Какова масса ионов железа в растворе гексацианоферрата(II) калия объемом 250 мл с концентрацией 0,05 моль/л при избытке

Ярус

20

Для начала, нам понадобится химическое уравнение реакции гексацианоферрата(II) калия:

$${\mathrm{K}}_4[\mathrm{Fe}(\mathrm{CN}{)}_6]\to 4{\mathrm{K}}^{+}+[\mathrm{Fe}(\mathrm{CN}{)}_6{]}^{4-}.$$

Мы знаем, что объем раствора составляет 250 мл, что равно 0,25 литра. Также, нам даны значения концентрации ионов: концентрация ионов цианида калия (CN-) составляет 0,1 моль/л, а концентрация калия (K+) составляет 0,05 моль/л.

Для решения этой задачи нам необходимо выяснить, сколько молей ионов железа присутствует в растворе. Для этого мы воспользуемся принципом сохранения массы, который гласит: масса реагентов, участвующих в реакции, равна массе продуктов.

У нас есть два иона, которые могут участвовать в реакции: ион цианида [Fe(CN)6]4- и ион калия K+. По химическому уравнению мы видим, что в одной молекуле гексацианоферрата(II) калия присутствуют шесть ионов цианида калия и один ион железа.

Таким образом, в 1 моле гексацианоферрата(II) калия содержится 1 моль ионов железа. Нам дана концентрация гексацианоферрата(II) калия, равная 0,05 моль/литр. Поэтому, масса реагента K4[Fe(CN)6] составляет:

$$\mathrm{m}=\mathrm{V}\times \mathrm{C}=0,25\mathrm{л}\times 0,05\mathrm{м}\mathrm{о}\mathrm{л}\mathrm{ь}/\mathrm{л}\mathrm{и}\mathrm{т}\mathrm{р}.$$

Теперь мы можем рассчитать массу ионов железа. Молярная масса иона железа Fe2+ составляет примерно 55,85 г/моль. Поэтому масса ионов железа в растворе равна:

$$\mathrm{м}\mathrm{а}\mathrm{с}\mathrm{с}\mathrm{а}=\mathrm{м}\mathrm{о}\mathrm{л}\mathrm{ь}\times \mathrm{м}\mathrm{о}\mathrm{л}\mathrm{я}\mathrm{р}\mathrm{н}\mathrm{а}\mathrm{я}\mathrm{м}\mathrm{а}\mathrm{с}\mathrm{с}\mathrm{а}=\mathrm{m}\times \mathrm{м}\mathrm{о}\mathrm{л}\mathrm{я}\mathrm{р}\mathrm{н}\mathrm{а}\mathrm{я}\mathrm{м}\mathrm{а}\mathrm{с}\mathrm{с}\mathrm{а}.$$

Подставим значения:

$$\mathrm{м}\mathrm{а}\mathrm{с}\mathrm{с}\mathrm{а}\mathrm{и}\mathrm{о}\mathrm{н}\mathrm{о}\mathrm{в}\mathrm{ж}\mathrm{е}\mathrm{л}\mathrm{е}\mathrm{з}\mathrm{а}=0,25\mathrm{л}\times 0,05\mathrm{м}\mathrm{о}\mathrm{л}\mathrm{ь}/\mathrm{л}\mathrm{и}\mathrm{т}\mathrm{р}\times 55,85\mathrm{г}/\mathrm{м}\mathrm{о}\mathrm{л}\mathrm{ь}.$$

После расчетов получаем массу ионов железа в растворе гексацианоферрата(II) калия:

$$\mathrm{м}\mathrm{а}\mathrm{с}\mathrm{с}\mathrm{а}\mathrm{и}\mathrm{о}\mathrm{н}\mathrm{о}\mathrm{в}\mathrm{ж}\mathrm{е}\mathrm{л}\mathrm{е}\mathrm{з}\mathrm{а}=0,698\mathrm{г}.$$

Таким образом, масса ионов железа в растворе составляет 0,698 г.