Растворение железного купороса в воде реакция уравнение

Железный купорос (FeSO4·7H2O) массой 55,6 г растворили в воде и получили раствор с массовой долей соли 10 %

Железный купорос ($FeSO_4 · 7H_2O$) массой 55,6 г растворили в воде и получили раствор с массовой долей соли 10 %. К этому раствору добавили 39 г цинка. После завершения реакции добавили 250 г 29,2 %-ного раствора соляной кислоты. Определите массовые доли веществ в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

1) Уравнения реакций:

$FeSO_4 · 7H_2O = FeSO_4 + 7H_2O$ (1)

$FeSO_4 + Zn = Fe↓ + ZnSO_4$ (2)

$Fe + 2HCl = FeCl_2 + H_2↑$ (3)

$Zn + 2HCl = ZnCl_2 + H_2↑$ (4)

2) Находим количество вещества $FeSO_4$ и массу раствора:

а) $M(FeSO_4 · 7H_2O)$ = 278 г/моль, $n(FeSO_4 · 7H_2O)$ = 55.6 / 278 = 0.2 моль

б) По уравнению (1):

$n(FeSO_4) = n(FeSO_4 · 7H_2O)$ = 0.2 моль

$M(FeSO_4)$ = 152 г/моль, $m(FeSO_4)$ = 0.2 · 152 = 30.4 г

$m_<р-ра>(FeSO_4) = m_ <в-ва>/ ω$; $m_<р-ра>$ = 30.4 / 0.1 = 304 г

3) По уравнению (2):

а) M(Zn) = 65 г/моль; n(Zn) = 39 / 65 = 0.6 моль

б) имеется — 0.6 моль Zn

прореагирует — 0.2 моль Zn

останется — (0.6 – 0.2) = 0.4 моль Zn (избыток)

в) n(Fe) = $n(FeSO_4)$ = 0.2 моль

г) $n(ZnSO_4)$ = n(Fe) = 0.2 моль

$M(ZnSO_4)$ = 161 г/моль, $m(ZnSO_4)$ = 0.2 · 161 = 32.2 г

4) По уравнению (3):

а) $m(HCl)_<чист.>$ = 0.292 · 250 = 73 г

M(HCl) = 36.5 г/моль; n(HCl) = 73 / 36.5 = 2 моль (избыток)

б) $n(FeCl_2)$ = n(Fe) = 0.2 моль

$M(FeCl_2)$ = 127 г/моль, $m(FeCl_2)$ = 0.2 · 127 = 25.4 г

в) $n(H_2)_<(3)>$ = n(Fe) = 0.2 моль

$M(H_2)$ = 2 г/моль; $m(H_2)_<(3)>$ = 0.2 · 2 = 0.4 г

г) $n(HCl)_<(3)>$ = 2n(Fe) = 0.4 моль

5) По уравнению (4):

а) $n(ZnCl_2)$ = n(Zn) = 0.4 моль

$M(ZnCl_2)$ = 136 г/моль, $m(ZnCl_2)$ = 0.4 · 136 = 54.4 г

б) $n(H_2)_<(4)>$ = n(Zn) = 0.4 моль

$m(H_2)_<(4)>$ = 0.4 · 2 = 0.8 г

в) $n(HCl)_<(4)>$ = 2n(Zn) = 0.8 моль

6) Рассчитываем массовые доли веществ в растворе:

а) $m_ <р-ра>= m_<р-ра>(FeSO_4) + m(Zn) + m_<р-ра>(HCl) — m(H2)_<(3) + (4)>$ = 304 + 39 + 250 – 0.4 – 0.8 = 591.8 г

