Задание №61139 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции: 

 

2. Найдем число моль смеси газов:

n_смеси = V_смеси / V_m = 20,16 / 22,4 = 0,9 моль

 

3. Найдем число моль оксида азота(IV) и оксида азота(II):

Пусть n NO₂ = x моль, тогда n N (в NO₂) = x моль, а n O (в NO₂) = 2x моль;

Пусть n NO = x моль, тогда n N (в NO) = y моль, а n O (в NO) = y моль

 

n N = n N (в NO₂) + n N (в NO₂) = x + y

n O = n O (в NO) + n O (в NO) = 2x + y

 

n N / n O = 3 / 5

(x + y) / (2x + y) = 3 / 5

 

n NO₂ + n NO = 0,9 

x + y = 0,9

 

Получаем систему уравнений:

(x + y) / (2x + y) = 3 / 5

x + y = 0,9

 

x = 0,6; n NO₂ = 0,6 моль

y = 0,3; n NO = 0,3 моль

 

4. Найдем массу оксида азота(IV) и оксида азота(II):

m NO₂ = n NO₂ ⋅ M NO₂ = 0,6 ⋅ 46 = 27,6 г

m NO = n NO ⋅ M NO = 0,3 ⋅ 30 = 9 г

 

5. Найдем число моль нитрата железа(III), образовавшегося в первой и во второй реакциях:

n₁ Fe(NO₃)₃ = n NO₂ / 3 = 0,6 / 3 = 0,2 моль

n₂ Fe(NO₃)₃ = n NO = 0,3 моль

n Fe(NO₃)₃ = n₁ Fe(NO₃)₃ + n₂ Fe(NO₃)₃ = 0,2 + 0,3 = 0,5 моль

 

6. Найдем массу нитрата железа(III):

m Fe(NO₃)₃ = n Fe(NO₃)₃ ⋅ M Fe(NO₃)₃ = 0,5 ⋅ 242 = 121 г

 

7. Найдем число моль железа, прореагировавшего в первой и во второй реакциях:

n₁ Fe = n NO₂ / 3 = 0,6 / 3 = 0,2 моль

n₂ Fe = n NO = 0,3 моль

n Fe = n₁ Fe + n₂ Fe = 0,2 + 0,3 = 0,5 моль

 

8. Найдем массу пластинки:

m_{пластинки} = n Fe ⋅ M Fe = 0,5 ⋅ 56 = 28 г

 

9. Найдем массу конечного раствора:

m_{конечн. р-ра} = m_{пластинки} + m_р-ра HNO₃ – m NO₂ – m NO = 28 + 500 – 27,6 – 9 = 491,4 г

 

10. Найдем массовую долю нитрата железа(III) в конечном растворе:

⍵ Fe(NO₃)₃ = m Fe(NO₃)₃ / m_{конечн. р-ра} = 121 / 491,4 = 0,246 → 24,6%

 

Ответ: ⍵ Fe(NO₃)₃ = 24,6%

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