl$;
$H_{2}S + Pb(NO_{3})_{2} = PbS \downarrow + 2HKO_{3}$.
Найдем массу сульфида железа:
$n(газов) = \frac{11,2 л}{22,4 л/моль} = 0,5 моль$;
$n(PbS) = \frac{47,8 г}{239 г/моль} = 0,2 моль$;
$n(FeS) = n(H_{2}S) = n(PbS) = 0,2 моль$;
$m(FeS) = 0,2 моль \cdot 88 г/моль = 17,6 г$.
Определим массу железа:
$n(H_{2}) = n(газов) - n(H_{2}S); n(H_{2}) = 0,5 моль - 0,2 моль = 0,3 моль$;
$n(Fe) = (H_{2}) = 0,3 моль; m(Fe) = 0,3 моль \cdot 56 г/моль = 16,8 г$.
Вычислим массовые доли компонентов смеси:
$m(см.) = 16,8 г + 17,6 г = 34,4 г$;
$w(FeS) = \frac{17,6 г}{34,4 г} \cdot 100 \text{ % } = 51,16 \text{ % }$;
$w(Fe) = 100 \text{ % } - 51,16 \text{ % } = 48,84 \text{ % }$.
Ответ: $w(Fe) = 48,84 \text{ % } ; w(FeS) = 51,16 \text{ % }$.