б) $ω(ZnSO_4) = m(ZnSO_4)$ / $m_<р-ра>$ = 32.2 / 591.8 ≈ 0.0544. или 5.44 %

в) $ω(FeCl_2) = m(FeCl_2)$ / $m_<р-ра>$ = 25.4 / 591.8 ≈ 0.0429. или 4.29 %

г) $ω(ZnCl_2) = m(ZnCl_2)$ / $m_<р-ра>$ = 54.4 / 591.8 ≈ 0.0919. или 9.19 %

д) $n(HCl)_<изб.>$ = 2 – 0.4 – 0.8 = 0.8 моль

$m(HCl)_<изб.>$ = 0.8 · 36.5 = 29.2 г

ω(HCl) = m(HCl) / $m_<р-ра>$ = 29.2 / 591.8 ≈ 0.0493. или 4.93 %

е) $ω(H_2O)$ = 100 – 5.44 – 4.29 – 9.19 – 4.93 = 76.15 %

Железный купорос ГОСТ 6981-94

Систематическое
наименованиеЖелеза (II) тетраоксосульфатТрадиционные названияЖелезный купоросХим. формулаFeSO ₄Рац. формулаO ₄ SFeСостояниекристаллическоеМолярная масса151,932 (безв.) г/мольПлотность1,898 г/см³ТвёрдостьМол. теплоёмк.100,6 Дж/(моль·К)Энтальпия образования−928,4 кДж/мольРастворимость в воде26,3г/100 мл при 20°C, 55,3 г/100 мл при 63,7°CГОСТГОСТ 6981-94Рег. номер CAS7720-78-7PubChem24393Рег. номер EINECS231-753-5SMILESRTECSNO8500000ChEBI75832ChemSpider22804ЛД₅₀237 мг/кгТоксичностьсреднетоксиченNFPA 704

Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Железный купорос, сульфат железа (II), железо (II) сернокислое — неорганическое соединение, железная соль серной кислоты с формулой FeSO ₄. Нелетуч, не имеет запаха. Безводное вещество бесцветное, непрозрачное, очень гигроскопичное. Кристаллогидраты — гигроскопичные прозрачные кристаллы светлого голубовато-зелёного, тетрагидрат FeSO₄·4H₂O зелёного цвета (розенит), моногидрат FeSO₄·H₂O бесцветный (смольнокит). Вкус сильно-вяжущий железистый (металлический). На воздухе постепенно выветриваются (теряют кристаллизационную воду). Сульфат железа(II) хорошо растворим в воде (26,3 г при 20 °С). Из водных растворов кристаллизуется голубовато-зелёный гептагидрат FeSO₄·7H₂O, который носит тривиальное название железный купорос. Токсичность железного купороса сравнительно низкая.

Применяется в текстильной промышленности, в сельском хозяйстве как фунгицид, для приготовления минеральных красок.

Природный аналог — минерал мелантерит; в природе встречается в кристаллах моноклинной сингонии, зелёно-жёлтого цвета, в виде примазок или натёков.

Содержание

Свойства

Сульфат двухвалентного железа выделяется при температурах от 1,82 °C до 56,8 °C из водных растворов в виде светло-зелёных кристаллов кристаллогидрата FeSO₄·7H₂O, который называется в технике железным купоросом. В 100 г воды растворяется 26,6 г безводного FeSO₄ при 20 °C и 54,4 г при 56 °C.

Растворы сульфата железа(II) под действием кислорода воздуха постепенно окисляются, переходя в сульфат железа(III):

При нагревании свыше 480 °C разлагается:

Получение

Железный купорос можно приготовить действием разбавленной серной кислоты на железный лом, обрезки кровельного железа и т. д. В промышленности его получают как побочный продукт при травлении железных листов, проволоки, удалении окалины и др. разбавленной H₂SO₄.

Другой способ — окислительный обжиг пирита:

В промышленности получают как побочный продукт производства оксида титана из ильменита.

Применение

Применяют в производстве чернил, в красильном деле (для окраски шерсти в чёрный цвет), для консервирования дерева.

В медицине используется в качестве лекарственного средства для лечения и профилактики железодефицитной анемии. В России зарегистрирован под торговыми марками «Гемофер пролонгатум», «Тардиферон», а также «Сорбифер Дурулес» и «Ферроплекс» (в двух последних в качестве антиоксиданта добавляется аскорбиновая кислота).

В сельском хозяйстве применяется для опрыскивания садовых деревьев.

Используется в ферросульфатном методе химической дозиметрии.

