Question

Сероводород, выделившийся при взаимодействии 2,4 г кальция со 110 мл 96%-ной серной кислоты (?=1,75 г/мл), пропустили через 125 г 3,9%-ного раствора хлорида железа (III). Определите массу образовавшегося при этом осадка и массовую долю соли в образовавшемся растворе.

Answer 1

4Ca + 5H2SO4 = 4CaSO4 + H2S + 4H2O
4----------5-------------------------------1

n(H2SO4)=110*0.96*1.75:98=1.9 моль
n(Ca)=2.4:40=0.06 моль
H2SO4- в избытке, решаем по недостатку, по Ca
4моль Ca----------1 моль H2S
0.06------------------x  x=0.06:4=0.015 моль H2S
m(FeCl3)=125*0.039=4.5 г
n(FeCL3)=4.5:162.5=0.03 моль
M(FeCL3)=162.5


3H2S+2FeCl3=Fe2S3+6HCl
3----------2-------------1
3 моль H2S-----2моль FeCL3
0.015------------n   n=0.01 моль FeCl3 надо!
FeCl3-в избытке, решаем по недостатку H2S
n(Fe2S3)=0.015:3=0.005 моль
m(Fe2S3)=0.005*208=1.04 г
M(fe2S3)=208

n(H2S)-затраченное на осаждение FeCl3=0.015 моль
m(H2S)=0.015*34=0.51 г
M(H2S)=34
m р-ра=125+m(H2S)=125+0.51=125.51 г
W=1.04:125.51*100%=0.83%

Answer 2

Для определения массы осадка и массовой доли соли в образовавшемся растворе, нам следует разобраться в химических реакциях, которые происходят в этом процессе.

1. Реакция между кальцием и серной кислотой: Ca + H2SO4 -> CaSO4 + H2S

В данной реакции кальций (Ca) реагирует с серной кислотой (H2SO4) и образует сульфат кальция (CaSO4) и сероводород (H2S).

Молярная масса CaSO4 = 40.08 (Ca) + 32.07 (S) + 4 * 16.00 (O) = 136.15 г/моль Молярная масса H2S = 2 * 1.01 (H) + 32.07 (S) = 34.09 г/моль

2,4 г Ca соответствуют: 2,4 г / 40.08 г/моль = 0.0599 моль Ca

Из уравнения реакции видно, что мольное соотношение между Ca и H2S равно 1:1. Поэтому количество образовавшегося H2S также равно 0.0599 моль.

Масса 96%-ной серной кислоты: 110 мл * 1.75 г/мл = 192.5 г

Количество моль H2SO4 в 192.5 г 96%-ной серной кислоты: 192.5 г / 98.08 г/моль = 1.964 моль H2SO4

Так как мольное соотношение между H2SO4 и H2S в реакции также 1:1, то количество моль H2S, образовавшееся в реакции с кальцием, также равно 1.964 моль.

2. Реакция между сероводородом и хлоридом железа(III): H2S + 2FeCl3 -> 2FeCl2 + 2HCl + S

В данной реакции сероводород (H2S) реагирует с хлоридом железа(III) (FeCl3) и образует хлорид железа(II) (FeCl2), хлороводородную кислоту (HCl) и элементарный серный порошок (S).

Молярная масса FeCl2 = 55.85 (Fe) + 2 * 35.45 (Cl) = 126.75 г/моль Молярная масса S = 32.07 г/моль

Из реакции видно, что 1 моль H2S образует 1 моль S. Следовательно, количество моль S, образовавшегося в реакции, равно 1.964 моль.

Масса образовавшегося S: 1.964 моль * 32.07 г/моль = 62.99 г

Теперь мы знаем массу осадка S, который образовался при реакции между сероводородом и хлоридом железа(III) - 62.99 г.

3. Масса хлорида железа(III) в 125 г 3.9%-ного раствора: 125 г * 0.039 = 4.875 г

Массовая доля хлорида железа(III) в образовавшемся растворе: 4.875 г / (4.875 г + 1.964 моль * 126.75 г/моль) = 4.875 г / 256.83 г ≈ 0.0189

Массовая доля хлорида железа(III) в образовавшемся растворе составляет примерно 1.89%.