Химия

8 класс
Вопрос
4,4 г сульфида металла, имеющего формулу $MeS$ (металл проявляет в соединениях степени окисления +2 и +3), подвергли обжигу в избытке кислорода. Твердый остаток растворен в строго необходимом количестве 37,8%-ной азотной кислоты. Массовая доля соли в полученном растворе составляет 41,7%. При охлаждении этого раствора выпало 8,08 г кристаллогидрата, а массовая доля соли снизилась до 34,7%. Установите формулу кристаллогидрата.
Ответ


Пусть атомная масса металла равна $A(Me) = x г/моль$. Обозначим количество сульфида $MeS$ через $b$ моль, $b = \frac{4,4}{x+32}$. В результате обжига сульфида в избытке кислорода

$4MeS + 7O_{2} = 2Me_{2}O_{3} + 4SO_{2}$

образовалось $0,5b$ моль оксида $Me_{2}O_{3}$, для растворения которых по уравнению

$Me_{2}O_{3} + 6HNO_{3} = 2Me(NO_{3})_{3} + 3H_{2}O$

потребовалось $3b$ моль $HNO_{3}$. Масса 37,8%-ного раствора $HNO_{3}$ составляет $\frac{3b63}{0,378} = 500b г$. Общая масса раствора равна $m(Me_{2}O_{3}) + m(р-ра \: HNO_{3}) = 0,5b(2x+48) + 500b = (x+524)b г$.

Масса соли в растворе равна $m(Me(NO_{3})_{3}) = b(x+186) г$.
По условию, массовая доля $Me(NO_{3})_{3}$ составляет 41,7%:

$\frac{b(x+186)}{(x+524)b} = 0,417$,

откуда $x = 56$. Исходный сульфид - $FeS$, в растворе содержится $Fe(NO_{3})_{3}$ массой $b242 = 0,05 \cdot 242 = 12,1 г$. Исходная масса раствора равна $0,05 \cdot (56+524) = 29 г$.

При охлаждении полученного раствора выпало 8,08 г кристаллогидрата, следовательно, общая масса раствора стала равна 29 - 8,08 = 20,92 г. Масса $Fe(NO_{3})_{3}$ в оставшемся растворе равна $20,92 \cdot 0,347 = 7,26 г$, в выпавших кристаллах содержится 12,1 - 7,26 = 4,84 г $Fe(NO_{3})_{3}$, что соответствует 0,02 моль. Масса воды в кристаллах равна 8,08 - 4,84 = 3,24 г, что соответствует 0,18 моль. Таким образом, формула кристаллогидрата - $Fe(NO_{3})_{3} \cdot 9H_{2}O$.
Ответ. $Fe(NO_{3})_{3} \cdot 9H_{2}O$
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме