Банк заданий
Химия
Задание 21019

Задание №21019 ЕГЭ по Химии

Тема : Неорганическая задача

Раздел: Задачи

34 линия

Не выполнено

Смесь нитрата железа(II) и нитрата железа(III), в которой массовая доля протонов от общей массы смеси составляет 49,07%, прокалили до постоянной массы. Образовавшийся твердый остаток растворили в избытке соляной кислоты. После окончания реакции масса полученного раствора составила 299 г. Известно, что массовая доля соли в этом растворе составляет 25%. Найдите массу исходной смеси.

1. По условию протекают реакции:
[1] 4Fe(NO₃)₂ 2Fe₂O₃ + 8NO₂ + O₂
[2] 4Fe(NO₃)₃ 2Fe₂O₃ + 12NO₂ + 3O₂
[3] Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O

2. В полученном растворе образовался хлорид железа(III). Найдем массу и число моль хлорида железа(III):
m FeCl₃ = ⍵ FeCl₃ ⋅ m_р-ра FeCl₃ = 0,25 ⋅ 299 = 74,75 г
n FeCl₃ = m FeCl₃ / M FeCl₃ = 74,75 / 162,5 = 0,46 моль

3. Найдем число моль оксида железа(III), вступившего в реакцию:
n Fe₂O₃ = 1/2n FeCl₃ = 0,46 / 2 = 0,23 моль

4. Найдем число моль нитрата железа(II) и нитрата железа(III) в исходной смеси. Для этого составим и решим систему уравнений:
Пусть n Fe(NO₃)₂ = x моль, тогда n₁ Fe₂O₃ = 0,5x моль, n_{протонов} в Fe(NO₃)₂ = 88x моль;
Пусть n Fe(NO₃)₃ = y моль, тогда n₂ Fe₂O₃ = 0,5y моль, n_{протонов} в Fe(NO₃)₃ = 119y моль

m_{протонов} = (n_{протонов} в Fe(NO₃)₂ + n_{протонов} в Fe(NO₃)₃) ⋅ 1
m_{протонов} = 88x + 119y г

m_смеси = m Fe(NO₃)₂ + m Fe(NO₃)₃
m_смеси = 180x + 242y г

0,4907 = m_{протонов} / m_смеси
0,4907 = (88x + 119y) / (180x + 242y)

n₁ Fe₂O₃ + n₂ Fe₂O₃ = 0,23 моль
0,5x + 0,5y = 0,23

Получаем систему уравнений:
0,4907 = (88x + 119y) / (180x + 242y)
0,5x + 0,5y = 0,23

x = 0,2; n Fe(NO₃)₂ = 0,2 моль
y = 0,26; n Fe(NO₃)₃ = 0,26 моль

5. Найдем массу смеси:
m_смеси = m Fe(NO₃)₂ + m Fe(NO₃)₃ = 180 ⋅ 0,2 + 242 ⋅ 0,26 = 98,92 г

Ответ: m_смеси = 98,92 г

Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано NeoFamily)