Задание 4. Задача. Вычислите массу соли, полученную при взаимодействии железа с 3,36 л хлора (н.у.), если массовая доля выхода соли от теоретически возможного составил 95%.

1. Задача: Вычисление массы соли.

Дано:

• Объем хлора (Cl₂) = 3,36 л (н.у.)
• Массовая доля выхода соли = 95%

Найти:

• Массу соли (FeCl₃)

Решение:

1. Находим количество вещества хлора:
   При нормальных условиях (н.у.) объем одного моля газа равен 22,4 л/моль.
   \[ n(Cl_2) = \frac{V(Cl_2)}{V_m} = \frac{3,36 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,15 \text{ моль} \]
2. Записываем уравнение реакции:
   При взаимодействии железа (Fe) с хлором (Cl₂) образуется хлорид железа(III) (FeCl₃). Железо в данном случае выступает в степени окисления +3.
   \[ 2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3 \]
3. Находим теоретическую массу хлорида железа(III):
   Из уравнения реакции видно, что из 3 моль Cl₂ образуется 2 моль FeCl₃. Соответственно, из 0,15 моль Cl₂ образуется:
   \[ n(FeCl_3)_{\text{теор}} = n(Cl_2) \times \frac{2}{3} = 0,15 \text{ моль} \times \frac{2}{3} = 0,10 \text{ моль} \]
   Молярная масса FeCl₃:
   M(FeCl₃) = M(Fe) + 3 \times M(Cl) = 56 \text{ г/моль} + 3 \times 35,5 \text{ г/моль} = 56 + 106,5 = 162,5 \text{ г/моль}
   Теоретическая масса соли:
   \[ m(FeCl_3)_{\text{теор}} = n(FeCl_3)_{\text{теор}} \times M(FeCl_3) = 0,10 \text{ моль} \times 162,5 \text{ г/моль} = 16,25 \text{ г} \]
4. Находим фактическую массу соли с учетом выхода:
   Массовая доля выхода составляет 95%.
   \[ m(FeCl_3)_{\text{факт}} = m(FeCl_3)_{\text{теор}} \times \text{массовая доля выхода} = 16,25 \text{ г} \times 0,95 = 15,4375 \text{ г} \]

Ответ: Масса полученной соли составила 15,4375 г.