Question

11,6г кристаллогидрата двойной неорганической соли растворили в 40 мл концентрированного раствора гидроксида натрия с плотностью 1,4 г/мл и нагрели. При этом выделилось 1,12 л газа (н.у), образовалось 2,25 г осадка гидроксида металла (II), в котором массовая доля металла составляет 62,22 %, и остался раствор, содержащий оставшийся гидроксид натрия и 11,01 % (по массе) сульфата натрия. Определите формулу кристаллогидрата

Answer 1

1) Определяем металл:
Ме(ОН)2. w(ОН) = 1 – 0,6222 = 0,3778.
М[Ме(ОН)2] = 17ּ 2 / 0,3778 = 90 г/моль.
М(Ме) = 90 – 34 = 56 г/моль. Металл – железо.
2) Единственный газ, который может выделяться при нагревании неорганической соли со щелочью, — аммиак. Судя по продуктам реакции, исходная двойная соль содержала катионы аммония и железа (+2) и сульфат-анионы. Запишем схему химической реакции и рассчитаем массу оставшегося раствора:
(NH4)хFey(SO4)z . n H2O + NaOH ->  NH3 ­ + Fe(OH)2 ¯ + Na2SO4 + (NaOH)
n(NH3) = 1,12 / 22,4 = 0,05 моль.
m(NH3) = 0,05ּ 17 = 0,85 г.
m(кристаллогидрата) + m(раствора щелочи) = m(NH3) + m(оставшегося раствора) + m[Fe(OH)2]
m(оставшегося раствора) = 11,6 + 40ּ 1,4 – 0,85 – 2,25 = 64,5 г.
3) Определяем формулу безводной двойной соли:
n[Fe(OH)2] = 2,25 / 90 = 0,025 моль.
n(Fe) = 0,025 моль.
m(Na2SO4) = 64,5ּ 0,1101 = 7,1 г.
n(Na2SO4) = 7,1 / 142 = 0,05 моль.
n(SO4) = 0,05 моль.
x : y : z = 0,05 : 0,025 : 0,05 = 2 : 1: 2. (NH4)2Fe(SO4)2.
4) Находим формулу кристаллогидрата:
М[(NH4)2Fe(SO4)2] = 284 г/моль.
n[(NH4)2Fe(SO4)2] = n(Fe) = 0,025 моль.
m[(NH4)2Fe(SO4)2] = 284ּ 0,025 = 7,1 г.
m(кристаллизационной воды) = 11,6 – 7,1 = 4,5 г.
n(кристаллизационной воды) = 4,5 / 18 = 0,25 моль.
n = 0,25 / 0,025 = 10. (NH4)2Fe(SO4)2 . 10 Н2О.
Ответ: (NH4)2Fe(SO4)2 . 10 Н2О.