Разделы 
Дополнительно
Задача по химии - 3696
2023-09-13 
Смесь двух хлоридов железа растворили в воде и обработали избытком меди. Масса солей, выделенных после выпаривания, оказалась на 7,70% больше исходной массы. Во сколько раз увеличится масса такой же смеси двух хлоридов железа после обработки ее избытком хлора?
Решение:
Медь реагирует только с хлоридом железа (III):
$2FeCl_{3} + Cu \rightarrow 2FeCl_{2} + CuCl_{2}$ (I)
Пусть в исходной смеси $\nu (FeCl_{3}) = x; \nu (FeCl_{2}) = y$.
Выразим массы этих солей через $x$ по формуле
$m = M \nu; m(FeCl_{3}) = 162,5x; m(FeCl_{2}) = 127y$.
В соответствии с уравнением реакции (I)
$\nu (Cu)_{встI} = 0,5 \nu (FeCl_{3}) = 0,5x$.
Масса выделившейся меди составит
$m(Cu)_{встI} = 64 \cdot 0,5x = 32x$.
По условию задачи:
$\frac{m(FeCl_{3}) +m(FeCl_{2}) + m(Cu)_{встI}}{m(FeCl_{3}) + m(FeCl_{2})} = 1 + 0,077$;
$\frac{162,5x + 127y + 32y}{162,5x + 127y} = 1,077$, откуда $y = 1,99x$.
Хлор, наоборот, реагирует только с хлоридом железа (II):
$2FeCl_{2} + Cl_{2} \rightarrow 2FeCl_{3}$ (II)
В соответствии с уравнением реакции (II)
$\nu (Cl_{2})_{встII} = 0,5 \nu (FeCl_{2}) = 0,5 \cdot 1,99x = 0,995x$.
Масса вступившего в реакцию хлора составит
$m(Cl_{2})_{встII} = 71 \cdot 0,995x = 70,65x$.
Выразим через х массу хлорида железа (II) в исходной смеси
$127 \cdot 1,99x = 252,7x$
и массу смеси хлоридов:
$m(FeCl_{3}) + m(FeCl_{2}) = 162,5x + 252,7x = 415,2x$.
Масса полученной смеси будет больше на массу вступившего в реакцию хлора, т. е. $415,2x + 70,65x = 485,9x$.
Отношение массы полученной при хлорировании смеси с массе исходной смеси составит $\frac{485,9x}{415,2x} = 1,17$.
Таким образом, масса смеси увеличится в 1,17 раза.
Смесь двух хлоридов железа растворили в воде и обработали избытком меди. Масса солей, выделенных после выпаривания, оказалась на 7,70% больше исходной массы. Во сколько раз увеличится масса такой же смеси двух хлоридов железа после обработки ее избытком хлора?
Решение:
Медь реагирует только с хлоридом железа (III):
$2FeCl_{3} + Cu \rightarrow 2FeCl_{2} + CuCl_{2}$ (I)
Пусть в исходной смеси $\nu (FeCl_{3}) = x; \nu (FeCl_{2}) = y$.
Выразим массы этих солей через $x$ по формуле
$m = M \nu; m(FeCl_{3}) = 162,5x; m(FeCl_{2}) = 127y$.
В соответствии с уравнением реакции (I)
$\nu (Cu)_{встI} = 0,5 \nu (FeCl_{3}) = 0,5x$.
Масса выделившейся меди составит
$m(Cu)_{встI} = 64 \cdot 0,5x = 32x$.
По условию задачи:
$\frac{m(FeCl_{3}) +m(FeCl_{2}) + m(Cu)_{встI}}{m(FeCl_{3}) + m(FeCl_{2})} = 1 + 0,077$;
$\frac{162,5x + 127y + 32y}{162,5x + 127y} = 1,077$, откуда $y = 1,99x$.
Хлор, наоборот, реагирует только с хлоридом железа (II):
$2FeCl_{2} + Cl_{2} \rightarrow 2FeCl_{3}$ (II)
В соответствии с уравнением реакции (II)
$\nu (Cl_{2})_{встII} = 0,5 \nu (FeCl_{2}) = 0,5 \cdot 1,99x = 0,995x$.
Масса вступившего в реакцию хлора составит
$m(Cl_{2})_{встII} = 71 \cdot 0,995x = 70,65x$.
Выразим через х массу хлорида железа (II) в исходной смеси
$127 \cdot 1,99x = 252,7x$
и массу смеси хлоридов:
$m(FeCl_{3}) + m(FeCl_{2}) = 162,5x + 252,7x = 415,2x$.
Масса полученной смеси будет больше на массу вступившего в реакцию хлора, т. е. $415,2x + 70,65x = 485,9x$.
Отношение массы полученной при хлорировании смеси с массе исходной смеси составит $\frac{485,9x}{415,2x} = 1,17$.
Таким образом, масса смеси увеличится в 1,17 раза.
