Номер 11, страница 102 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

11. В смеси содержатся хлорид железа(III) массой 32,5 г и сульфат магния массой 30 г. Рассчитайте химическое количество и массу гидроксида калия, который может прореагировать с указанной смесью солей.

Дано:

$m(FeCl_3) = 32.5$ г

$m(MgSO_4) = 30$ г

Найти:

$n(KOH)_{общ}$ - ?

$m(KOH)_{общ}$ - ?

Решение:

Гидроксид калия ($KOH$) будет реагировать с обеими солями в смеси, так как в результате реакций обмена образуются нерастворимые в воде гидроксиды железа(III) и магния.

1. Запишем уравнения реакций, которые будут протекать в смеси:

$FeCl_3 + 3KOH \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow + 3KCl$

$MgSO_4 + 2KOH \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + K_2SO_4$

2. Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в расчетах. Используем округленные атомные массы: $Ar(Fe) = 56$ г/моль; $Ar(Cl) = 35.5$ г/моль; $Ar(Mg) = 24$ г/моль; $Ar(S) = 32$ г/моль; $Ar(O) = 16$ г/моль; $Ar(K) = 39$ г/моль; $Ar(H) = 1$ г/моль.

Молярная масса хлорида железа(III):
$M(FeCl_3) = 56 + 3 \times 35.5 = 162.5$ г/моль

Молярная масса сульфата магния:
$M(MgSO_4) = 24 + 32 + 4 \times 16 = 120$ г/моль

Молярная масса гидроксида калия:
$M(KOH) = 39 + 16 + 1 = 56$ г/моль

3. Найдем химическое количество (число молей) каждой соли в исходной смеси по формуле $n = \frac{m}{M}$.

Химическое количество хлорида железа(III):
$n(FeCl_3) = \frac{m(FeCl_3)}{M(FeCl_3)} = \frac{32.5 \text{ г}}{162.5 \text{ г/моль}} = 0.2$ моль

Химическое количество сульфата магния:
$n(MgSO_4) = \frac{m(MgSO_4)}{M(MgSO_4)} = \frac{30 \text{ г}}{120 \text{ г/моль}} = 0.25$ моль

4. Используя стехиометрические коэффициенты в уравнениях реакций, определим химическое количество гидроксида калия, необходимое для реакции с каждой солью.

Из первого уравнения реакции следует, что $n(KOH)$ в 3 раза больше $n(FeCl_3)$:
$n_1(KOH) = 3 \times n(FeCl_3) = 3 \times 0.2 \text{ моль} = 0.6$ моль

Из второго уравнения реакции следует, что $n(KOH)$ в 2 раза больше $n(MgSO_4)$:
$n_2(KOH) = 2 \times n(MgSO_4) = 2 \times 0.25 \text{ моль} = 0.5$ моль

5. Общее химическое количество гидроксида калия, необходимое для полной реакции со смесью, равно сумме количеств, затраченных на каждую реакцию.

$n(KOH)_{общ} = n_1(KOH) + n_2(KOH) = 0.6 \text{ моль} + 0.5 \text{ моль} = 1.1$ моль

6. Рассчитаем массу гидроксида калия, необходимую для реакции, по формуле $m = n \times M$.

$m(KOH)_{общ} = n(KOH)_{общ} \times M(KOH) = 1.1 \text{ моль} \times 56 \text{ г/моль} = 61.6$ г

Ответ: химическое количество гидроксида калия, которое может прореагировать со смесью, составляет 1,1 моль; масса гидроксида калия составляет 61,6 г.