Данную задачу проверяют не автоматически, а вручную. Ознакомьтесь с критериями оценки, правильным решением и сами себе поставьте оценку от 0 до 4 баллов. Даже если вы ошиблись в цифровом ответе, можно получить несколько баллов за правильный ход решения. Форма для оценки находится внизу страницы.
1) Вычислим сколько у нас в растворе воды, а сколько сульфида железа.
Сколько моль атомов в 1,806·1025 штук атомов? 1,806*1025 / 6,02*1024 = 30 моль (составители часто стали использовать число Авогадро с точностью до сотых). Раствор состоит из воды и соли и число атомов кислорода будет складываться из атомов в молекулах воды и атомов в молекулах соли.
Сколько атомов кислорода содержится в 1 молекуле Fe2(SO4)3 12 штук.
В одном одной молекуле воды H2O содержится 1 атом кислорода.
Пусть у нас x моль H2O, у мольFe2(SO4)3 тогда
x + 12y = 30 моль - количество атомов кислорода в растворе
M(H2O ) = 18 г/моль
М(Fe2(SO4)3) = 400 г/моль
Масса раствора складывается из массы воды и массы соли
18x + 400y = 632 г
Решаем систему уравнений
Из первого уравнения легко выразить x и поставить во второе
x=30-12y
18(30-12y) + 400y = 632
540 - 216y + 400y = 632
184y= 92
y=0,5 моль
x=30-12*0,5=30-6=24 моль
2) Перейдем к реакции
Fe2(SO4)3 + K2SO3 = внимание реакции необратимого гидролиза или ионного обмена с ионом Fe3+ не будут протекать в присутствии ионов S2- и SO32- будет ОВРFe2(SO4)3 + K2SO3 + H2O = 2FeSO4 + K2SO4 + H2SO4
1 моль Fe2(SO4)3 вступает в реакцию с 1 моль K2SO3 и 1 моль H2O (воды у нас в избытке 24 моль), и дает 2 моль FeSO4 и 1 моль H2SO4
у нас 0,5 моль Fe2(SO4)3 А сколько у нас сульфита калия?
m (K2SO3) = 79 (г)
M((K2SO3) = 158 (г/моль)
n((K2SO3) = 79 /158 = 0,5 (моль)
сульфит калия ровно нужном для реакции количестве без избытка и недостатка
0,5 моль Fe2(SO4)3 вступает в реакцию с 0,5 моль K2SO3 и 0,5 моль H2O (воды у нас в избытке 24 моль), и дает 1 моль FeSO4 и 0,5 моль H2SO4 Сколько у нас образовалось K2SO4?
M(K2SO4) = 174 (г/моль)
n (K2SO4) = 0,5 (моль)
m(K2SO4) = 0,5*174 = 87 (г)
3) реакция с K2CO3. Сколько у нас моль K2CO3?
m (K2CO3) = 552 г *(10%/100%) = 55,2 (г)
M(K2CO3) = 138 (г/моль)
n(K2CO3) = 55,2/138 = 0,4 (моль)
Какие реакции у нас могут протекать?
(1) H2SO4 + K2CO3 = K2SO4 + CO2 + H2O
(2) FeSO4 + K2CO3 = FeCO3 + K2SO4
Отметим, что вторая реакция (2) может пойти только если вся кислота будет потрачена. Иначе FeCO3 будет растворяться снова серной кислотой. То есть будет идти первая реакция (1). То есть вторая реакция пойдет только при сильном избытке K2CO3 и недостатке H2SO4
По уравнению первой реакции 1 моль K2CO3 требует 1 моль H2SO4 и образуется 1 моль K2SO4 1 моль CO2 и 1 моль H2O
Для 0,4 моль K2CO3 нужно H2SO4 а ровно столько у нас и есть. Значит образуется 0,4 моль K2SO4 0,4 моль CO2 0,4 моль H2O
вторая реакция не пойдет.
Считаем массу K2SO4 и CO2
M(CO2) = 44 (г/моль)
n (CO2) = 0,4 (моль)
n(CO2) = 0,4*44 =17,6(г)
4) Расчет конечной концентрации (K2SO4) в растворе. Для того чтобы знать общую массу раствора мы не считаем сколько каждого вещества в растворе, какова его масса. Мы пользуемся законом сохранения веществ, масса прореагировавших веществ равна массе образовавшихся веществ. Единственную поправку надо сделать на то, что часть веществ могут покидать раствор, выпадать в осадок или выходить в виде газов. То есть масса раствора - это масса всех растворов что мы сливали и всех веществ что добавляли, за вычетов CO2 что вышел из раствора.
m(р-ра) = m(р-ра Fe2(SO4)3) + m(соли K2SO3 )+ m(р-ра K2CO3) - m(газа CO2) = 1245,4 г
m(р-ра) = 632 + 79 + 552 - 17,6 = 1245,4 г
m(K2SO4) = m(в ходе ОВР с Fe2(SO4)3) + m(в ходе ионного обмена карбоната и кислоты) = 69,6 + 87 = 139,2
ꞷ(%)= (139,2/1245,4)*100% ≈ 12,57%