Какова масса осадка, образовавшегося при реакции 196 г сульфата хрома (III) с 24 гидроксида натрия в водном растворе?

Лизонька

2

Хорошо, чтобы решить эту задачу, мы должны сначала записать химическое уравнение реакции между сульфатом хрома (III) и гидроксидом натрия. Химическое уравнение для этой реакции выглядит следующим образом:

\[Cr_2(SO_4)_3 + 6NaOH \rightarrow 2Cr(OH)_3 + 3Na_2SO_4\]

Согласно уравнению, при реакции 1 моль сульфата хрома (III) с 6 молями гидроксида натрия образуется 2 моля гидроксида хрома (III) и 3 моля сульфата натрия.

Первым шагом будет определение количества вещества сульфата хрома (III) и гидроксида натрия, используя их молярные массы и массы препаратов, данную в задаче.

Молярная масса сульфата хрома (III) (\(Cr_2(SO_4)_3\)) равна суммарной массе атомов в молекуле и составляет:

\[\begin{align*}
Cr_2(SO_4)_3 &= 2 \cdot (Cr) + 3 \cdot (S) + 12 \cdot (O) \\
&= 2 \cdot (52.00 \text{ г/моль}) + 3 \cdot (32.07 \text{ г/моль}) + 12 \cdot (16.00 \text{ г/моль}) \\
&= 392.06 \text{ г/моль}
\end{align*}\]

Молярная масса гидроксида натрия (\(NaOH\)) равна суммарной массе атомов в молекуле:

\[\begin{align*}
NaOH &= 1 \cdot (Na) + 1 \cdot (O) + 1 \cdot (H) \\
&= 1 \cdot (22.99 \text{ г/моль}) + 1 \cdot (16.00 \text{ г/моль}) + 1 \cdot (1.01 \text{ г/моль}) \\
&= 39.99 \text{ г/моль}
\end{align*}\]

Теперь можем найти количество вещества каждого вещества, используя формулу:

\[n = \frac{m}{M}\]

Где \(n\) - количество вещества, \(m\) - масса, \(M\) - молярная масса.

Подставим известные значения:

\[\begin{align*}
n_{Cr_2(SO_4)_3} &= \frac{196 \text{ г}}{392.06 \text{ г/моль}} \\
&= 0.5 \text{ моль}
\end{align*}\]

\[\begin{align*}
n_{NaOH} &= \frac{24 \text{ г}}{39.99 \text{ г/моль}} \\
&= 0.6 \text{ моль}
\end{align*}\]

Теперь мы можем рассмотреть коэффициенты перед веществами в химическом уравнении и сравнить их между собой, чтобы определить, какое вещество ограничивает реакцию. В данном уравнении коэффициенты перед сульфатом хрома (III) и гидроксидом натрия равны 1, а перед гидроксидом хрома (III) и сульфатом натрия - 2 и 3 соответственно.

Используя соотношение между мольными коэффициентами в уравнении и количеством вещества, мы можем сказать, что для образования 2 моль гидроксида хрома (III) потребуется 1 моль сульфата хрома (III), и для образования 3 моль сульфата натрия потребуется 6 моль гидроксида натрия.

Теперь можем определить, какое вещество является ограничителем реакции. Если были бы равные количество 1 к 1,5 или 1,5 к 1, считали бы, что веществ будет без остатка, но в этой задаче, так как соотношение между сульфатом хрома (III) и гидроксидом натрия 1:6, а у нас в пропорции 1:3, гидроксид натрия будет все использован, а сульфат хрома (III) частично. Таким образом, гидроксид натрия является ограничителем реакции.

Теперь мы можем использовать количество вещества гидроксида натрия для определения количества молярного гидроксида хрома (III), который образуется.

Исходя из соотношения между молями гидроксида хрома (III) и гидроксида натрия, мы видим, что для образования 2 моль гидроксида хрома (III) требуется 6 моль гидроксида натрия.

Так как у нас есть 0.6 моль гидроксида натрия, мы можем использовать это значение для определения количества молярного гидроксида хрома (III):

\[\begin{align*}
n_{Cr(OH)_3} &= 2 \times \frac{0.6 \text{ моль}}{6} \\
&= 0.2 \text{ моль}
\end{align*}\]

Теперь можем найти массу гидроксида хрома (III), используя его молярную массу:

\[\begin{align*}
m_{Cr(OH)_3} &= n_{Cr(OH)_3} \times M_{Cr(OH)_3} \\
&= 0.2 \text{ моль} \times (2 \cdot (52.00 \text{ г/моль}) + 3 \cdot (16.00 \text{ г/моль})) \\
&= 0.2 \text{ моль} \times 196.00 \text{ г/моль} \\
&= 39.20 \text{ г}
\end{align*}\]

Таким образом, масса осадка, образовавшегося при реакции, составляет 39.20 г.