Задание №60565 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] 2FeCl₂ + Cl₂ → 2FeCl₃
[2] FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃ + 3NaCl 

2. Найдем массу и число моль хлорида натрия:
m NaCl = m_р-ра · ⍵ NaCl = 526,5 · 0,2 = 105,3 г
n NaCl = m NaCl / M NaCl = 105,3 / 58,5 = 1,8 моль

3. Найдем число моль и массу хлорида железа(III) во второй реакции:
n FeCl₃ = n NaCl / 3 = 1,8 / 3 = 0,6 моль
m FeCl₃ = n FeCl₃ · M FeCl₃ = 0,6 · 162,5 = 97,5 г

4. Найдем число моль хлорида железа(II) в исходном растворе:
Пусть n FeCl₂ = x моль, тогда n Fe (в FeCl₂) = x моль, а n Cl (в FeCl₂) = 2x моль;
Пусть n_{в исх. р-ре} FeCl₃ = y моль, тогда n Fe (в FeCl₃) = y моль, а n Cl (в FeCl₃) = 3y моль

n Fe = n Fe (в FeCl₂) + n Fe (в FeCl₃) = x + y
n Cl = n Cl (в FeCl₂) + n Cl (в FeCl₃) = 2x + 3y

n Fe / n Cl = 3 / 8
(x + y) / (2x + 3y) = 3 / 8

n_{в 1 реакции} FeCl₃ = n FeCl₂ = x моль
m_{в 1 реакции} FeCl₃ = 162,5x г

m_{в исх. р-ре} FeCl₃ + m_{в 1 реакции} FeCl₃ = 97,5
162,5y + 162,5x = 97,5

Получаем систему уравнений:
(x + y) / (2x + 3y) = 3 / 8
162,5y + 162,5x = 97,5

x = 0,2; n FeCl₂ = 0,2 моль
y = 0,4

5. Найдем число моль и массу прореагировавшего хлора:
n Cl₂ = n FeCl₂ / 2 = 0,1 / 2 = 0,1 моль
m Cl₂ = n Cl₂ ⋅ M Cl₂ = 0,1 ⋅ 71 = 7,1 г

6. Найдем число моль и массу гидроксида железа(III), выпавшего в осадок:
n Fe(OH)₃ = n NaCl / 3 = 1,8 / 3 = 0,6 моль
m Fe(OH)₃ = n Fe(OH)₃ ⋅ M Fe(OH)₃ = 0,6 ⋅ 107 = 64,2 г

7. Найдем массу раствора гидроксида натрия:
m_{получ. р-ра} = m_р-ра FeCl₂ и FeCl₃ + m Cl₂ + m_р-ра NaOH – m Fe(OH)₃
m_р-ра NaOH = 526,5 – 200 – 7,1 + 64,2 = 383,6 г

8. Найдем число моль и массу гидроксида натрия в исходном растворе:
n NaOH = n NaCl = 1,8 моль
m NaOH = n NaOH ⋅ M NaOH = 1,8 ⋅ 40 = 72 г

9. Найдем массовую долю гидроксида натрия в использованном растворе:
⍵ NaOH = m NaOH / m_р-ра NaOH = 72 / 383,6 = 0,188 → 18,8%

Ответ: ⍵ NaOH = 18,8%

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