Question

Помогите, пожалуйста, решить задачу. (ЕГЭ, 34 номер) Нагрели сульфат аммония массой 13,2 г с 50 мл 26,2 %-ного раствора гидроксида калия (плотность-1,241 г/мл). Выделившийся газ полностью поглотили 120 г 10%-ного раствора сульфата железа (III). Найдите массовую долю соли в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин). Пожалуйста, нужно очень подробное решение! Если можно, то расписать все, потому что мне нужно понять принцип решения таких задач, поэтому и даю столько баллов. Заранее спасибо!

Answer 1

Если возникнут вопросы по решению, то задавайте их в комментариях

Answer 2

Для решения данной задачи нужно разделить ее на несколько этапов:

1. Найдем мольную массу сульфата аммония (NH4)2SO4, чтобы определить количество вещества (молей) данного соединения в 13,2 г.

2. Найдем количество вещества (молей) гидроксида калия (KOH) в 50 мл 26,2%-ного раствора, используя плотность данного раствора.

3. После реакции между сульфатом аммония и гидроксидом калия образуется аммиак (NH3). Найдем количество вещества (молей) аммиака.

4. Затем найдем количество вещества (молей) сульфата железа (III) (Fe2(SO4)3) в 120 г 10%-ного раствора сульфата железа (III).

5. Наконец, найдем массовую долю соли в полученном растворе, учитывая образовавшийся аммиак и сульфат железа (III).

Шаг 1: Найдем мольную массу сульфата аммония ((NH4)2SO4). Массовые атомные массы элементов: H (водород) = 1 г/моль, N (азот) = 14 г/моль, S (сера) = 32 г/моль, O (кислород) = 16 г/моль.

Мольная масса сульфата аммония ((NH4)2SO4): M = 2 * (масса H) + (масса N) + 4 * (масса H) + (масса S) + 4 * (масса O) = 2 * 1 + 14 + 4 * 1 + 32 + 4 * 16 = 2 + 14 + 4 + 32 + 64 = 116 г/моль.

Шаг 2: Найдем количество вещества (молей) гидроксида калия (KOH) в 50 мл 26,2%-ного раствора.

Масса раствора гидроксида калия: масса = объем * плотность = 50 мл * 1,241 г/мл = 62,05 г.

Массовая доля KOH в растворе: массовая доля = 26,2% = 0,262 (в десятичном виде).

Масса KOH в растворе: масса KOH = масса раствора * массовая доля KOH = 62,05 г * 0,262 ≈ 16,25 г.

Мольная масса KOH: M(KOH) = M(K) + M(O) + M(H) = 39 + 16 + 1 = 56 г/моль.

Количество вещества KOH: количество вещества KOH = масса KOH / M(KOH) = 16,25 г / 56 г/моль ≈ 0,290 моль.

Шаг 3: Составим уравнение реакции между сульфатом аммония ((NH4)2SO4) и гидроксидом калия (KOH):

(NH4)2SO4 + 2KOH → 2NH3 + K2SO4 + 2H2O.

Из уравнения видно, что для образования 2 молей аммиака (NH3) необходимо 1 моль сульфата аммония ((NH4)2SO4) и 2 моля гидроксида калия (KOH).

Так как количество вещества KOH равно 0,290 моль, а количество вещества (NH4)2SO4 должно быть равно половине этого значения, то:

Количество вещества (NH4)2SO4 = 0,290 моль / 2 = 0,145 моль.

Шаг 4: Найдем количество вещества (молей) сульфата железа (III) (Fe2(SO4)3) в 120 г 10%-ного раствора сульфата железа (III).

Массовая доля Fe2(SO4)3 в растворе: массовая доля = 10% = 0,1 (в десятичном виде).

Масса Fe2(SO4)3 в растворе: масса Fe2(SO4)3 = масса раствора * массовая доля Fe2(SO4)3 = 120 г * 0,1 = 12 г.

Мольная масса Fe2(SO4)3: M(Fe2(SO4)3) = 2 * (масса Fe) + 3 * (масса S) + 12 * (масса O) = 2 * 56 + 3 * 32 + 12 * 16 = 112 + 96 + 192 = 400 г/моль.

Количество вещества Fe2(SO4)3: количество вещества Fe2(SO4)3 = масса Fe2(SO4)3 / M(Fe2(SO4)3) = 12 г / 400 г/моль = 0,03 моль.

Шаг 5: Найдем массовую долю соли в полученном растворе.

Масса образовавшегося аммиака (NH3): Масса аммиака = количество вещества NH3 * мольная масса NH3 = 0,145 моль * 17 г/моль ≈ 2,465 г.

Масса сульфата железа (III) (Fe2(SO4)3): Масса Fe2(SO4)