Задание №60205 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂
[2] 2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂
[3] 2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂ 

2. Найдем число моль водорода, выделившегося в третьей реакции:
n H₂ = V H₂ / V_m = 14,78 / 22,4 = 0,66 моль  

3. Найдем массу алюминия в исходной смеси:
n Al = 2n H₂ / 3 = 2 ⋅ 0,66 / 3 = 0,44 моль
m Al = n Al ⋅ M Al = 0,44 ⋅ 27 = 11,88 г

4. Найдем число моль серной кислоты кислоты в растворе:
m_р-ра H₂SO₄ = ρ_р-ра H₂SO₄ ⋅ V_р-ра H₂SO₄ = 1,07 ⋅ 806 = 862,42 г
m H₂SO₄ = m_р-ра H₂SO₄ ⋅ ω H₂SO₄ = 862,42  ⋅ 0,1 = 86,242 г
n H₂SO₄ = m H₂SO₄ / M H₂SO₄ = 86,242 / 98 = 0,88 моль  

5. Найдем число моль серной кислоты, вступившей в первую реакцию:
n₂ H₂SO₄ = 3n Al / 2 = 3 ⋅ 0,44 / 2 = 0,66 моль
n₁ H₂SO₄ = n H₂SO₄ – n₂ H₂SO₄ = 0,88 – 0,66 = 0,22 моль

6. Найдем массу железа в исходной смеси:
n Fe = n₁ H₂SO₄ = 0,22 моль
m Fe = n Fe ⋅ M Fe = 0,22 ⋅ 56 = 12,32 г

7. Найдем массу исходной смеси и массовую долю железа в исходной смеси:
m_смеси = m Al + m Fe = 11,88 + 12,32 = 24,2 г
ω Fe = m Fe / ω Fe = 12,32 / 24,2 = 0,5091 → 50,91%

Ответ: ω Fe = 50,91%

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