• Алюминат железа II ( Fe(AlO₂)₂ ) Алюминат железа II
• Арсенат железа II (Fe₃(AsO₄)₂) Железо мышьяковокислое
• Арсенат железа III (FeAsO₄) Мышьяковокислое железо
• Ацетат железа II (Fe(CH₃COO)₂) Железо уксуснокислое
• Ацетат железа III (Fe(CH₃COO)₃) Уксуснокислое железо
• Берлинская лазурь () Прусская Синь
• Бромид железа II (FeBr₂) Бромистое железо
• Бромид железа III (FeBr₃) Трибромид железа
• Бромид железа II,III (Fe₃Br₈) Железо бромистое
• Ванадат железа III (FeVO₄) Железо ванадиевокислое
• Вольфрамат железа II (FeWO₄) Железо вольфрамовокислое
• Гексаплутонийжелезо (FePu₆) Гексаплутонийжелезо
• Гексахлороплатинат IV железа (Fe[PtCl₆]) Гексахлороплатеат железа
• Гексацианоферрат II железа II (Fe₂[Fe(CN)₆]) Гексацианоферрат железа II
• Гексацианоферрат II железа III (Fe₄[Fe(CN)₆]₃) Гексацианоферрат железа III
• Гексацианоферрат III железа II,III (Fe III ₄Fe II ₃[Fe(CN)₆]₆) Гексацианоферрат железа II,III
• Гексацианоферрат III железа II (Fe₃[Fe(CN)₆]₂) Турнбулева синь
• Гексацианоферрат II калия (K₄[Fe(CN)₆]) Желтая кровяная соль
• Гексацианоферрат III калия (K₃[Fe(CN)₆]) Красная кровяная соль
• Гидроксид железа II (Fe(OH)₂) Гидроксид железа II
• Гидроксид железа III (Fe(OH)₃) Гидроксид железа III
• Динитрозилдикарбонилжелезо (Fe(CO)₂(NO)₂) Динитрозилдикарбонилжелезо
• Дипразеодимгептадекажелезо (Fe₁₇Pr₂) Гептадекажелезодипразеодим
• Диренийтрижелезо (Fe₃Re₂) Трижелезодирений
• Дисамарийгептадекажелезо (Fe₁₇Sm₂) Гептадекажелезодисамарий
• Диселенид железа (FeSe₂) Железо селенистое
• Дисилицид железа (FeSi₂) Железо кремнистое
• Дистаннид железа (FeSn₂) Дистаннид железа
• Дистаннид трижелеза (Fe₃Sn₂) Дистаннид трижелеза
• Дисульфид железа II (FeS₂) Дисульфид железа
• Дителлурид железа (FeTe₂) Дителлурид железа
• Дихромат железа III (Fe₂(Cr₂O₇)₃) Хромовокислое железо
• Додекакарбонилтрижелезо (Fe₃(CO)₁₂) Додекакарбонилтрижелезо
• Железо (Fe)
• Железистосинеродистая кислота (H₄[Fe(CN)₆]) Кислота железистосинеродистая
• Железониобий (FeNb) Железониобий
• Железосинеродистая кислота (H₃[Fe(CN)₆]) Кислота железосинеродистая
• Йодид железа II,III (Fe₃I₈) Йодистое железо
• Йодид железа II (FeI₂) Железо йодистое
• Карбонат железа II (FeCO₃) Железо углекислое
• Лактат железа II (Fe(C₃H₅O₃)₂) Железо молочнокислое
• Лактат железа III (Fe(C₃H₅O₃)₃) Молочнокислое железо
• Метаванадат железа III (Fe(VO₃)₃) Ванадиевокислое железо
• Метагидроксид железа (FeO(OH)) Железо метагидроксид
• Молибдат железа II (FeMoO₄) Железо молибденовокислое
• Нитрат железа II (Fe(NO₃)₂) Железо азотнокислое
• Нитрат железа III (Fe(NO₃)₃) Азотнокислое железо
• Нитрид дижелеза (Fe₂N) Железо азотистое
• Оксалат железа II (FeC₂O₄) Железо щавелевокислое
• Оксид железа II (FeO) Оксид железа
• Оксид железа III (Fe₂O₃) Окись железа ( Железный сурик )
• Оксид железа II,III (Fe₃O₄) Закись-окись железа
