2023-02-06
К раствору, содержащему 3,17 г хлорида хрома (III), прибавили раствор, содержащий 3,4 г сульфида аммония. Образовавшийся осадок отфильтровали и прокалили. Определить массу осадка после прокаливания, а также какие соли и в каком количестве содержались в фильтрате.
Решение:
Реакция хлорида хрома с сульфидом аммония проходит по уравнению:
$\underset{2 \cdot 158,5}{ \underline{2CrCl_{3}}} + \underset{3 \cdot 68}{ \underline{3 (NH_{4})_{2}S}} + 6H_{2}O = \underset{2 \cdot 103}{ \underline{2Cr (OH)_{3}}} + \underset{6 \cdot 53,5}{ \underline{6NH_{4}Cl}} + \underset{3 \cdot 34}{ \underline{3H_{2}S}}$.
При прокаливании гидроксида хрома он превращается в $Cr_{2}O_{3}$:
$\underset{2 \cdot 103}{ \underline{2Cr (OH)_{3}}} = \underset{152}{ \underline{Cr_{2}O_{3}}} + 3H_{2}O$.
Первый способ. По условию задачи раствор содержал 3,17 г, или $\frac{3,17}{158,5} = 0,02$ моль, хлорида хрома (III, и 3,4 г, или $\frac{3,4}{68} = 0,05$ моль, сульфида аммония. Из уравнения реакции хлорида хрома (III) с сульфидом аммония следует, что 2 моль $CrCl_{3}$ реагируют с 3 моль $ (NH_{4})_{2}S$ и образуют 2 моль $Cr (OH)_{3}$, а моль $NH_{4}Cl$ и 3 моль $H_{2}S$, а 0,02 моль $CrCl_{3}$ прореагировали с 0,03 моль $ (NH_{4})_{2}S$ 1 образовали 0,02 моль $Cr (OH)_{3}$, 0,06 моль, или $0,06 \cdot 53,5 = 3,21 \:г, NH_{4}Cl$ и 0,03 моль, или $0,03 \cdot 34 = 1,02 \:г, H_{2}S$. При прокаливании из 0,02 моль гидроксида хрома образовалось 0,01 моль, или $0,01 \cdot 152 = 1,52 \:г, Cr_{2}O_{3}$. Следовательно, в фильтрате останутся 0,02 моль ($0,05 - 0,03 = 0,02$), или $0,02 \cdot 68 = 1,36$ г, сульфида аммония, 3,21 г хлорида аммония и 1,02 г сероводорода.
Второй способ. По условию задачи раствор содержал 3,17 г хлорида хрома (III) и 3,4 г сульфида аммония. Из уравнения их реакции следует, что
317 г $CrCl_{3}$ реагируют с 204 г $ (NH_{4})_{2}S$,
3,17 г $CrCl_{3}$ реагируют с $x$ г $((NH_{4})_{2}S$,
$x = \frac {204 \cdot 3,17}{317} = 2,04$ г.
317 г $CrCl_{3}$ образуют 206 г $Cr (OH)_{3}$,
3,17 г $CrCl_{3}$ образуют $x_{1}$ г $Cr (OH)_{3}$,
$x_{1} = \frac {206 \cdot 3,17}{317} =2,06$ г.
317 г $CrCl_{3}$ образуют 321 г $NH_{4}Cl$,
3,17 г $CrCl_{3}$ образуют $x_{2}$ г $NH_{4}Cl$,
$x_{2} = \frac {321 \cdot 3,17}{317} = 3,21$ г.
204 г $ (NH_{4})_{2}S$ образуют 102 г $H_{2}S$,
2,04 г $ (NH_{4})_{2}$ образуют $x_{3}$ г $H_{2}S$,
$x_{3} = \frac {102 \cdot 2,04}{204} = 1,02$ г.
Из уравнения реакции разложения гидроксида хрома (III) следует, что
206 г $Cr (OH)_{3}$ образуют 152 г $Cr_{2}O_{3}$,
2,06 г $Cr (OH)_{3}$ образуют $x_{4}$ г $Cr_{2}O_{3}$,
$x_{4} = \frac {152 \cdot 2,06}{206} = 1,52$
Таким образом, при прокаливании осадка образуются 1,52 г $Cr_{2}O_{3}$. В фильтрате после отделения гидроксида хрома (III) остались 1,36 г ($3,4 - 2,04 = 1,36$) сульфида аммония, 3,21 г хлорида аммония и 1,02 г сероводорода.