Яку кількість ферум оксиду можна видалити з металу при очищенні його розчином хлоридної кислоти з вмістом 12 молей?

Tigressa

21

Чтобы решить эту задачу, нам сначала нужно знать реакцию между металлом и хлоридной кислотой, чтобы определить, сколько ферум оксида будет удалено.

Металл реагирует с хлоридной кислотой по следующей реакции:

\[2HCl + Fe \rightarrow FeCl_2 + H_2\]

Это означает, что каждая молекула хлоридной кислоты (HCl) реагирует с одним атомом железа (Fe), образуя одну молекулу хлорида железа (FeCl₂) и одну молекулу водорода (H₂).

Однако, чтобы узнать, сколько оксида железа будет удалено, нам нужно знать, какой именно ион железа присутствует в металле. Железо может образовывать ионы двух валентностей: Fe²⁺ и Fe³⁺.

Для определения максимальной степени окисления металла используется величина его эквивалента. Эквивалентное количество металла определяется по формуле

\[m = \dfrac{M \cdot V}{n}\]

где m - эквивалент, M - молярная масса металла, V - объем используемого раствора кислоты, n - молярность используемой кислоты.

Для нашей задачи дано, что содержится 12 молей раствора хлоридной кислоты. Чтобы определить, сколько оксида железа можно удалить, нам нужно выполнить некоторые расчеты.

1. Определяем эквивалент металла:
- Математическая формула: \(m = \dfrac{M \cdot V}{n}\)
- Подставляем известные значения: \(m = \dfrac{(M_{Fe} \cdot V)}{n_{HCl}}\)
- Где \(M_{Fe}\) - молярная масса железа, \(V\) - объем используемого раствора кислоты, \(n_{HCl}\) - молярность хлоридной кислоты.
- Выразим молярную массу железа \(M_{Fe}\) из периодической системы элементов и получим: \(m = \dfrac{(55.847 \cdot V)}{n_{HCl}}\)
- Подставляем значение \(n_{HCl} = 12\) моль и получаем: \(m = \dfrac{(55.847 \cdot V)}{12}\)

2. Определяем количество оксида, которое можно удалить:
- Коэффициент соответствия: \(2 \, mol\ \text{оксида железа} : 1 \, mol\ \text{железа}\)
- Математическая формула: \(n_{Fe_2O_3} = \dfrac{m}{2}\)
- Подставляем значение \(m\) и получаем: \(n_{Fe_2O_3} = \dfrac{(55.847 \cdot V)}{2 \cdot 12}\)

Таким образом, максимальное количество ферум оксиду, которое можно удалить из металла при очищении его раствором хлоридной кислоты с содержанием 12 молей, равно \(\dfrac{(55.847 \cdot V)}{2 \cdot 12}\) молей. Здесь \(V\) - объем используемого раствора кислоты.