Какой процент хрома содержится в образце, если 1,87 г хромита FeOCr2O3, содержащего хром, окислены до состояния

Космос_4537

42

Для решения данной задачи нам понадобится стехиометрический подход и принцип сохранения массы. Давайте разберемся пошагово:

Шаг 1: Выразим количество хрома в образце хромита FeO·Cr2O3, используя уравнения реакции. В реакции хром окисляется до состояния +6, а железо (II) редуцируется до иона железа (III). Обратите внимание, что количество электронов, затраченных на окисление хрома, должно быть равно количеству электронов, затраченных на восстановление железа (II):

2 Fe^{2+} + Cr2O7^{2-} + 7 H2O -> 2 Cr^{3+} + 4 OH^- + 2 Fe^{3+}

Шаг 2: Рассчитаем количество вещества калия хромата, K2Cr2O7, которое было использовано для титрования избытка железа (II). Используя уравнение реакции, мы можем установить соотношение между количеством вещества K2Cr2O7 и количеством вещества Fe2+:

6 Fe^{2+} + Cr2O7^{2-} + 14 H^+ -> 2 Cr^{3+} + 7 H2O + 6 Fe^{3+}

Таким образом, молярное соотношение между K2Cr2O7 и Fe2+ равно 1:6. Зная количество вещества Fe2+ (расход 2,97 мл 0,05000 М раствора K2Cr2O7), можем рассчитать количество вещества K2Cr2O7:

n(Fe2+) = V(Fe2+) * C(Fe2+)
n(K2Cr2O7) = 6 * n(Fe2+)

Шаг 3: Рассчитаем количество вещества хрома, полученного из K2Cr2O7, используя молярное соотношение между K2Cr2O7 и Cr:

Хром - Cr, 2 Cr = 1 Cr2O7
n(K2Cr2O7) = n(Cr2O7) / 2

Шаг 4: Рассчитаем молярную массу хрома, Cr:

m(Cr) = n(Cr) * M(Cr)

Шаг 5: Рассчитаем массу хрома, содержащуюся в образце:

m(хром) = m(Cr) - масса хрома, использованная для титрования

Шаг 6: Рассчитаем процент хрома в образце:

% хрома = (m(хром) / масса образца) * 100

Теперь давайте решим задачу, используя все эти шаги.

Объём раствора Fe^{2+} - V(Fe2+) = 50,0 мл
Концентрация раствора Fe^{2+} - C(Fe2+) = 0,1600 М
Расход раствора K2Cr2O7 - V(K2Cr2O7) = 2,97 мл
Концентрация раствора K2Cr2O7 - C(K2Cr2O7) = 0,05000 М

Шаг 1: Количество хрома в образце хромита FeO·Cr2O3:

Молярная масса хромита FeO·Cr2O3 = Масса FeO + Масса Cr2O3
Молярная масса хромита FeO·Cr2O3 = (55,85 г/моль + 16,00 г/моль) + 2 * (52,00 г/моль + 16,00 г/моль)
Молярная масса хромита FeO·Cr2O3 = 152,85 г/моль

n(хромита FeO·Cr2O3) = масса(хромита FeO·Cr2O3) / Молярная масса хромита FeO·Cr2O3
n(хромита FeO·Cr2O3) = 1,87 г / 152,85 г/моль

Шаг 2: Количество вещества K2Cr2O7:

n(Fe2+) = V(Fe2+) * C(Fe2+)
n(Fe2+) = 50,0 мл * 0,1600 М

n(K2Cr2O7) = 6 * n(Fe2+)

Шаг 3: Количество вещества Cr:

n(Cr2O7) = 2 * n(K2Cr2O7)

Шаг 4: Молярная масса Cr:

M(Cr) = масса(Cr) / n(Cr)
M(Cr) = 52,00 г/моль

Шаг 5: Масса хрома в образце:

масса(хром) = m(Cr) - масса хрома, использованного для титрования

Шаг 6: Процент хрома в образце:

% хрома = (масса(хром) / масса образца) * 100

Теперь подставим значения и рассчитаем ответ:

n(Fe2+) = 50,0 мл * 0,1600 М
n(K2Cr2O7) = 6 * n(Fe2+)
n(Cr2O7) = 2 * n(K2Cr2O7)
M(Cr) = 52,00 г/моль
масса(хром) = m(Cr) - масса хрома, использованного для титрования
% хрома = (масса(хром) / масса образца) * 100