Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 34 № 11313
i

Оксид же­ле­за (III) сме­ша­ли с из­быт­ком алю­ми­ния, по­лу­чен­ную смесь тонко из­мель­чи­ли. На­вес­ку смеси мас­сой 13,4 г по­до­жгли. По­лу­чен­ный после бур­ной ре­ак­ции оста­ток охла­ди­ли и пол­но­стью рас­тво­ри­ли в раз­бав­лен­ной сер­ной кис­ло­те, при этом вы­де­ли­лось 5,6 л (н. у.) газа. Опре­де­ли­те мас­со­вую долю ок­си­да же­ле­за (III) в ис­ход­ной смеси. На­пи­ши­те урав­не­ния всех про­ве­ден­ных ре­ак­ций.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Ва­ри­ант от­ве­та.

За­пи­шем урав­не­ния ре­ак­ций:

\ChemFormFe_2O_3 плюс 2Al = Al_2O_3 плюс 2Fe  (1);

\ChemFormFe плюс H_2SO_4 = FeSO_4 плюс H_2\uparrow  (2);

\ChemForm2Al плюс 3H_2SO_4 = Al_2 левая круг­лая скоб­ка SO_4 пра­вая круг­лая скоб­ка _3 плюс 3H_2\uparrow  (3).

По усло­вию за­да­чи оста­ток пол­но­стью рас­тво­ри­ли в раз­бав­лен­ной сер­ной кис­ло­те*, по­это­му за­пи­шем еще одно урав­не­ние

\ChemFormAl_2O_3 плюс 3H_2SO_4 = Al_2 левая круг­лая скоб­ка SO_4 пра­вая круг­лая скоб­ка _3 плюс 3H_2O  (4).

Пусть в ре­ак­цию (1) всту­пи­ло x моль ок­си­да же­ле­за (III) и 2x моль алю­ми­ния, тогда в ре­зуль­та­те ре­ак­ции (2) об­ра­зо­ва­лось 2x моль газа (\ChemFormH_2).

Пусть в ре­ак­цию (3) всту­пи­ло y моль алю­ми­ния, тогда в ре­зуль­та­те этой ре­ак­ции по­лу­чи­лось  дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби y моль газа (\ChemFormH_2).

Со­ста­вим си­сте­му:

 си­сте­ма вы­ра­же­ний \rm \nu_2 левая круг­лая скоб­ка H_2 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс \nu_3 левая круг­лая скоб­ка H_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: \it V левая круг­лая скоб­ка газов пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: \it V_M конец дроби m левая круг­лая скоб­ка \rm Fe_2O_3 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс \it m левая круг­лая скоб­ка \rm Al пра­вая круг­лая скоб­ка = \it m левая круг­лая скоб­ка смеси пра­вая круг­лая скоб­ка конец си­сте­мы

По­лу­ча­ем:

 си­сте­ма вы­ра­же­ний 2x плюс дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби y= дробь: чис­ли­тель: 5,6, зна­ме­на­тель: 22,4 конец дроби 160x плюс 27 левая круг­лая скоб­ка 2x плюс y пра­вая круг­лая скоб­ка =13,4. конец си­сте­мы си­сте­ма вы­ра­же­ний 4x плюс 3y=0,50214x плюс 27y=13,4 конец си­сте­мы си­сте­ма вы­ра­же­ний x=0,050y=0,10 конец си­сте­мы

 

От­ку­да \rm \nu левая круг­лая скоб­ка Fe_2O_3 пра­вая круг­лая скоб­ка =0,050 моль, m левая круг­лая скоб­ка \rm Fe_2O_3 пра­вая круг­лая скоб­ка =\nu левая круг­лая скоб­ка Fe_2O_3 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на \it M левая круг­лая скоб­ка \rm Fe_2O_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,050 умно­жить на 160=8,00 (г).

 

\it \omega левая круг­лая скоб­ка \rm Fe_2O_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: \it m левая круг­лая скоб­ка \rm Fe_2O_3 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на 100\%, зна­ме­на­тель: \it m левая круг­лая скоб­ка смеси пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 8,00 умно­жить на 100\%, зна­ме­на­тель: 13,4 конец дроби =60\%.

 

Ответ: 60%.

 

 

При­ме­ча­ние.

Урав­не­ние (4) не нужно для рас­че­тов, и вы­зы­ва­ет боль­шое со­мне­ние. Оксид алю­ми­ния не рас­тво­ря­ет­ся в раз­бав­лен­ных кис­ло­тах, но этот факт про­ти­во­ре­чит усло­вию «оста­ток пол­но­стью рас­тво­ри­ли в раз­бав­лен­ной сер­ной кис­ло­те». Оста­вим это на со­ве­сти ав­то­ров за­да­чи.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Ответ пра­виль­ный и пол­ный:

—  в от­ве­те пра­виль­но за­пи­са­ны урав­не­ния ре­ак­ций, со­от­вет­ству­ю­щих усло­вию за­да­ния;

—  пра­виль­но про­из­ве­де­ны вы­чис­ле­ния, в ко­то­рых ис­поль­зу­ют­ся

не­об­хо­ди­мые фи­зи­че­ские ве­ли­чи­ны, за­дан­ные в усло­вии за­да­ния;

—  про­де­мон­стри­ро­ва­на ло­ги­че­ски обос­но­ван­ная вза­и­мо­связь

фи­зи­че­ских ве­ли­чин, на ос­но­ва­нии ко­то­рых про­во­дят­ся рас­че­ты;

—  в со­от­вет­ствии с усло­ви­ем за­да­ния опре­де­ле­на ис­ко­мая фи­зи­че­ская ве­ли­чи­на

4
До­пу­ще­на ошиб­ка толь­ко в одном из пе­ре­чис­лен­ных выше

эле­мен­тов от­ве­та

3
До­пу­ще­ны ошиб­ки в двух из пе­ре­чис­лен­ных выше эле­мен­тах от­ве­та 2
До­пу­ще­ны ошиб­ки в трех из пе­ре­чис­лен­ных выше эле­мен­тах от­ве­та 1
Все эле­мен­ты от­ве­та за­пи­са­ны не­вер­но0
Мак­си­маль­ный балл4

 

При­ме­ча­ние. В слу­чае, когда в от­ве­те со­дер­жит­ся ошиб­ка в вы­чис­ле­ни­ях в одном из трех эле­мен­тов (вто­ром, тре­тьем или чет­вер­том), ко­то­рая при­ве­ла к не­вер­но­му от­ве­ту, оцен­ка за вы­пол­не­ние за­да­ния сни­жа­ет­ся толь­ко на 1 балл.

Раздел кодификатора ФИПИ: 5.1 Расчёты массы ве­ще­ства или объёма газов по из­вест­но­му ко­ли­че­ству ве­ще­ства, массе или объёму од­но­го из участ­ву­ю­щих в ре­ак­ции ве­ществ