Правильный ответ
- Рассчитаем массовую долю соли в конечном растворе
mконеч. р–ра = m(олеум) + mдобав.(H2O) + m(Fe3O4) − m2(SO2) = 114 + 26 + 23,2 − 3,2 = 160 г
ω(Fe2(SO4)3) = m2(Fe2(SO4)3) : m конеч. р–ра • 100 = 60 : 160 • 100 = 37,5%
Максимальный балл: 4
Полное решение
- Запишем уравнения реакций
(1) SO3 + H2O = H2SO4
(2) 2Fe3O4 + 10H2SO4 (конц) = 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O
- Определим состав олеума, найдем исходные количества SO3 и H2SO4
Пусть nвсего(SO3) = х моль, nвсего(H2SO4) = y моль
Тогда n(p+ в SO3) = (16 + 8 • 3) • х = 40х моль, n(p+ в H2SO4) = (1 • 2 + 16 + 8 • 4) • y = 50y моль
nвсего(p+) = N : NА = 58 моль ⇒ 40х + 50y = 58
m(олеум) = mисх.(SO3) + mисх.(H2SO4) = 80х + 98y г ⇒ 80х + 98y = 114
В составе олеума 0,2 моль SO3 и 1 моль H2SO4
- Рассчитаем массу и количество образующейся соли и сернистого газа
nдобав.(H2O) = m : M = 26 : 18 = 1,44 моль > SO3 в недостатке в реакции (1)
n1(H2SO4) = n1(SO3) = 0,2 моль ⇒ nвсего(H2SO4) = nисх.(H2SO4) + n1(H2SO4) = 1 + 0,2 = 1,2 моль
n2(Fe3O4) = m : M = 23,2 : 232 = 0,1 моль
0,1 : 2 = 0,05 моль < 1,2 : 10 = 0,12 моль ⇒ Fe3O4 в недостатке в реакции (2)
n2(Fe2(SO4)3) = n2(Fe3O4) • 3 : 2 = 0,1 • 3 : 2 = 0,15 моль
n2(SO2) = n2(Fe3O4) : 2 = 0,1 : 2 = 0,05 моль ⇒ m2(SO2) = n • M = 0,05 • 64 = 3,2 г
m2(Fe2(SO4)3) = n • M = 0,15 • 400 = 60 г
- Рассчитаем массовую долю соли в конечном растворе
mконеч. р–ра = m(олеум) + mдобав.(H2O) + m(Fe3O4) − m2(SO2) = 114 + 26 + 23,2 − 3,2 = 160 г
ω(Fe2(SO4)3) = m2(Fe2(SO4)3) : m конеч. р–ра • 100 = 60 : 160 • 100 = 37,5%
Максимальный балл: 4
