Железную пластинку массой 14 г поместили в раствор...

Задание:

Железную пластинку массой 14 г поместили в раствор бромида меди (II) и выдерживали до тех пор, пока ее масса не стала равной 14,4 г. Затем пластинку вынули, высушили и внесли в 400 г подогретого 26%-го раствора хлорида железа (III). Вычислите массовую долю веществ в полученном растворе.

Решение:

Запишем уравнения реакций:
Fe + CuBr₂ = Cu + FeBr₂
Fe + 2FeCl₃ = 3FeCl₂
Cu + 2FeCl₃ = 2FeCl₂ + CuCl₂
Пусть n(Fe_{прореаг.}) = x моль, m(Fe_{прореаг.}) = 56x г; n(Cu) = x моль, m(Cu) = 64x г.
m_{2 (пласт.)} = m_{1(пласт.)} + m(Cu) – m(Fe_{прореаг.})
14,4 = 14 + 64x – 56x
x = 0,05 моль
Вычислим массовые доли веществ в растворе:
n(Fe_ост.) = n(Fe_исх.) – n(Fe_{прореаг.}) = 14 : 56 – 0,05 = 0,2 моль
n(CuCl₂) = n(Cu) = 0,05 моль
m(CuCl₂) = 0,05 · 135 = 6,75 г
n(FeCl₂) = 3n(Fe_ост.) + 2n(Cu) = 0,2 · 3 + 0,05 · 2 = 0,7 моль
m(FeCl₂) = 0,7 · 127 = 88,9 г
m(FeCl_{3 исх.}) = 400 · 0,26 = 104 г
n(FeCl_{3 исх.}) = 104 : 162,5 = 0,64 моль
n(FeCl_{3 ост.}) = n(FeCl_{3 исх.}) – 2n(Fe_ост.) – 2n(Cu) = 0,64 – 0,4 – 0,1 = 0,14 моль
m(FeCl_{3 ост.}) = 0,14 · 162,5 = 22,75 г
m_р-ра = m(FeCl_{3 р-ра}) + m_2пласт. = 400 + 14,4 = 414,4 г
ω(CuCl₂) = 6,75 : 414,4 · 100% = 1,63%
ω(FeCl₂) = 88,9 : 414,4 · 100% = 21,45%
ω(FeCl₃) = 22,75 : 414,4 · 100% = 5,49%

Ответ: 21,45%; 1,63%; 5,49%