В реакции 10 г железа с хлором получено 15 г хлорида железа(III). Рассчитайте массовую долю выхода продукта реакции.

Для решения этой задачи нам потребуется знание уравнения реакции железа с хлором, а также молярных масс веществ.

1. Запишем уравнение реакции:

Железо (Fe) реагирует с хлором (Cl₂) с образованием хлорида железа(III) (FeCl₃):

$$2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$$

2. Найдем молярные массы веществ:

• Молярная масса железа (Fe): M(Fe) = 56 г/моль
• Молярная масса хлорида железа(III) (FeCl₃): M(FeCl₃) = 56 + 3 * 35.5 = 162.5 г/моль

3. Рассчитаем теоретическое количество хлорида железа(III), которое должно было получиться:

По уравнению реакции, из 2 моль железа получается 2 моль хлорида железа(III). Значит, количества веществ железа и хлорида железа(III) относятся как 1:1.

Сначала найдем количество вещества железа:

$$n(Fe) = \frac{m(Fe)}{M(Fe)} = \frac{10 \ г}{56 \ г/моль} = 0.1786 \ моль$$

Теоретическое количество вещества хлорида железа(III) также равно 0.1786 моль:

$$n_{теоретическое}(FeCl_3) = 0.1786 \ моль$$

Теперь рассчитаем теоретическую массу хлорида железа(III):

$$m_{теоретическое}(FeCl_3) = n_{теоретическое}(FeCl_3) * M(FeCl_3) = 0.1786 \ моль * 162.5 \ г/моль = 29.02 \ г$$

4. Рассчитаем массовую долю выхода продукта реакции:

Массовая доля выхода продукта (ω) рассчитывается как отношение фактической массы продукта к теоретической массе, умноженное на 100%:

$$\omega(FeCl_3) = \frac{m_{фактическая}(FeCl_3)}{m_{теоретическое}(FeCl_3)} * 100\% = \frac{15 \ г}{29.02 \ г} * 100\% = 51.7\%$$

Ответ: Массовая доля выхода хлорида железа(III) составляет 51.7%.