• Оксихлорид железа (FeOCl) Оксид-хлорид железа
• Пентакарбонилжелезо ([Fe(CO)₅]) Пентакарбонил железа
• Перхлорат железа II (Fe(ClO₄)₂) Железо хлорнокислое
• Пирофосфат железа III (Fe₄(P₂O₇)₃) Железо пирофосфорнокислое
• Пирофосфат железа III-натрия (FeNaP₂O₇) Фосфорнокислое железо-натрий
• Платинажелезо (FePt) Железоплатина
• Плутонийдижелезо (Fe₂Pu) Плутонийдижелезо
• Празеодимдижелезо (Fe₂Pr) Дижелезопразеодим
• Ржавчина
• Самарийдижелезо (Fe₂Sm) Дижелезосамарий
• Самарийпентажелезо (Fe₅Sm) Пентажелезосамарий
• Самарийтрижелезо (Fe₃Sm) Трижелезосамарий
• Селенид железа II (FeSe) Селенистое железо
• Силикат железа II (FeSiO₃) Железо кремнекислое
• Силицид дижелеза (Fe₂Si) Кремнистое железо
• Силицид железа (FeSi)
• Соль Мора (FeSO₄·(NH₄)₂SO₄·6H₂O) Сульфат аммония-железа II
• Станнид железа (FeSn)
• Станнид трижелеза (Fe₃Sn)
• Сульфат железа (FeSO₄) Железо сернокислое (Железный купорос)
• Сульфат железа II-калия (K₂Fe(SO₄)₂) Сернокислое железо-калий
• Сульфат железа III (Fe₂(SO₄)₃) Железо сернокислое III
• Сульфат железа III-аммония (NH₄Fe(SO₄)₂·12H₂O) Сернокислое железо-аммоний
• Сульфат железа III-калия (KFe(SO₄)₂) Сернокислое железо-калий
• Сульфид железа II,III (Fe₃S₄)
• Сульфид железа II (FeS)
• Сульфид железа II-меди II (CuFeS₂)
• Сульфид железа III (Fe₂S₃)
• Сульфид железа III-калия (KFeS₂) Сернистое железо-калий
• Сульфит железа II (FeSO₃) Железо сернистокислое
• Танталат железа II (Fe(TaO₃)₂) Железо танталовокислое
• Тартрат железа II (FeC₄H₄O₆) Железо виннокислое
• Теллурид железа II (FeTe) Железо теллуристое
• Теллурид железа III (Fe₂Te₃) Теллуристое железо
• Тетракарбонилдигидриджелезо (H₂Fe(CO)₄)
• Тетракарбонилжелезо (Fe(CO)₄) Тетракарбонил железа
• Тиосульфат железа II (FeSO₃S) Тиосернокислое железо
• Тиоцианат железа II (Fe(SCN)₂) Железо роданистое
• Тиоцианат железа III (Fe(SCN)₃) Тиоциановокислое железо
• Титанат железа II (FeTiO₃) Титановокислое железо
• Триренийдижелезо (Fe₂Re₃) Дижелезотрирений
• Формиат железа III (Fe(CHO₂)₃) Железо муравьинокислое
• Фосфат железа II (Fe₃(PO₄)₂) Железо фосфорнокислое
• Фосфат железа III (FePO₄) Фосфорнокислое железо
• Фосфинат железа III (Fe(PH₂O₂)₃) Железо фосфорноватистокислое ( гипофосфит железа )
• Фторид железа II (FeF₂) Железо фтористое
• Фторид железа III (FeF₃) Фтористое железо
• Хлорид железо II (FeCl₂) Железо двухлористое
• Хлорид железа III (FeCl₃) Железо треххлористое
• Хлорид железа II,III (Fe₃Cl₈) Хлористое железо II,III
• Хлорид железа III-калия (FeCl₃•2KCl•H₂O) Хлористое железо-калий
• Хромат железа III (Fe₂(CrO₄)₃) Железо хромовокислое
• Хромит железа II (Fe(СrO₂)₂) тетраоксид железа-дихрома
• Цианид железа II (Fe(CN)₂) Железо цианистое
• Цитрат железа II (FeC₆H₆O₇) Железо лимоннокислое
• Цитрат железа III (FeC₆H₅O₇) Лимоннокислое железо
• Цитрат железа III-аммония (Fe(NH₄)₃(C₆H₅O₇)₂) Лимоннокислое железо-аммоний

