Задание №59824 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекает реакция:
[1] MnO₂ + 4HCl → Cl₂ + MnCl₂ + 2H₂O
[2] 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

2. Найдем число моль оксида марганца(IV):
n MnO₂ = m MnO₂ / M MnO₂ = 8,7 / 87 = 0,1 моль

3. Найдем число моль соляной кислоты в растворе:
m_р-ра HCl = ρ_р-ра HCl ⋅ V HCl = 1,16 ⋅ 112,9 = 130,964 г
m HCl = m_р-ра HCl ⋅ ω HCl = 130,964 ⋅ 0,3 = 39,3 г
n HCl = m HCl / M HCl = 39,3 / 36,5 = 1,08 моль

4. Определим, кто из реагентов в первой реакции находится в недостатке:
поделим моли оксида марганца(IV) и соляной кислоты на свои коэффициенты
MnO₂ : HCl
(0,1 / 1) : (1,08 / 4)
(0,1 / 1) < (1,08 / 4)
MnO₂ < HCl

Приходим к выводу, что HCl находится в избытке, а MnO₂ в недостатке. Далее расчеты идут по недостатку, то есть по MnO₂.

5. Найдем число моль выделившегося хлора:
n Cl₂ = n MnO₂ = 0,1 моль

6. Найдем число моль железа:
n Fe = m Fe / M Fe = 2,8 / 56 = 0,05 моль

7. Определим, кто из реагентов во второй реакции находится в недостатке:
поделим моли хлора и железа на свои коэффициенты
Cl₂ : Fe
(0,1 / 3) : (0,05 / 2)
(0,1 / 3) > (0,05 / 2)
Cl₂ > Fe

Приходим к выводу, что Cl₂ находится в избытке, а Fe в недостатке. Далее расчеты идут по недостатку, то есть по Fe.

8. Найдем массу выделившегося хлорида железа(III):
n FeCl₃ = n Fe = 0,05 моль
m FeCl₃ = n FeCl₃ ⋅ M FeCl₃ = 0,05 ⋅ 162,5 = 8,125 г

9. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m FeCl₃ + m H₂O = 8,125 + 200 = 208,125

10. Найдем массовую долю хлорида железа(III) в конечном растворе:
ω FeCl₃ = m FeCl₃ / m_{конечн. р-ра} = 8,125 / 208,125 = 0,039 → 3,9%

Ответ: ω FeCl₃ = 3,9%

Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано Ермолаевым И. С.)