Разделы 
Дополнительно
Задача по химии - 3691
2023-09-13 
Для окисления 3,12 г гидросульфита, образованного металлом, имеющим в соединениях постоянную степень окисления (+1), потребовалось добавить 50,0 мл раствора, в котором молярные концентрации дихромата натрия и серной кислоты равны 0,200 и 0,500 моль/л соответственно. Установите состав и вычислите массу остатка, который получится при выпаривании раствора после реакции.
Решение:
Обозначим неизвестный металл ($Me$). Запишем уравнение протекающей реакции:
$6MeHSO_{3} + 2Na_{2}Cr_{2}O_{7} + 5H_{2}SO_{4} \rightarrow 3Me_{2}SO_{4} + 2Na_{2}SO_{4} +2Cr_{2}(SO_{4})_{3} + 8H_{2}O$
Рассчитаем количества веществ дихромата натрия и серной кислоты по формуле
$\nu = cV; \nu (Na_{2}Cr_{2}O_{7}) = 0,2 \cdot 0,05 = 0,01 моль$;
$\nu (H_{2}SO_{4}) = 0,5 \cdot 0,05 = 0,025 моль$.
Отношение количеств веществ $Na_{2}Cr_{2}O_{7}$ и $H_{2}SO_{4}$ соответствует стехиометрическому. В соответствии с уравнением реакции
$\nu (MeHSO_{3}) = 3 \nu (Na_{2}Cr_{2}O_{7}) = 3 \cdot 0,01 = 0,03 моль$.
Вычислим молярную массу неизвестного гидросульфита:
$M(MeHSO_{3}) = \frac{m(MeHSO_{3})}{ \nu (MeHSO_{3})}$;
$M(MeHSO_{3}) = \frac{3,12}{0,03} = 104 г/моль$.
Теперь можно рассчитать молярную массу металла:
$M(Me) = M(MeHSO_{3}) - M(HSO_{3}) = 104 - 81 = 23 г/моль$,
т. е. это натрий.
Таким образом, в результате реакции образуются $Na_{2}SO_{4}$ и $Cr_{2}(SO_{4})_{3}$. По уравнению реакции
$\nu (Na_{2}SO_{4}) = \frac{5}{2} \nu (Na_{2}Cr_{2}O_{7}) = 2,5 \cdot 0,01 = 0,025 моль$;
$\nu (Cr_{2}(SO_{4})_{3}) = \nu (Na_{2}Cr_{2}O_{7}) = 0,01 моль$.
Вычислим массы этих солей по формуле
$m = M \nu; m(Na_{2}SO_{4}) = 142 \cdot 0,025 = 3,55 г; m(Cr_{2}(SO_{4})_{3}) = 392 \cdot 0,01 = 3,92 г$.
Масса остатка
$m(Na_{2}SO_{4}) + m(Cr_{2} (SO_{4})_{3}) = 3,55+3,92 = 7,47 г$.
Для окисления 3,12 г гидросульфита, образованного металлом, имеющим в соединениях постоянную степень окисления (+1), потребовалось добавить 50,0 мл раствора, в котором молярные концентрации дихромата натрия и серной кислоты равны 0,200 и 0,500 моль/л соответственно. Установите состав и вычислите массу остатка, который получится при выпаривании раствора после реакции.
Решение:
Обозначим неизвестный металл ($Me$). Запишем уравнение протекающей реакции:
$6MeHSO_{3} + 2Na_{2}Cr_{2}O_{7} + 5H_{2}SO_{4} \rightarrow 3Me_{2}SO_{4} + 2Na_{2}SO_{4} +2Cr_{2}(SO_{4})_{3} + 8H_{2}O$
Рассчитаем количества веществ дихромата натрия и серной кислоты по формуле
$\nu = cV; \nu (Na_{2}Cr_{2}O_{7}) = 0,2 \cdot 0,05 = 0,01 моль$;
$\nu (H_{2}SO_{4}) = 0,5 \cdot 0,05 = 0,025 моль$.
Отношение количеств веществ $Na_{2}Cr_{2}O_{7}$ и $H_{2}SO_{4}$ соответствует стехиометрическому. В соответствии с уравнением реакции
$\nu (MeHSO_{3}) = 3 \nu (Na_{2}Cr_{2}O_{7}) = 3 \cdot 0,01 = 0,03 моль$.
Вычислим молярную массу неизвестного гидросульфита:
$M(MeHSO_{3}) = \frac{m(MeHSO_{3})}{ \nu (MeHSO_{3})}$;
$M(MeHSO_{3}) = \frac{3,12}{0,03} = 104 г/моль$.
Теперь можно рассчитать молярную массу металла:
$M(Me) = M(MeHSO_{3}) - M(HSO_{3}) = 104 - 81 = 23 г/моль$,
т. е. это натрий.
Таким образом, в результате реакции образуются $Na_{2}SO_{4}$ и $Cr_{2}(SO_{4})_{3}$. По уравнению реакции
$\nu (Na_{2}SO_{4}) = \frac{5}{2} \nu (Na_{2}Cr_{2}O_{7}) = 2,5 \cdot 0,01 = 0,025 моль$;
$\nu (Cr_{2}(SO_{4})_{3}) = \nu (Na_{2}Cr_{2}O_{7}) = 0,01 моль$.
Вычислим массы этих солей по формуле
$m = M \nu; m(Na_{2}SO_{4}) = 142 \cdot 0,025 = 3,55 г; m(Cr_{2}(SO_{4})_{3}) = 392 \cdot 0,01 = 3,92 г$.
Масса остатка
$m(Na_{2}SO_{4}) + m(Cr_{2} (SO_{4})_{3}) = 3,55+3,92 = 7,47 г$.
