Гидролиз сульфата железа (II)

Общие сведения о гидролизе сульфата железа (II)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Сульфат железа (II) – средняя соль, образованная слабым основанием – гидроксидом железа (II) (Fe(OH)₂) и сильной кислотой – серной (H₂SO₄). Формула — FeSO₄.

Молярная масса – 152 г/моль. Представляет собой мелкие кристаллы светло-зеленого цвета с голубым оттенком. Хорошо поглощает влагу.

Сульфат железа (II). Внешний вид и гидролиз

Рис. 1. Сульфат железа (II). Внешний вид.

Гидролиз сульфата железа (II)

Гидролизуется по катиону. Характер среды – кислый. Теоретически возможна вторая ступень. Уравнение гидролиза выглядит следующим образом:

Первая ступень:

FeSO₄ ↔ Fe²⁺ + SO₄^2- (диссоциация соли);

Fe²⁺ + HOH ↔ FeOH⁺ + H⁺ (гидролиз по катиону);

Fe²⁺ + SO₄^2- + HOH ↔ FeOH⁺ + SO₄^2- + H⁺ (уравнение в ионной форме);

2FeSO₄+ 2H₂O ↔ [Fe(OH)]₂SO₄ + H₂SO₄ (уравнение в молекулярной форме).

Вторая ступень:

[Fe(OH)]₂SO₄ ↔ 2FeOH⁺ + SO₄^2- (диссоциация соли);

FeOH⁺ + HOH ↔ Fe(OH)₂↓ + H⁺ (гидролиз по катиону);

FeOH⁺ + SO₄^2- + HOH ↔ Fe(OH)₂↓ + SO₄^2- + H⁺ (уравнение в ионной форме);

[Fe(OH)]₂SO₄ + 2H₂O ↔ 2Fe(OH)₂↓ + H₂SO₄ (уравнение в молекулярной форме).

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Рассчитайте количества веществ, а также массы сульфата железа (II) и воды, содержащиеся в 100 г железного купороса (FeSO₄×7H₂O).

Решение

Молярная масса сульфата железа (II) равна 152 г/моль, воды – 18г/моль. Рассчитаем молярную массу железного купороса:

M(FeSO₄×7H₂O) = M(FeSO₄) + M(H₂O) =152 + 7×18 = 278 г/моль.

Найдем количество вещества семиводного сульфата железа (II):

υ = m/ M;

υ (FeSO₄×7H₂O) = m (FeSO₄×7H₂O)/M(FeSO₄×7H₂O) = 100/278 = 0,36моль.

Один моль семиводного сульфата железа (II) содержит 1 моль сульфата железа (II) и 7 моль воды, следовательно:

υ(FeSO₄×7H₂O) = υ (FeSO₄) =0,36 моль;

υ(H₂O) = 7×υ(FeSO₄×7H₂O) = 7×0,36 = 2,52 моль.

Рассчитаем массы сульфата железа (II) и воды:

m= υ×M;

m(FeSO₄)= υ(FeSO₄)×M(FeSO₄)= 0,36×152 = 54,7г;

m(H₂O)= υ(H₂O)×M(H₂O)= 2,52×18 = 45,4г.

Ответ

Количество вещества сульфата железа (II) равно 0,36 моль, масса – 54,7 г; количество вещества воды равно 2,52 моль, масса – 45,4 г.

ПРИМЕР 2

Задание

Смешали 20 г 5%-го раствора сульфата железа (II) и 20 г 8%-го раствора гидроксида натрия. В результате реакции наблюдали выпадение осадка гидроксида железа (II). Рассчитайте его массу.

Решение

Запишем уравнение реакции взаимодействия сульфата железа (II) и гидроксида натрия:

FeSO₄ + 2NaOH = Fe(OH)₂↓ + Na₂SO₄.

Рассчитаем массу растворенного вещества сульфата железа (II)в растворе:

ω = m_solute/ m_solution ×100%;

m_solute = m_solution ×ω/100%;

m_solute(FeSO₄) = m_solution(FeSO₄) × ω(FeSO₄)/100%;

m_solute(FeSO₄) = 20× 5/100% = 1г.

Найдем количество вещества сульфата железа (II) (молярная масса – 152 г/моль):

υ = m/ M;

υ(FeSO₄) = m_solute(FeSO₄)/M(FeSO₄) = 1/152 = 0,01моль.

Рассчитаем массу растворенного вещества гидроксида натрия в растворе:

ω = m_solute/ m_solution ×100%;

m_solute = m_solution ×ω/100%;

m_solute(NaOH) = m_solution(NaOH) × ω(NaOH)/100%;

m_solute(NaOH) = 20× 8/100% = 1,6г.

Найдем количество вещества гидроксида натрия (молярная масса – 40 г/моль):

υ = m/ M;

υ(NaOH) = m_solute(NaOH)/ M(NaOH) = 1,6/40 = 0,04моль.

Сульфат железа (II) в недостатке (υ(FeSO₄)<υ(NaOH)). Найдем количество вещества гидроксида железа (II). Согласно уравнению реакции:

υ(FeSO₄)=υ(Fe(OH)₂)=0,01 моль.

Тогда масса этого вещества (молярная масса – 90 г/моль):

m= υ× M;

m(Fe(OH)₂)= υ(Fe(OH)₂)×M(Fe(OH)₂)= 0,01×90 = 0,9г.

Ответ

Масса гидроксида железа (II), выпавшего в осадок равна 0,9 г.

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Советуем прочитать:

Гидролиз сульфата железа (II)

Общие сведения о гидролизе сульфата железа (II)

Гидролиз сульфата железа (II)

Примеры решения задач