Rozwiązanie:

Dane:

${\text{V}}_{\text{r-ru}\mathrm{FeCl}{}_3}=140\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$

$C_{\mathrm{FeCl}{}_3}=20\%$

${\text{d}}_{\text{r-ru}\mathrm{FeCl}{}_3}=1,25\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3}$

$\text{W}=100\%$

Szukane:

${\text{m}}_{\mathrm{Fe}(\mathrm{OH}){}_2}=?$

Obliczenia:

Na początku obliczymy ile moli FeCl₃ znajduje się w 140cm³ otrzymanego roztworu:

Z wzoru na gęstość obliczamy masę roztworu FeCl₃:

$\text{d}=\frac{\text{m}}{\text{V}}$   więc:    ${\text{m}}_{\text{r-ru}}={\text{d}}_{\text{r-ru}\mathrm{FeCl}{}_3}\cdot {\text{V}}_{\text{r-ru}\mathrm{FeCl}{}_3}=1,25\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3}\cdot 140\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3=175\mathrm{g}$

Z wzoru na stężenie procentowe obliczamy masę FeCl₃:

$C_p=\frac{{\text{m}}_{\text{s}}}{{\text{m}}_{\text{r-ru}}}\cdot 100\%$   

Więc:

  ${\text{m}}_{\mathrm{FeCl}{}_3}=\frac{C_{\mathrm{FeCl}{}_3}\cdot {\text{m}}_{\text{r-ru}}}{100\%}=\frac{20\%\cdot 175\mathrm{g}}{100\%}=35\mathrm{g}$

Znając masę i masę molową FeCl₃ (162,5 g/mol) obliczamy liczbę moli FeCl₃:

${\text{n}}_{\mathrm{FeCl}{}_3}=\frac{{\text{m}}_{\mathrm{FeCl}{}_3}}{{\text{M}}_{\mathrm{FeCl}{}_3}}=\frac{35\mathrm{g}}{162,5\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}=0,215\mathrm{mol}$

Etap 3 reakcji przebiegał zgodnie z równaniem:

${\mathrm{Fe}{}_2\mathrm{O}{}_3}_{\left(\text{s}\right)}+{6\mathrm{HCl}}_{\left(\text{aq}\right)}\to {2\mathrm{FeCl}{}_3}_{\left(\text{aq}\right)}+{3\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}}_{\left(\text{c}\right)}$

Czyli:

$\begin{array}{ccc}1\mathrm{mol}\mathrm{Fe}{}_2\mathrm{O}{}_3& -& 2\mathrm{mol}\mathrm{FeCl}{}_3\\ \text{x}& -& 0,215\mathrm{mol}\mathrm{FeCl}{}_3\end{array}$

$\text{x}=\frac{0,215\mathrm{mol}\cdot 1\mathrm{mol}}{2\mathrm{mol}}=0,1075\mathrm{mol}$

Etap 2 reakcji przebiegał zgodnie z równaniem:

${4\mathrm{FeO}}_{\left(\text{s}\right)}+{\mathrm{O}{}_2}_{\left(\text{g}\right)}\to {2\mathrm{Fe}{}_2\mathrm{O}{}_3}_{\left(\text{s}\right)}$

Czyli:

$\begin{array}{ccc}4\mathrm{mol}\mathrm{FeO}& -& 2\mathrm{mol}\mathrm{Fe}{}_2\mathrm{O}{}_3\\ \text{x}& -& 0,1075\mathrm{mol}\mathrm{Fe}{}_2\mathrm{O}{}_3\end{array}$

$\text{x}=\frac{0,1075\mathrm{mol}\cdot 4\mathrm{mol}}{2\mathrm{mol}}=0,215\mathrm{mol}$

Etap 1 reakcji przebiegał zgodnie z równaniem:

${\mathrm{Fe}(\mathrm{OH}){}_2}_{\left(\text{s}\right)}\to {\mathrm{FeO}}_{\left(\text{s}\right)}+{\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}}_{\left(\text{g}\right)}$

Czyli:

$\begin{array}{ccc}1\mathrm{mol}\mathrm{Fe}(\mathrm{OH}){}_2& -& 1\mathrm{mol}\mathrm{FeO}\\ \text{x}& -& 0,215\mathrm{mol}\mathrm{FeO}\end{array}$

$\text{x}=\frac{0,215\mathrm{mol}\cdot 1\mathrm{mol}}{1\mathrm{mol}}=0,215\mathrm{mol}$

Masa molowa Fe(OH)₂ wynosi:

${\text{M}}_{\mathrm{Fe}(\mathrm{OH}){}_2}=90\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$

Znając liczbę moli i masę molową Fe(OH)₂ obliczamy jego masę:

$\text{n}=\frac{\text{m}}{\text{M}}$   więc:    ${\text{m}}_{\mathrm{Fe}(\mathrm{OH}){}_2}=0,215\mathrm{mol}\cdot 90\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}=19,35\mathrm{g}$

Odpowiedź: Rozkładowi termicznemu należało poddać 19,35 g wodorotlenku żelaza(II).