К раствору с массовой долей гидроксида натрия 10% добавили избыток раствора хлорида железа(III). При этом образовался осадок массой 32,1 г. Определите массу исходного раствора щёлочи. В ответе запишите уравнение реакции, о которой идёт речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение:

В данной задаче гидроксид натрия (NaOH) реагирует с хлоридом железа(III) (FeCl₃) с образованием нерастворимого осадка гидроксида железа(III) (Fe(OH)₃).

Уравнение реакции:

\( 3NaOH + FeCl_3 \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow + 3NaCl \)

Дано:

• Массовая доля NaOH в растворе: \( w = 10 \% = 0.1 \)


• Масса осадка Fe(OH)₃: \( m_{Fe(OH)_3} = 32.1 \) г


• Найти: Массу исходного раствора NaOH: \( m_{раствора} \)

Вычисления:

1. Найдем молярную массу Fe(OH)₃:



\( M(Fe(OH)_3) = M(Fe) + 3 \cdot (M(O) + M(H)) = 56 + 3 \cdot (16 + 1) = 56 + 3 \cdot 17 = 56 + 51 = 107 \) г/моль




2. Рассчитаем количество вещества осадка Fe(OH)₃:



\( \nu(Fe(OH)_3) = \frac{m_{Fe(OH)_3}}{M(Fe(OH)_3)} = \frac{32.1 \text{ г}}{107 \text{ г/моль}} = 0.3 \) моль




3. По уравнению реакции, из 3 моль NaOH образуется 1 моль Fe(OH)₃. Следовательно, количество вещества NaOH, вступившего в реакцию, равно:



\( \nu(NaOH) = 3 \cdot \nu(Fe(OH)_3) = 3 \cdot 0.3 \text{ моль} = 0.9 \) моль




4. Найдем молярную массу NaOH:



\( M(NaOH) = M(Na) + M(O) + M(H) = 23 + 16 + 1 = 40 \) г/моль




5. Рассчитаем массу NaOH, вступившего в реакцию:



\( m_{NaOH} = \nu(NaOH) \cdot M(NaOH) = 0.9 \text{ моль} \cdot 40 \text{ г/моль} = 36 \) г




6. Зная массовую долю NaOH в растворе, найдем массу исходного раствора:



\( m_{раствора} = \frac{m_{NaOH}}{w} = \frac{36 \text{ г}}{0.1} = 360 \) г

Ответ: Масса исходного раствора щёлочи составляет 360 г.