ДАМ 10 БАЛЛОВ Какую массу 20%-го раствора Гидроксида Гатрия нужно прибавить к раствору Сульфата Железа...

Для получения 25 г осадка сульфата железа (III) необходимо знать соотношение реагентов в реакции между гидроксидом натрия и сульфатом железа (III).

Реакция протекает по уравнению: [ \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + 6 \text{NaOH} \rightarrow 2 \text{Fe(OH)}_3 \downarrow + 3 \text{Na}_2\text{SO}_4 ]

Из уравнения видно, что 2 моля гидроксида натрия дают 1 моль осадка Fe(OH)₃.

Для 25 г Fe(OH)₃ (молярная масса ~ 106,87 г/моль) нужно: [ n = \frac{25 \text{ г}}{106,87 \text{ г/моль}} \approx 0,234 \text{ моль} ]

Согласно уравнению, потребуется 0,234 моль NaOH, что соответствует: [ 0,234 \text{ моль} \times 6 \text{ моль NaOH} = 1,404 \text{ моль NaOH} ]

Молярная масса NaOH ~ 40 г/моль, значит, нужно: [ 1,404 \text{ моль} \times 40 \text{ г/моль} \approx 56,16 \text{ г NaOH} ]

Поскольку у вас 20%-й раствор, его масса: [ m = \frac{56,16 \text{ г}}{0,20} \approx 280,8 \text{ г раствора} ]

Таким образом, нужно прибавить примерно 280,8 г 20%-го раствора гидроксида натрия, чтобы получить 25 г осадка.

Для решения этой задачи необходимо сначала рассмотреть, какие реакции будут происходить при смешивании растворов гидроксида натрия (NaOH) и сульфата железа (III) (Fe2(SO4)3).

1. Реакция осаждения: При смешивании растворов сульфата железа (III) и гидроксида натрия происходит реакция, в результате которой образуется осадок гидроксида железа (III) (Fe(OH)3):

   [ Fe2(SO4)3 + 6NaOH \rightarrow 2Fe(OH)3 \downarrow + 3Na2SO4 ]

   Здесь 2 моль Fe(OH)3 образуются из 1 моль Fe2(SO4)3 и 6 моль NaOH.

2. Масса осадка: Мы хотим получить 25 г осадка Fe(OH)3. Для этого найдем молярную массу Fe(OH)3:

   • Молярная масса Fe = 55.85 г/моль
   • Молярная масса O = 16.00 г/моль
   • Молярная масса H = 1.01 г/моль

   Молярная масса Fe(OH)3 = 55.85 + 3(16.00 + 1.01) = 55.85 + 51.03 = 106.88 г/моль.

   Теперь рассчитаем, сколько моль Fe(OH)3 содержится в 25 г:

   [ n = \frac{m}{M} = \frac{25 \, \text{г}}{106.88 \, \text{г/моль}} \approx 0.234 \, \text{моль} ]

3. Необходимое количество NaOH: Согласно уравнению реакции, на 2 моль Fe(OH)3 требуется 6 моль NaOH. Следовательно, для 0.234 моль Fe(OH)3 потребуется:

   [ n{NaOH} = 3 \cdot n{Fe(OH)3} = 3 \cdot 0.234 \approx 0.702 \, \text{моль} ]

4. Масса NaOH: Теперь найдем массу NaOH, необходимую для реакции:

   Молярная масса NaOH = 22.99 (Na) + 16.00 (O) + 1.01 (H) = 40.00 г/моль.

   [ m_{NaOH} = n \cdot M = 0.702 \, \text{моль} \cdot 40.00 \, \text{г/моль} \approx 28.08 \, \text{г} ]

5. Определение массы 20%-го раствора NaOH: Чтобы найти массу 20%-го раствора NaOH, используем формулу для массовой доли:

   Массовая доля (w) = (m{NaOH} / m{раствора}) \times 100%.

   Для 20%-го раствора:

   [ 0.20 = \frac{28.08 \, \text{г}}{m{раствора}} \implies m{раствора} = \frac{28.08 \, \text{г}}{0.20} = 140.4 \, \text{г} ]

Таким образом, для получения 25 г осадка Fe(OH)3 необходимо прибавить примерно 140.4 г 20%-го раствора гидроксида натрия к раствору сульфата железа (III).

Для решения этой задачи нужно сначала разобраться с химической реакцией и расчетами стехиометрических соотношений. Давайте разберем задачу шаг за шагом.

1. Химическая реакция

Реакция гидроксида натрия ((NaOH)) с сульфатом железа(III) ((Fe_2(SO_4)_3)) приводит к образованию гидроксида железа(III) ((Fe(OH)_3)) в осадке. Уравнение реакции:

[ Fe_2(SO_4)_3 + 6NaOH \rightarrow 2Fe(OH)_3\downarrow + 3Na_2SO_4 ]

Из уравнения видно, что:

• 1 моль (Fe_2(SO_4)_3) реагирует с 6 молями (NaOH),
• В результате образуется 2 моль (Fe(OH)_3) (осадок).

2. Расчет массы осадка ((Fe(OH)_3))

Дано, что масса осадка ((Fe(OH)_3)) составляет 25 г. Найдем количество вещества ((n)) осадка:

1. Молярная масса (Fe(OH)_3) равна: [ M(Fe(OH)_3) = M(Fe) + 3 \cdot M(O) + 3 \cdot M(H) = 55.85 + 3 \cdot 16 + 3 \cdot 1 = 106.85 \, \text{г/моль}. ]
2. Количество вещества осадка ((n)): [ n(Fe(OH)_3) = \frac{m(Fe(OH)_3)}{M(Fe(OH)_3)} = \frac{25}{106.85} \approx 0.234 \, \text{моль}. ]

3. Стехиометрическое соотношение

Из уравнения реакции видно, что на 2 моль (Fe(OH)_3) требуется 6 моль (NaOH). Следовательно, на 0.234 моль (Fe(OH)_3) потребуется: [ n(NaOH) = 0.234 \cdot \frac{6}{2} = 0.702 \, \text{моль}. ]

4. Масса (NaOH), необходимая для реакции

Молярная масса (NaOH) равна: [ M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 \, \text{г/моль}. ] Масса (NaOH), необходимая для реакции: [ m(NaOH) = n(NaOH) \cdot M(NaOH) = 0.702 \cdot 40 \approx 28.08 \, \text{г}. ]

5. Определение массы 20%-го раствора (NaOH)

20%-ый раствор (NaOH) означает, что в 100 г раствора содержится 20 г (NaOH). Найдем массу раствора, содержащего 28.08 г (NaOH): [ m(\text{раствора}) = \frac{m(NaOH)}{\omega(NaOH)} = \frac{28.08}{0.2} = 140.4 \, \text{г}. ]

Ответ:

Для получения 25 г осадка (Fe(OH)_3) необходимо прибавить 140.4 г 20%-го раствора гидроксида натрия к раствору сульфата железа(III).