Question

Сколько эквивалентов щелочи вступит в реакцию с 20 г сульфата железа 3?

Answer 1

m(Fe₂(SO₄)₃) = 20 г
M(Fe₂(SO₄)₃) = 400 г/моль
n (Fe₂(SO₄)₃) = m (Fe₂(SO₄)₃) / M(Fe₂(SO₄)₃) = 20 г / 400 г/моль = 0,05 моль

Fe₂(SO₄)₃     +    6OH⁻   =   2 Fe(OH)₃↓
1 моль                6 моль
 0,05 моль         х моль

х = 0,05 моль * 6 моль / 1 моль = 0,3 моль - количество вещества щелочи (гидроксид-иона)

Как перейти от количества вещества (моль) к количеству вещества эквивалентов (моль эквивалентов)? Есть 2 пути рассуждения.

1)    Можно идти от щелочи.

Допустим, что используется щелочь с одной гидроксидной группой. Тогда количество вещества эквивалентов щелочи равно количеству вещества щелочи: nэ(щелочь) = n(щелочь) = 0,3 моль эквивалентов. По закону эквивалентов, такое же количество вещества эквивалентов щелочи прореагирует с солью и в случае щелочи с двумя гидроксидными группами. Поэтому результат справедлив для всех щелочей.

2)    Можно идти от соли.

Для кислотно-основных реакций число эквивалентности z солей равно произведению валентностей (зарядов) катиона и аниона: z= 2*3=6.   
количество вещества эквивалентов nэ(соль) равно произведению числа эквивалентности z(соль) и количества вещества n(соль):

nэ(Fe₂(SO₄)₃) = z*n(Fe₂(SO₄)₃) = 6*0.05 = 0,3 моль эквивалентов Fe₂(SO₄)₃
По закону эквивалентов с сульфатом железа (III) прореагировало  такое же количество вещества эквивалентов щелочи: nэ(щелочь) =  nэ(Fe₂(SO₄)₃) = 0,3 моль эквивалентов.

Оба пути ведут к одному результату

ответ: 0,3 моль эквивалентов

Answer 2

Чтобы решить эту задачу, нам нужно знать молярную массу сульфата железа 3 (Fe2(SO4)3) и молярную массу щелочи, которая вступает в реакцию с сульфатом железа 3.

1. Начнем с вычисления молярной массы сульфата железа 3.
- Молярная масса железа (Fe) = 55.845 г/моль.
- Молярная масса серы (S) = 32.06 г/моль.
- Молярная масса кислорода (O) = 16.00 г/моль.
Так как в молекуле сульфата железа 3 есть 2 атома железа, 3 атома серы и 12 атомов кислорода:
- Молярная масса сульфата железа 3 = (2 * 55.845) + (3 * 32.06) + (12 * 16.00) = 399.88 г/моль.

2. Теперь нам понадобится молярная масса щелочного вещества, которое вступает в реакцию с сульфатом железа 3. Допустим, щелочь представлена формулой MOH, где MO - металл, а Н - гидроксильная группа.
- Молярная масса MO = масса металла (M) + молярная масса кислорода (O) + молярная масса водорода (H).
Здесь нам необходимо знать массу металла, который вступает в реакцию с сульфатом железа 3, для того чтобы определить молярную массу MОН.

3. Зная молярную массу сульфата железа 3 и молярную массу MОН, можем перейти к расчету количества эквивалентов щелочи, вступающих в реакцию с 20 г сульфата железа 3.
- Чтобы рассчитать количество эквивалентов, мы должны знать соотношение между массой вещества и его молярной массой.
- Максимальное количество эквивалентов щелочи будет равно отношению массы сульфата железа 3 к его молярной массе, деленной на молярную массу МОН.
- Количество эквивалентов щелочи = (20 г / 399.88 г/моль) * (Молярная масса МОН / 1 моль).
Здесь мы используем пропорцию, чтобы найти количество эквивалентов, основываясь на соотношении массы и молярной массы.

Это пошаговое решение поможет школьнику понять, как мы пришли к ответу и какие формулы и данные использовались.