Каковы массовые доли веществ в растворе, полученном после обработки 8 г оксида железа (III) с 80 г 25%-ного раствора

Для решения данной задачи, нам потребуется применить химические преобразования и расчеты по закону сохранения массы.

Перед тем, как приступить к решению, давайте определимся с химическим уравнением реакции, происходящей между оксидом железа (III) и соляной кислотой:

\[Fe_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2FeCl_3 + 3H_2O\]

Из данного уравнения видно, что при реакции оксид железа (III) с соляной кислотой образуется хлорид железа (III) и вода.

Теперь перейдем к расчетам.

1. Найдем количество вещества оксида железа (III):

У нас дана масса оксида железа (III), равная 8 г. Для нахождения количества вещества воспользуемся формулой:

\[n = \frac{m}{M}\]

где \(n\) - количество вещества, \(m\) - масса вещества, \(M\) - молярная масса вещества.

Молярная масса оксида железа (III) \((Fe_2O_3)\) равна 159,69 г/моль. Подставим значения в формулу:

\[n_{Fe_2O_3} = \frac{8}{159.69}\approx 0.0501 моль\]

2. Теперь найдем количество вещества соляной кислоты:

У нас дана масса 25%-ного раствора соляной кислоты, равная 80 г. Данная концентрация означает, что в 100 г раствора содержится 25 г соляной кислоты.

Для подсчета количества вещества воспользуемся той же формулой:

\[n = \frac{m}{M}\]

Молярная масса соляной кислоты \((HCl)\) равна 36.46 г/моль.

Масса соляной кислоты в 100 г раствора можно найти, умножив мольную массу на процентное содержание:

\[m_{HCl} = \frac{25}{100} \times 36.46 = 9.115 г\]

Теперь найдем количество вещества соляной кислоты:

\[n_{HCl} = \frac{9.115}{36.46} \approx 0.250 моль\]

3. Посмотрим на соотношение веществ в уравнении реакции:

\[Fe_2O_3 : 6HCl\]

Оно говорит о том, что для полного превращения 1 моля оксида железа (III) необходимо 6 молей соляной кислоты.

4. Теперь вычислим, какое количество вещества оксида железа (III) будет реагировать:

Используем пропорцию на основе соотношения из уравнения реакции:

\[\frac{n_{Fe_2O_3}}{n_{HCl}} = \frac{1}{6}\]

Подставим известные значения:

\[\frac{0.0501}{n_{HCl}} = \frac{1}{6}\]

Выразим \(n_{HCl}\):

\[n_{HCl} = 6 \times 0.0501 \approx 0.3006 моль\]

Таким образом, для полного превращения 8 г оксида железа (III) потребуется 0.3006 моль соляной кислоты.

5. Найдем массовую долю веществ в полученном растворе:

Суммируем массы веществ в растворе: масса оксида железа (III) и масса соляной кислоты.

Масса оксида железа (III) равна 8 г.

Масса соляной кислоты равна 80 г.

Общая масса раствора будет равна сумме этих значений:

\[m_{total} = 8 + 80 = 88 г\]

Теперь найдем массовые доли веществ в растворе:

Массовая доля вещества \(A\) в растворе равна:

\[X_A = \frac{m_A}{m_{total}} \times 100\%\]

Подставим известные значения:

Массовая доля оксида железа (III):

\[X_{Fe_2O_3} = \frac{8}{88} \times 100\% \approx 9.09\%\]

Массовая доля соляной кислоты:

\[X_{HCl} = \frac{80}{88} \times 100\% \approx 90.91\%\]

Таким образом, в полученном растворе после обработки 8 г оксида железа (III) с 80 г 25%-ного раствора соляной кислоты, массовая доля оксида железа (III) составляет около 9.09%, а массовая доля соляной кислоты - около 90.91%.