Задание №61149 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] 4Fe(NO₃)₂ → 2Fe₂O₃ + 8NO₂ + O₂
[2] 4Fe(NO₃)₃ → 2Fe₂O₃ + 12NO₂ + 3O₂
[3] Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O 

2. Найдем массу и число моль хлорида железа(III) в растворе:
m FeCl₃ = m_р-ра ⋅ ⍵ FeCl₃ = 299 ⋅ 0,25 = 74,75 г
n FeCl₃ = m FeCl₃ / M FeCl₃ = 74,75 / 162,5 = 0,46 моль 

3. Найдем число моль оксида железа(III), прореагировавшего в третьей реакции:
n Fe₂O₃ = n FeCl₃ / 2 = 0,46 / 2 = 0,23 моль

4. Найдем число моль нитрата железа(II) и нитрата железа(III) в смеси:
Пусть n Fe(NO₃)₂ = x моль, тогда n_{протонов} в Fe(NO₃)₂ = 88x моль, n₁ Fe₂O₃ = 0,5x моль;
Пусть n Fe(NO₃)₃ = y моль, тогда n_{протонов} в Fe(NO₃)₃ = 119y моль, n₂ Fe₂O₃ = 0,5y моль 

n_{протонов} = n_{протонов} в Fe(NO₃)₂ + n_{протонов} в Fe(NO₃)₃ = 88x + 119y моль
m_{протонов} = n_{протонов} ⋅ M_{протонов} = (88x + 119y) ⋅ 1 = 88x + 119y г

m_смеси = m Fe(NO₃)₂ + m Fe(NO₃)₃ = 180x + 242y г

⍵_{протонов} = m_{протонов} / m_смеси
0,4907 = (88x + 119y) / (180x + 242y)

n₁ Fe₂O₃ + n₂ Fe₂O₃ = 0,23
0,5x + 0,5y = 0,23

Получаем систему уравнений:
0,4907 = (88x + 119y) / (180x + 242y)
0,5x + 0,5y = 0,23 

x = 0,2; n Fe(NO₃)₂ = 0,2 моль
y = 0,26; n Fe(NO₃)₃ = 0,26 моль

5. Найдем массу смеси нитрата железа(II) и нитрата железа(III):
m_смеси = 180x + 242y = 180 ⋅ 0,2 + 242 ⋅ 0,26 = 98,92 г

Ответ: m_смеси = 98,92 г

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