Задачи на определение массовой и мольной доли каждой соли в смеси

Задача 33. 
Через раствор перманганата калия (КМпО4) пропускали хлороводород до полного обесцвечивания раствора. После реакции раствор выпарили и получили смесь солей. Определите массовую и мольную долю каждой соли в смеси.
Дано:
числовых данных в условии не содержится.
Найти:
массовую и мольную долю каждой соли после реакции.
Решение:
В условии задачи описана реакция окисления хлороводорода раствором перманганата калия. Реакция происходит в кислой среде, т.к. хлороводород очень хорошо растворяется в воде и дает соляную кислоту.

 2КМпО4 + 16НС1 = 2КС1 + 2МпС12 + 5С12↑ + 8Н2О

 Очевидно, что после выпаривания остается смесь солей КС1 и МпС12, причем их соотношение в смеси будет определяться коэффициентами в химической реакции. На каждые 2 моль КС1 приходится 2 моль МпС12. Следовательно, соотношение количеств вещества (п, моль) этих двух солей 2 : 2 или 1 : 1 (после сокращения). Определим мольную долю каждой из солей. Выберем образец смеси, содержащей 2 моль солей. Так как соотношение количеств веществ (п, моль) в смеси 1 : 1, то выбранный образец будет содержать 1 моль КС1 и 1 моль МпС12.

массовая доля, мольная доля

 Массовая доля определяется в том же выбранном образце (n(КС1) + n(МnС12) = 2 моль). Перейдем от количества вещества к массе и вычислим массовую долю:

массовая доля, мольная доля

Ответ: мольная доля (KCl) = мольная доля (MnCl2) = 0,5; массовая доля  (KCl) = 37,2%; массовая доля (MnCl2) = 62,8%.


Задача 34. 
Кадмиевую пластинку опустили в 70 г 3% -ного раствора FeС13 в воде. После окончания реакции пластинку извлекли из раствора. Определите массовую долю каждой из солей в полученном растворе.
Дано:
масса исходного раствора FеС13 в воде: mисх. р-ра = 70 г;
массовая доля FеС13 в исходном растворе: массовая доля (FеС13) = 3%.
Найти:
массовую долю каждой из солей в конечном растворе.
Решение:
В условии описана реакция окисления металлического кадмия ионами Fе+3. Так как в ряду напряжений металлов кадмий стоит между медью и железом (в случае взаимодействия с металлом, стоящим в ряду напряжения между хромом и медью1), процесс восстановления идет только до Fе+2:

2FеС13 + Сd = 2FеС12 + СdС12

В условии указано, что после реакции пластинку вынули из раствора. Это говорит о том, что реакция прошла до конца, и FеС13 расходовался почти полностью2. Далее задачу можно

решить традиционным образом, используя уравнения реакции. 

Можно использовать следующий алгоритм:

массовая доля, мольная доля

1. Определяем массу FеС13 в исходном растворе:

массовая доля, мольная доля

2. Определяем массу воды в исходном растворе:

m(Н2O)в исх. р-ре = mисх. р-ра – m(FеС13)в исх. р-ре = 70 – 2,1 = 67,9 г.

3. Используя уравнение реакции, определяем массы образовавшихся солей.

массовая доля, мольная доля

Составим две пропорции:
2,1 г FеС13 дает х г FеС12 (по условию)
324,6 г FеС13 дают 253,6 г FеС12 (по уравнению)

массовая доля, мольная доля

2,1 г FеС13 дает у г СdС12 (по условию)
324,6 г FеС13 дают 183,4 г СdС12 (по уравнению)

массовая доля, мольная доля

4. Определяем массовую долю FеС12 и СdС12 в растворе после реакции:

массовая доля, мольная доля

Ответ: массовая доля(FеС12) = 2,31% ; массовая доля (CdC12) = 1,68%.


Комментарии:
1 Обратите внимание, что металлы, стоящие в ряду напряжения левее железа, восстанавливают его из любой степени окисления (при избытке восстанавливающего металла) до чистого железа.
Zn(избыток) + 2FеС13 = 2Fе + ZnС12. При недостатке цинка (или любого металла стоящего левее железа) железо из степени окисления (+3) восстановиться до степени окисления (+2).
Zn(недостаток) + 2FеС13(избыток) = 2FеС12 + ZnС12

2 Реально такие реакции представляют собой равновесия, и равновесные концентрации рассчитывают по уравнению Нернста. Этот материал вы будете подробно изучать в вузе. В данном же случае будем считать, что реакция идет до конца.