Хром массой 2,6 г растворили в 100 мл раствора соляной кислоты (p =1,05г/мл) с массовой долей 5%. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.

7,1%

Объяснение:

В присутствии воздуха при реакции хрома с соляной кислотой образуется хлорид хрома (III):

Cr + 3HCl -> CrCl3 + 1,5H2

Ну хорошо, посчитаем хим. количество хрома:

n1(Cr) = m/M = 2,6г / 52г/моль = 0,05 моль

А теперь количество хлороводорода. Сперва найдём массу раствора, затем массу HCl в нём, затем его количество:

m1(p-p) = p*V = 1,05г/мл * 100мл = 105 г

m(HCl) = m(p-p)*w = 105г * 0,05 = 5,25 г

n(HCl) = m/M = 5,25г / 36,5г/моль = 0,144 моль

Для реакции с 0,05 моль хрома потребуется в 3 раза больше хлороводорода, то есть 0,15 моль. У нас, к сожалению, такого количества нет. Значит, хлороводород в недостатке и химическое количество и массу полученной соли будем считать по нему.

n(CrCl3) = n(HCl)/3 = 0,144моль / 3 = 0,048 моль

m(CrCl3) = n*M = 0,048моль * 158,5г/моль = 7,61 г

Ещё придётся вычислить массу прореагировавшего хрома. Дело в том, что кусочек хрома, на реакцию с которым не хватило HCl, не растворится и не перейдёт в раствор.

n2(Cr) = n(CrCl3) = 0,048 моль

m2(Cr) = n*M = 0,048моль * 52г/моль = 2,5 г

А также массу выделившегося водорода, поскольку он улетучится и заберёт часть массы раствора.

n(H2) = 1,5n(CrCl3) = 1,5 * 0,048моль = 0,072 моль

m(H2) = n*M = 0,072моль * 2г/моль = 0,14 г

Теперь можно вычислить массу раствора. Это будет сумма массы соляной кислоты и растворившегося хрома, минус улетучившийся водород:

m2(p-p) = m1(p-p) + m2(Cr) - m(H2) = 105г + 2,5г - 0,14 г = 107,36 г

Всё, считаем массовую долю соли:

w(CrCl3) = m(CrCl3) / m2(p-p) = 7,61г / 107,36г = 0,071. Можно перевести в проценты: 7,1%