Question

Рассчитайте, какая масса хлорида железа (III) может быть получена при взаимодействии 67,2 л хлора с 100 г железа.

Answer 1

Дано:
V(CI₂)=67,2л..
Vm= 22,4л./моль
m(Fe)=100г.
---------------------------
m(FeCI₃)-?
1. Определим количество вещества n в 67,2л хлора.:
n=V÷Vm      n(CI₂)=V(CI₂)÷Vm=67,2л.÷22,4л./моль=3 моль
2. Определим количество вещества n в 100г. железа:
n=m÷M      M(Fe)=56г./моль
n(Fe)=m(Fe)÷M(Fe)=100г.÷56г./моль=1,785моль
3. Запишем уравнение реакции взаимодействия железа с хлором:
2Fe +3CI₂ = 2FeCI₃
4. Анализируем уравнение реакции: по уравнению реакции с 2моль железа реагирует 3моль хлора, а у нас в условии 1,785моль железа и 3 моль хлора. Делаем вывод, что хлор находится в избытке и дальше задачу будем решать используя данные железа.
По условию задачи из 2моль железа образуется 2моль хлорида железа(III), значит из 1,785моль железа образуется 1,785мольхлорида железа(III).
5. Определяем молярную массу хлорида железа(III) и его массу количеством вещества 1,8моль:
M(FeCI₃)=56+35.5×3=162.5г./моль
m=n×M
m(FeCI₃)=n(FeCI₃)×M(FeCI₃)=1,782моль×162,5г./моль=290,06г.
6. Ответ: при взаимодействии 100г. железа с  67,2л. хлора образуется хлорид железа(III) массой 290,06г.

 

Answer 2

2Fe+3Cl2=2FeCl3
Сперва определим,какой реагент взят в избытке:
n(Cl2)=V/Vm=67,2/22,4=3
n(Fe)=m/M=100/56=1,7857
Очевидно,что хлор взят в избытке.Считаем по недостатку:
m(FeCl3)=n*M=1,7857*162,5=290,17625 г

Answer 3

Рассмотрим уравнение реакции между хлором и железом:

2 Fe + 3 Cl2 -> 2 FeCl3

Из уравнения видно, что на каждые 2 моль железа требуется 3 моль хлора для образования 2 моль хлорида железа (III). Следовательно, мольное соотношение между железом и хлором равно 2:3.

Молярная масса хлора (Cl2) равна 35,5 г/моль, а молярная масса железа (Fe) равна 55,8 г/моль.

Масса хлора, указанная в задаче, равна 67,2 л. Для перевода объема газа в количество веществ используется уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT

где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

Для данной задачи можно пренебречь изменением давления и температуры, поэтому уравнение можно записать в следующем виде:

V = nRT/P

Учитывая, что R = 0,0821 л*атм/(моль*К) и P = 1 атм, получаем:

n = V/(RT) = (67,2 л)/(0,0821 л*атм/(моль*К) * 298 К) ≈ 2,77 моль

Таким образом, для реакции с 100 г железа требуется 2,77 моль хлора.

Масса хлорида железа (III) равна массе хлора, участвующего в реакции. Масса хлора можно рассчитать по формуле:

масса = количество вещества * молярная масса

масса хлора = 2,77 моль * 35,5 г/моль ≈ 98,135 г

Таким образом, при взаимодействии 67,2 л хлора с 100 г железа можно получить примерно 98,135 г хлорида железа (III).