1. По условию протекают реакции:
[1] FeSO4 + Ba(NO3)2 → BaSO4 + Fe(NO3)2
[2] FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2 + Na2SO4
[3] ZnCl2 + 4NaOH → Na2[Zn(OH)4] + 2NaCl
2. Найдем число моль сульфата бария, выпавшего в осадок:
n BaSO4 = m BaSO4 / M BaSO4 = 116,5 / 233 = 0,5 моль
3. Найдем массу сульфата железа(II) в первой колбе:
n FeSO4 = n BaSO4 = 0,5 моль
m FeSO4 = n FeSO4 · M FeSO4 = 0,5 · 152 = 76 г
4. Так как отношение количеств растворенных веществ к общей массе раствора одинаково для каждой колбы. Найдем массовую долю сульфата железа(II) в третьей колбе:
ωв 1 колбе FeSO4 = ωво 2 колбе FeSO4 = ωв 3 колбе FeSO4
ωв 1 колбе ZnCl2 = ωво 2 колбе ZnCl2 = ωв 3 колбе ZnCl2
ωв 1 колбе FeSO4 = ωво 2 колбе FeSO4 = ωв 3 колбе FeSO4 = mво 2 колбе FeSO4 / mисх р-ра во 2 колбе = 76 / 800 = 0,095 → 9,5%
5. Найдем число моль сульфата железа(II) во 2 колбе:
mво 2 колбе FeSO4 = ωв 1 колбе FeSO4 · mисх. р-ра во 2 колбе = 0,095 · 320 = 30,4 г
n2 FeSO4 = mво 2 колбе FeSO4 / M FeSO4 = 30,4 / 152 = 0,2 моль
6. Найдем массу гидроксида натрия в растворе:
m NaOH = mр-ра NaOH ⋅ ω NaOH = 462 ⋅ 0,4 = 184,8 г
7. Найдем массу гидроксида натрия, вступившего во вторую реакцию:
n2 NaOH = 2n2 FeSO4 = 2 ⋅ 0,2 = 0,4 моль
m2 NaOH = n2 NaOH ⋅ M NaOH = 0,4 ⋅ 40 = 16 г
8. Найдем массу гидроксида железа(II), выпавшего в осадок:
n Fe(OH)2 = n2 FeSO4 = 0,2 моль
m Fe(OH)2 = n Fe(OH)2 ⋅ M Fe(OH)2 = 0,2 ⋅ 90 = 18 г
9. Найдем массу хлорида цинка во второй колбе:
Пусть n ZnCl2 = x моль, тогда n3 NaOH = 4n ZnCl2 = 4x моль
m3 NaOH= n3 NaOH · M NaOH = 160x г
mконечн. р-ра = mисх. р-ра во 2 колбе + mр-ра NaOH – m Fe(OH)2 = 320 + 462 – 18 = 764 г
ωост. NaOH = ω NaOH / 2 = 0,4 / 2 = 0,2
ωост. NaOH = (m NaOH – m2 NaOH – m3 NaOH) / mконечн. р-ра
0,2 = (184,8 – 16 – 160x) / 764
x = 0,1; n ZnCl2 = 0,1 моль
m ZnCl2 = n ZnCl2 ⋅ M ZnCl2 = 0,1 ⋅ 136 = 13,6 г
10. Найдем массовую долю хлорида цинка в третьей колбе:
ωв 2 колбе ZnCl2 = ωв 3 колбе ZnCl2 = m ZnCl2 / mисх. р-ра во 2 колбе = 13,6 / 320 = 0,0425 → 4,25%
Ответ: ωв 3 колбе FeSO4 = 9,5%; ωв 3 колбе ZnCl2 = 4,25%
Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано Ермолаевым И. С.)