1863
358
469
всего задач:
всего разделов:
активных пользователей:
  Login: (регистрация)
  Пароль:
    

30 мартра 2005

Форумы снова функционируют.

21 декабря 2004

Видимо в связи с обнаруженными дырами в phpBB, форум был взломан, а через него взломано и всё остальное содержимое ceemat.ru. Всё кроме форума восстановлено, ведется дискуссия по поводу его сохранения.
Приносим извинения за неудобства.

29 сентября 2004

Форум обновился до версии 2.0.10

15 мая 2004

Новый раздел: "Программирование"

16 апреля 2004 года

Задачи Ярославского турнира математических боев — 124 задачи с решениями.

29 марта 2004

Таллинская викторина: занимательные вопросы и задачи для увлеченных химией.

Rambler's Top100

Костромской ЦДООШ СУНЦ МГУ - Школа им. А. Н. Колмогорова.\r\nОфициальный сайт

10 класс (10)

Авторы задач и решений:

С.С. Чуранов, М.Д. Решетова, И.В. Трушков, Г.А. Середа

При медленном растворении 10,0 г смеси мелкоизмельченного металлического железа с его оксидами (II и III) в избытке 10%-й соляной кислоты (плотность равна 1,05 г/мл) выделяется 604 мл газа, измеренного при 20 °С и давлении 756 мм рт. ст.

  1. Напишите уравнения химических реакций, протекающих при растворении смеси.
  2. Вычислите минимальное и максимальное содержание каждого из компонентов смеси (в процентах по массе).
  3. Вычислите возможные минимальный и максимальный объемы кислоты, необходимые для растворения смеси.

Отдельные компоненты смеси растворяются в соляной кислоте

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O
Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O

Однако соединения железа (III) восстанавливаются как металлами, так и водородом "в момент выделения", поэтому при избытке железа вместо реакции (3) будет происходить реакция

Fe + Fe2O3 +6HCl = 3FeCl2 + 3H2O (водород при этом не выделяется)

Избыточное количество железа можно вычислить по уравнению (1): n(H2) = PV/RT = 0,025 моль, m(Fe) = 0,025 · 56 = 1,4 г. Для вычисления минимального и максимального содержания компонентов можно рассмотреть два предельных случая: ω(Fe2O3) = 0 и ω(FeO) = 0.

Если содержание Fe2O3 пренебрежимо мало, то помимо 1,4 г Fe в 10 г смеси может входить до 8,6 г FeО, то есть минимальное содержание Fе составляет 14%, а максимальное содержание FeO равно 86%. Если содержание FeO в смеси пренебрежимо мало, то помимо 1,4 г Fe, выделяющего водород, в 10 г смеси может входить до 8,6 г эквимолярной смеси Fe : Fe2O3 = 1 : 1. В соответствии с уравнением (4), 216 г смеси содержат 56 г Fe и 160 г Fe2O3, а 8,6 г смеси содержат х г Fe и y г Fe2O3 . При этом х = 8,6 · 56/216 = 2,23; y = 8,6 - 2,23 = 6,37. Тогда суммарная максимальная масса железа: m(Fe) = 1,4 + 2,23 = 3,63 г (36,3%).

Таким образом, массовые доли веществ в смеси могут меняться в пределах:
14% < ω(Fe) < 36,3%, 0 < ω(FeO) < 86%; 0 < ω(Fe2O3) < 63,7%.

Расход соляной кислоты будет одинаковым для всех смесей указанного состава, так как на растворение любого количества стехиометрической смеси Fe + Fe2O3 = "Fe3O3" = 3FeO расходуется такое же количество HCl, как и на растворение FeO. По уравнению реакции (1), 0,025 моль Fe реагирует с 0,05 моль HCl. По уравнению реакции (2), с 8,6/72 = 0,12 моль FeO реагирует 0,24 моль HCl. Всего с 10 г смеси, содержащей от 14% до 36,3% Fe, прореагирует 0,29 моль HCl массой 0,29 · 36,5 = 10,6 г и объемом раствора 10,6/0,1/1,05 = 100,8 мл.

 30 Декабря 2003     23:01 
Раздел каталога :: Ссылка на задачу