Номер 10, страница 107 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

10. Рассчитайте массы серной кислоты и оксида железа(III), при взаимодействии которых образуется соль химическим количеством 0,2 моль.

Дано:

Количество вещества соли $n(Fe_2(SO_4)_3) = 0,2$ моль

Найти:

$m(H_2SO_4)$ - ?

$m(Fe_2O_3)$ - ?

Решение:

1. Первым шагом составим уравнение химической реакции между оксидом железа(III) и серной кислотой. Это реакция обмена, в результате которой образуются соль (сульфат железа(III)) и вода. Уравняем коэффициенты:

$Fe_2O_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 3H_2O$

2. По уравнению реакции мы можем определить стехиометрическое соотношение реагентов и продуктов. На образование 1 моль сульфата железа(III) расходуется 1 моль оксида железа(III) и 3 моль серной кислоты. Таким образом, соотношение их количеств веществ выглядит так:

$n(Fe_2O_3) : n(H_2SO_4) : n(Fe_2(SO_4)_3) = 1 : 3 : 1$

3. Используя это соотношение и известное количество вещества образовавшейся соли, находим количества веществ вступивших в реакцию серной кислоты и оксида железа(III):

$n(Fe_2O_3) = n(Fe_2(SO_4)_3) = 0,2$ моль

$n(H_2SO_4) = 3 \times n(Fe_2(SO_4)_3) = 3 \times 0,2 \text{ моль} = 0,6$ моль

4. Далее рассчитаем молярные массы ($M$) реагентов. Для этого воспользуемся значениями относительных атомных масс ($Ar$) из периодической таблицы химических элементов (округлим до целых: $Ar(H)=1$, $Ar(S)=32$, $Ar(O)=16$, $Ar(Fe)=56$):

$M(H_2SO_4) = 2 \times Ar(H) + Ar(S) + 4 \times Ar(O) = 2 \times 1 + 32 + 4 \times 16 = 98$ г/моль

$M(Fe_2O_3) = 2 \times Ar(Fe) + 3 \times Ar(O) = 2 \times 56 + 3 \times 16 = 112 + 48 = 160$ г/моль

5. Наконец, зная количество вещества ($n$) и молярную массу ($M$), вычислим массы ($m$) серной кислоты и оксида железа(III) по формуле $m = n \times M$:

Масса серной кислоты:

$m(H_2SO_4) = n(H_2SO_4) \times M(H_2SO_4) = 0,6 \text{ моль} \times 98 \text{ г/моль} = 58,8$ г

Масса оксида железа(III):

$m(Fe_2O_3) = n(Fe_2O_3) \times M(Fe_2O_3) = 0,2 \text{ моль} \times 160 \text{ г/моль} = 32$ г

Ответ: для получения 0,2 моль соли необходимо взять 58,8 г серной кислоты и 32 г оксида железа(III).