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)=xг/моль. Обозначим количество сульфида MeS через b моль, b=4,4x+32. В результате обжига сульфида в избытке кислорода
4MeS+7O2=2Me2O3+4SO2
образовалось 0,5b моль оксида Me2O3, для растворения которых по уравнению
Me2O3+6HNO3=2Me(NO3)3+3H2O
потребовалось 3b моль HNO3. Масса 37,8%-ного раствора HNO3 составляет 3b630,378=500bг. Общая масса раствора равна m(Me2O3)+m(р−раHNO3)=0,5b(2x+48)+500b=(x+524)bг.
Масса соли в растворе равна m(Me(NO3)3)=b(x+186)г.
По условию, массовая доля Me(NO3)3 составляет 41,7%:
b(x+186)(x+524)b=0,417,
откуда x=56. Исходный сульфид - FeS, в растворе содержится Fe(NO3)3 массой b242=0,05⋅242=12,1г. Исходная масса раствора равна 0,05⋅(56+524)=29г.
При охлаждении полученного раствора выпало 8,08 г кристаллогидрата, следовательно, общая масса раствора стала равна 29 - 8,08 = 20,92 г. Масса Fe(NO3)3 в оставшемся растворе равна 20,92⋅0,347=7,26г, в выпавших кристаллах содержится 12,1 - 7,26 = 4,84 г Fe(NO3)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(NO3)3⋅9H2O.
Ответ. Fe(NO3)3⋅9H2O