Хром, содержащийся в 1,87 г хромита FeOCr2O3, окислили до состояния +6 сплавлением с перекисью натрия. Плав обработали водой и прокипятили для разрушения избытка перекиси. После подкисления к раствору прибавили 50,0 мл 0,1600 М раствора Fe2+. На титрование избытка железа (II) израсходовали 2,97 мл 0,05000 М (fэкв=1/6) раствора K2Cr2O7. Каково процентное содержание хрома в образце?

Для решения данной задачи, нам необходимо следовать нескольким шагам:

Шаг 1: Найдем количество моль хрома в образце хромита FeO·Cr2O3

Из условия задачи у нас есть масса хромита FeO·Cr2O3, равная 1,87 г. Найдем количество моль хромита с помощью молярной массы хромита. Молярная масса хромита FeO·Cr2O3 составляет:

(FeO·Cr2O3) = (FeO) + 2(Cr2O3) = [(55,85 г/моль) + (16 г/моль)] + 2[(52 г/моль) + (3(16 г/моль))] = 151,85 г/моль.

Теперь, мы можем найти количество моль хромита:

моль хромита = масса хромита / молярная масса хромита = 1,87 г / 151,85 г/моль ≈ 0,012 моль хромита.

Заметим, что в хромите FeO·Cr2O3 соотношение хрома к хромиту равно 1:2. Таким образом, моль хрома будет равна половине моля хромита.

моль хрома = 0,012 моль хромита / 2 = 0,006 моль хрома.

Шаг 2: Определение количества вещества железа (II)

Из условия задачи мы знаем, что к раствору добавлено 50,0 мл 0,1600 М раствора Fe2+. Чтобы определить количество вещества железа (II), воспользуемся формулой:

количество вещества = концентрация раствора × объем раствора.

количество вещества Fe2+ = 0,1600 М × 0,0500 л = 0,008 моль Fe2+.

Шаг 3: Определение количества вещества калия(хроматный раствор)

Так как на титрование избытка железа (II) израсходовано 2,97 мл 0,05000 М (fэкв=1/6) раствора K2Cr2O7, мы можем использовать соотношение реакций:

6 Fe2+ + Cr2O7^2- + 14 H+ → 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O.

Учитывая, что fэкв=1/6, чтобы использовать корректное соотношение, мы должны умножить объем K2Cr2O7 на 1/6:

количество вещества K2Cr2O7 = 0,05000 М × (2,97 мл × (1/6)) = 0,00985 моль K2Cr2O7.

Шаг 4: Определение количества вещества кислорода

Как известно, в одной молекуле K2Cr2O7 содержится 14 кислородных атомов. Таким образом, количество кислорода, соответствующее количеству вещества K2Cr2O7, равно:

количество вещества кислорода = количество вещества K2Cr2O7 × 14 = 0,00985 моль K2Cr2O7 × 14 = 0,1379 моль кислорода.

Шаг 5: Определение количества хрома

Так как при окислении хрома до +6 его количество кислорода увеличивается на 3, количество кислорода, соответствующее количеству хрома, равно:

количество кислорода = 0,1379 моль кислорода × (1/3) = 0,04593 моль хрома.

Шаг 6: Определение процентного содержания хрома

Теперь мы можем определить процентное содержание хрома в образце, используя формулу:

процентное содержание хрома = (моль хрома / моль хромита) × 100.

процентное содержание хрома = (0,04593 моль хрома / 0,006 моль хромита) × 100 ≈ 765,5%.

Таким образом, процентное содержание хрома в образце равно приблизительно 765,5%.