Question

Определите массу дихромата калия и объем (в мл)36,5 %-ного по массе раствора соляной кислоты с плотностью 1,19 г/см3, которые были затрачены в реакции, если весь образовавшийся хлор полностью прореагировал при нагревании с 2,24г железа. предполагается, что реакция между дихроматом калия и соляной кислотой протекает до полного исчерпания.

Answer 1

Дано: w(HCl) =36,5 %
p(HCl) = 1,19 г/мл
m(Fe) = 2,24 г
Найти: m(K₂Cr₂O₇); V(HCl)
Решение.
1) Получение хлора. (По условию соляная кислота - концентрированная)
               К₂Cr₂O₇ + 14HCl = 3Cl₂↑ + 2CrCl₃ + 2KCl + 7H₂O
2Cr⁶⁺ + 6e = 2Cr³⁺    |  1       восстановление, Cr⁶⁺ окислитель
2Cl⁻ - 2e = Cl₂⁰          |  3      окисление, Сl⁻ восстановитель;
2) Реакция полученного хлора с железом.
               3Сl₂ + 2Fe = 2FeCl₃
Cl₂⁰ + 2e = 2Cl⁻   |3        восстановление, Cl₂⁰ окислитель
Fe⁰ - 3e = Fe₃⁺    |2        окисление, Fe⁰ восстановитель
3) По уравнению реакции хлора с железом на 2 моля железа приходится 3 моля хлора.
Молярная масса M(Fe) = 56(г/моль) ; 2 моля железа = 2*56 = 112 (г)
Составим и решим пропорцию
112 г Fe 3 моля Cl₂
2,24 г Fe x молей Cl₂
х = 3*2,24/112 = 0,06 (моля)
4) По уравнению получения хлора на 1 моль дихромата приходится 3 моля хлора. Найдем массу дихромата калия.
Молярная масса М(K₂Cr₂O₇) = 2*39+2*52+7*16 = 294 (г/моль)
294 г дихромата 3 моля хлора
у г дихромата 0,06 моля хлора
у = 294*0,06/3 = 5,88 (г)
5) по уравнению получения хлора требуется 14 молей соляной кислоты на 3 моля хлора.
Молярная масса соляной к-ты M(HCl ) = 1+35,5 = 36,5 (г/моль)
14M(HCl) = 14*36,5 = 511 (г)
511 г соляной к-ты 3 моля Cl₂
z г соляной к-ты  0,06моля Cl₂
z = 511*0,06/3 =10,22 г  .Это масса (m(HCl)) "чистой" соляной кислоты.
6). Найдем массу и объем р-ра HCl
mр-ра = [m(HCl)/w(HCl)]*100% = (10,22/36,5)*100 = 28 (г)
V = mр=ра/p(HCl) = 28/1,19 ≈ 23,53 (мл)
ответ: 5,88 г K₂Cr₂O₇;   23,53 мл раствора HCl