Răspuns: Variante propuse!
Varianta 1
a) Reacțiile chimice din problemă sunt, dar le-ați rezolvat:
a1) K⁺¹ Cl⁺⁵ O⁻²₃ + 6H⁺¹Cl⁻¹ = 3Cl⁰₂ +3 H⁺¹₂O⁻² + K⁺¹Cl⁻¹
a2) 3Cl₂ + 2Fe = 2FeCl₃
b) cantitatea de clor preparată(X, g)=? Se află prin calcul stoechiometric din reacția a2:
A Fe =56 g/mol, A Cl=35,5 g/mol
M Cl₂=35,5.2=71g /mol
M FeCl₃=56 +3.35,5=56+106,5=162,5 g/mol
X g Y g 20,65 g
3Cl₂ + 2Fe = 2FeCl₃
3.71g/mol......2.56g/mol....... 2.162,5 g/mol
X= 3.71 .20,65g/2.162,5 =4398,45/325=13,53 g Cl₂
c) procentul de Fe reacționat din 10 g de Fe intrat în reacție se calculează cu relația matematică de la explicații.
Y= masa de Fe ce produce 20,65 g clorură ferică și se află prin calcul stoechiometric pe reacția de mai sus:
Y =2.56.20,65 g / 2.162,5 =7,12 g Fe
Exces (în plus) de Fe intrat=10g - 7,12=2,88
% Fe reacționat =7,12g .100% /10 g=71,2 %
R: a) 13,53 g Cl₂, c) 71,2 % Fe reacționat
Am lucrat cu 2 zecimale și am rotunjit.
Varianta 2 Cu număr de moli, n (ν):
n moli FeCl₃=20,65 g/162,5 g/mol=0,127 moli
3 moli Cl₂.............2 moli FeCl₃
n moli Cl₂..................0,127 moli FeCl₃
n moli Cl₂ = 3.0,127 moli/2=0,190 moli
masa de Cl₂= 0,190 moli.71 g=13,53 g Cl₂
La fel se calculează și pentru masa de Fe, Y, reacționat.
Explicație:
Observăm din reacțiile chimice ce au loc, următoarele procese:
o masă de KClO₃ prin reacție cu HCl (soluție)→ o masă X (g) de Clor gaz
↓
această masă (X) reacționează numai cu Y, g Fe din 10 g Fe total intrat
↓
produce 20,65 g de FeCl₃, masa solidă, din enunț
Înțelegem, din această schemă, că:
-masa necunoscută, X de Cl₂, produs de KClO₃ este egală cu masa de Cl₂, care prin reacția cu o masă de Fe din 10 g de Fe total, produce 20,65 g de FeCl₃. Deci, X se află prin calcul stoechiometric pentru reacția: Fe cu Cl₂.
Stoechiometria reacțiilor chimice (a1, a2) din enunț, ne spune:
1mol de KClO₃ produce 3 moli de Cl₂, care reacționează cu 2 moli atom de Fe și produce 2 moli de FeCl₃.
-procentul de metal transformat este procentul de Fe reacționat din 10 g de Fe total:
% Fe = m Fe reacționat(g).100 %/ m Fe total(g)
unde:
m Fe reacționat=Y=se calculează din reacția Fe cu Cl₂, plecând de la 20, 65 g FeCl₃.
m Fe total intrat în reacție =10 g
În rezolvarea acestor necunoscute X, Y, trebuie să aplicăm, ce am învățat: stabilirea coeficienților unei reacții redox ( să înțelegem reacțiile de reducere ale hiplocloritului de K, cloratului de K, percloratului de K oxidanți puternici), calcul stoechiometric și calcul procentual pentru determinarea procentului de Fe nereacționat.
