- Банк заданий
- Химия
- Задание 21937
Задание №21937 ЕГЭ по Химии
Смесь железа и оксида железа(II) общей массой 70,4 г при нагревании полностью растворили в 600 г концентрированной азотной кислоты. Известно, что при этом атомы железа в оксиде железа(II) отдали в общей сложности в 3 раза больше электронов, чем атомы металлического железа. Определите массовую долю соли 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. Записаны уравнения реакций:
2. Пусть n Fe = x моль, n FeO = y моль
m Fe + m FeO = 70,4 г
56x + 72y = 70,4
По реакции №1 один атом железа отдает 3 электрона
Fe0 – 3ē → Fe+3
тогда 1 моль Fe отдаст 3 моль электронов
По реакции №2 один атом железа отдает 1 электрон
Fe+2 – ē → Fe+3
тогда 1 моль FeO отдаст 1 моль электронов
Чтобы число отданных Fe и FeO электронов относилось как 1 : 1, их надо взять вещества в соотношении 1 : 3
Чтобы число отданных Fe и FeO электронов относилось как 1 : 3, их надо взять вещества в соотношении 1 : 9
Тогда
x / y = 1 / 9
9x = y
Получаем систему уравнений:
56x + 72y = 70,4
9x = y
x = 0,1
y = 0,9
n Fe = 0,1 моль
n FeO = 0,9 моль
3. Найдем массу нитрата железа(III), образовавшегося в реакциях 1 и 2:
n1 Fe(NO3)3 = n Fe = 0,1 моль
n2 Fe(NO3)3 = n FeO = 0,9 моль
nобщ Fe(NO3)3 = 0,1 + 0,9 = 1 моль
mобщ Fe(NO3)3 = nобщ Fe(NO3)3 · M Fe(NO3)3 = 1 · 242 = 242 г
4. Найдем массу итогового раствора:
n1 NO2 = 3n Fe = 0,3 моль
n2 NO2 = n FeO = 0,9 моль
nобщ NO2 = 0,3 + 0,9 = 1,2 моль
mобщ NO2 = nобщ NO2 · M NO2 = 1,2 · 46 = 55,2 г
mитог р-ра = mсмеси + mр-ра HNO3 – mобщ NO2 = 70,4 + 600 – 55,2 = 615,2 г
5. Найдем массовую долю нитрата железа(III) в полученном растворе:
ω Fe(NO3)3 = m Fe(NO3)3 / mитог р-ра = 242 / 615,2 = 0,3934 → 39,34%
Ответ: массовая доля нитрата железа(III) в полученном растворе равна 39,34%
Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано NeoFamily)