Гидролиз хлорида железа(III)
Общие сведения о гидролизе хлорида железа (III)
Представляет собой вещество с кристаллической структурой черно-коричневого, темно-красного, фиолетового или зеленого цвета, в зависимости от угла падающего света. Молярная масса – 162 г/моль.
Рис. 1. Хлорид железа (II). Внешний вид.
Гидролиз хлорида железа (III)
Гидролизуется по катиону. Характер среды – кислый. Теоретически возможны вторая и третья ступени. Уравнение гидролиза выглядит следующим образом:
Первая ступень:
FeCl3 ↔ Fe3+ +3Cl— (диссоциация соли);
Fe3+ + HOH ↔ FeOH2+ + H+ (гидролиз по катиону);
Fe3+ +3Cl— + HOH ↔ FeOH2+ +3Cl— + H+ (ионное уравнение);
FeCl3 + H2O ↔ Fe(OH)Cl2 + HCl (молекулярное уравнение).
Вторая ступень:
Fe(OH)Cl2 ↔ FeOH2+ + 2Cl— (диссоциация соли);
FeOH2+ + HOH ↔ Fe(OH)2+ + H+ (гидролиз по катиону);
FeOH2+ + 2Cl— + HOH ↔ Fe(OH)2+ + 2Cl— + H+ (ионное уравнение);
Fe(OH)Cl2 + H2O ↔ Fe(OH)2Cl+ HCl (молекулярное уравнение).
Третья ступень:
Fe(OH)2Cl ↔ Fe(OH)2+ + Cl— (диссоциация соли);
Fe(OH)2+ + HOH ↔ Fe(OH)3↓ + H+ (гидролиз по катиону);
Fe(OH)2+ + Cl— + HOH ↔ Fe(OH)3↓ + Cl— + H+ (ионное уравнение);
Fe(OH)2Cl + H2O ↔ Fe(OH)3↓ + HCl (молекулярное уравнение).
Примеры решения задач
| Задание | К раствору гидроксида натрия массой 150 г (ω=10%) прилили раствор хлорида железа (III), в результате чего выпал осадок бурого цвета – гидроксид железа (III). Определите его массу. |
| Решение | Запишем уравнение реакции взаимодействия гидроксида натрия и хлорида железа (III):
3NaOH + FeCl3 = Fe(OH)3↓ + 3NaCl. Рассчитаем массу растворенного вещества гидроксида натрия в растворе: ω = msolute/ msolution ×100%; msolute = msolution ×ω/100%; msolute(NaOH) = msolution(NaOH) × ω(NaOH)/100%; msolute(NaOH) = 150× 10/100% = 15г. Найдем количество вещества гидроксида натрия (молярная масса – 40 г/моль): υ = m/ M; υ(NaOH) = msolute(NaOH)/ M(NaOH) = 15/40 = 0,375моль. Согласно уравнению реакции υ(Fe(OH)3) = 3×υ(NaOH) =3×0,375=1,125моль. Тогда рассчитаем массу осадка гидроксида железа (III) (молярная масса – 107 г/моль): m= υ× M; m(Fe(OH)3)= υ(Fe(OH)3)×M(Fe(OH)3)= 1,125 ×107 = 120,375г. |
| Ответ | Масса гидроксида железа (III) равна 120,375 г. |
| Задание | Рассчитайте массовые доли каждого из элементов, входящих в состав хлорида железа (III). |
| Решение | Массовая доля элемента рассчитывается следующим образом:
ω(X) = n×Ar(X)/Mr×100%, т.е. отношение относительной атомной массы с учетом количества атомов, входящих в состав вещества, к молекулярной массе этого вещества, выраженное в процентах. Молекулярная масса хлорида железа (III) равна 162. Рассчитаем массовые доли элементов: железо : ω(Fe) = n×Ar(Fe)/Mr (FeCl3) ×100%; ω(Fe) = 1×56/162 ×100% =34,27%. хлор: ω(Cl) = n×Ar(Cl)/Mr (FeCl3) ×100%; ω(Cl) = 3×35,5/162 ×100% = 65,73%. Чтобы проверить правильность расчета, путем складывания полученных массовых долей мы должны получить 100%: ω(Fe) +ω(Cl) = 34,27 +65,73 = 100%. |
| Ответ | Массовая доля железа равна 34,27%, массовая доля хлора равна 65,73. |
