Расчет массы сульфата железа (II), идущего на окисление перманганатом калия в кислой среде

Задача 646. 

Какую массу сульфата железа (II) можно окислить в кислой среде с помощью 20 мл 0,1 н. раствора перманганата калия?

Решение:

Уравнения полуреакций окисления-восстановления:

Из чего следует, что f_Э(FeSO₄) = 1/1, a  fЭ(KMnO₄) = 1/5 молей.

Видео:Окислительно-восстановительные реакции в кислой среде. Продвинутый подход.Скачать

Тогда

М_Э(FeSO₄) = M(FeSO₄)/1 = 151,911/1 = 151,911 г/моль.
М_Э(KMnO₄) = M(KMnO₄)/5 = 158,036/5 = 31,6072 г/моль.

Находим количество молей, содержащихся в 20 мл 01н раствора KMnO₄:

1000 :  0,1 = 20 : х;  х = (20 ^. 1)/1000 = 0,002 моля.

Согласно закону эквивалентов вещества взаимодействуют друг с другом в эквивалентных количествах.
Теперь рассчитаем массу сульфата железа (II), которую можно окислить перманганатом калия:

m(FeSO₄) = MЭ(FeSO₄) ^. n(FeSO₄) = 151,911 ^. 0,002 = 0,304 г.

Ответ: 0,304г.

Задача 647.
Вычислить массу йода и измеренный при нормальных условиях объем монооксида азота, выделившихся при добавлении 30 мл 0,2 н. раствора КNO₂ к избытку подкисленного раствора КI.
Решение:
M(I₂) = 253,808г/моль; VM = 22,4л/моль.
Уравнения полуреакций окисления-восстановления:

Видео:Окислительно-восстановительные реакции в кислой среде. Упрощенный подход.Скачать

Из уравнения следует, что  f_Э(NO) = 1/1, a  f_Э(I₂) = 1/2 молей.

Тогда

М_Э(I₂) = M(I₂)/2 = 253,808/2 = 126,904 г/моль.

В 1 л раствора содержится 0,2 эквивалента КNO₂, а в 30 мл раствора: 0,2 ^. 0,03 = 0,006 эквивалента. Согласно закону эквивалентов, при восстановлении этого количества КNO₂ будет окислено такое же количество KI, и будет получено такое же количество эквивалентов I₂ и NO.
Найдём массу йода:

m(I₂) = M(I₂) ^. n(I₂) =126,904 . 0,006 = 0,7614 г. 

Находим объём монооксида азота:

V(NO) = V_M ^. n(NO) = 22,4 ^. 0,006 = 0,134 л.

Ответ: 0,7614 г I2; 0,1344 л NO.

Задача 648. 
Чему равна нормальность 10%-ного (по массе) раствора КIО₃ (р = 1,052 г/мл), если он восстанавливается до свободного йода?
Решение:
Находим массу 1 л раствора по формуле: 

m(р-ра) = V ^. p = 1000 ^. 1,052 = 1052 г.

Видео:окисление алкенов в кислой средеСкачать

Теперь определим массу KClO₃, содержащегося в 1л 10%-ного (по массе) его раствора:

m(KClO₃₎ = 0,1 ^. 1052 = 105,2 г.

Из уравнения полуреакции восстановления KIO₃.

IO₃^— + 6H⁺ + 5е = I₂⁰ + 3H₂O 

следует, что f_Э(КIO₃ ) = 1/5; М_Э(КIO₃) = M(KIO₃) = 214/5 = 42,8г/моль.

Рассчитаем количество  эквивалентов KClO₃ в 1л раствора его:

 n(КClO₃) = 105,2/42,8 = 2,46 молей.

Видео:ОВР и Метод Электронного Баланса — Быстрая Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Нормальность раствора – это количество эквивалентов, содержащихся в 1 л раствора. тогда получим С_N = 2,46 N.

Ответ: 2,46 N.

Задача 649.
Железная пластинка погружена в раствор CuSO₄. После окончания реакции масса пластинки увеличилась на 2 грамма. Найти массу выделившейся из раствора меди.
Решение:
Согласно закону эквивалентов при окислении железа выделяется эквивалентное количество меди.
Найдём эквивалентные массы железа и меди при реакции:

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu 

Из уравнений полуреакций окисления-восстановления:

следует, что f_Э(Fe) = 1/2; f_Э(Cu) = 1/2; М_Э(Fe) = M(Fe)/2 = 27,9225г/моль; М_Э(Cu) = M(Cu) = 63,546/2 = 31,773г/моль.

Видео:Окислительно-восстановительные реакции - НЕОРГАНИКА | ЕГЭ химияСкачать

Исходя из этого, определим увеличение  массы железной пластинки при выделении из раствора меди, получим:

31,773 – 27, 9225 = 3,8505 г.

Таким образом, при взаимодействии 1 моля железа с 1 молем медного купороса выделяется 31,773 г меди, и при этом железная пластинка увеличивается на 3,8505 г.

Массу меди, выделившейся из раствора, если масса железной пластинки увеличилась на 2 г, рассчитаем из пропорции:

31,773 : 3,8505 = х : 2;  х = (2 ^. 31,773)/3,8505 = 16,5033 г.

Ответ: 16,5033 г.