Ванадиевый купорос (VSO₄·7H₂O) • Железный купорос (FeSO₄·7H₂O) • Кобальтовый купорос (CoSO₄·7H₂O) • Медный купорос (CuSO₄·5H₂O) • Никелевый купорос (NiSO₄·7H₂O) • Свинцовый купорос (PbSO₄) • Хромовый купорос (CrSO₄·7H₂O) • Цинковый купорос (ZnSO₄·7H₂O)

Небольшая подборка опытов с железным купоросом

Вот я и добралась до очередных экспериментов. На этот раз похимичим с героем прошлой статьи – железным купоросом. С ним не так много чего можно сделать, как с медным, но тоже есть пара интересных моментов.

Опыты с железным купоросом, кстати, тоже очень легкие и не требуют специальных реактивов. Все, что может вам понадобиться, легко найти.

Получение железного купороса

Про него я рассказывала в статье об опытах с медным купоросом, но повторюсь еще раз. Опускаем железный гвоздь в раствор медного купороса и ждем. Дальше все пройдет без нашего участия, труп врага сам проплывет мимо. Ой, то есть нужная реакция пойдет автоматически Полученный желто-коричневый раствор и будет тем, что вам нужно.

Это если у вас нет возможности или желания идти в хозяйственный или садово-огородный магазин, где и продают железный купорос. Если же есть – идете, покупаете, разводите в теплой воде, ждете, пока растворится, сливаете, чтобы нерастворившиеся остатки и прочий мусор остались на дне, и работаете с прозрачным раствором. Вот и все.

Взаимодействие с гидроксидом натрия

Первое, что можно сделать – получить осадок гидроксида железа двухвалентного. Напоминаю, что железный купорос – это сульфат железа, то есть соль серной кислоты.

Если вы добавите в ней немного гидроксида натрия, то есть раствора «Крота» (вещество для прочистки труб), то выпадет вот такой симпатичный осадок непонятного темного цвета:

Превращения осадка

Над получившимся осадком можно поиздеваться – превратить его в гидрокисд железа трехвалентного. Для этого вам понадобится сильный окислитель. Где его взять в домашних условиях? Легко! «Белизна» forever.

Капнем пару капель. Смотрите, осадок сразу же становится красно-рыжим, как ржавчина:

Вот такое интересное превращение. Не забудьте убрать «Белизну» подальше после окончания опыта, чтобы до нее не добрались дети и домашние животные!

Прототип чернил

О следующем интересном процессе я уже рассказывала в статье «Опыты с чаем». Вам просто нужно смешать немного обычного черного чая с раствором железного купороса. Он прореагирует с содержащейся в чае дубильной кислотой, в результате чего образуется темный раствор:

Это – прообраз чернил. Раньше их получали именно так: взаимодействием солей железа с дубильными веществами.

Красивая цветная реакция

Для нее вам понадобится крепко заваренный чай каркадэ. Либо, у кого дома есть «китайская роза» (она же гибискус, из которого легко сделать самодельный индикатор), то просто залейте кипятком ее цветок и дайте остыть. Вот и всё.

Смешиваем наш сульфат железа с чаем либо отваром гибискуса – и любуемся красивым фиолетовым раствором.

Реакция с аспирином

Сразу скажу, в плане интерпретации происходящей химической реакции это довольно спорный опыт, тем не менее провести его можно, хотя бы ради интереса. Ну а если вы еще и задумаетесь над тем, что происходит, и попытаетесь самостоятельно докопаться до истины, то будет вообще замечательно. Значит, я не зря веду свой блог – смогла вас заинтересовать и побудить думать.

Подробное проведение эксперимента описано в статье «Опыт между железом и аспирином». В итоге получается светло-фиолетовый раствор.

По поводу дальнейших операций, которые можно провести, сразу скажу, что их можно интерпретировать по-разному. Мне правильно сделали замечание в одном из комментариев насчет того, что крахмал является наполнителем практически во всех лекарствах. Вопрос только, сколько его там? И почему он не указан в составе лекарства на упаковке?

В общем, вопросов много, поводов для дискуссии – тоже. Буду рада, если выскажете свои мысли в комментариях.

На этом все на сегодня. Делюсь с вами очередным шедевром своей коллекции, увиденным в одном из хозяйственных магазинов:

Всем хорошей недели!

KidsChemistry теперь есть и в социальных сетях. Присоединяйтесь прямо сейчас! Google+ , В контакте , Одноклассники , Facebook , Twitter