Задание №61276 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] FeSO₄ + 2NaOH → Fe(OH)₂ + Na₂SO₄
[2] FeSO₄ + Ba(NO₃)₂ → BaSO₄ + Fe(NO₃)₂

2. Найдем число моль сульфата железа(II) в насыщенном растворе:
Пусть m FeSO₄ = x г, тогда
30,4 / 100 = x / 250
x = 76; m FeSO₄ = 76 г
n FeSO₄ = m FeSO₄ / M FeSO₄ = 76 / 152 = 0,5 моль 

3. Найдем массовую долю сульфата железа(II) в исходном растворе:
m_р-ра FeSO₄ = m FeSO₄ + m H₂O = 76 + 250 = 326 г
ω FeSO₄ = m FeSO₄ / m_р-ра FeSO₄ = 76 / 326 = 0,2331

4. Найдем число моль гидроксида железа(II), выпавшего в осадок в первой колбе:
n Fe(OH)₂ = m Fe(OH)₂ / M Fe(OH)₂ = 18 / 90 = 0,2 моль

5. Найдем число моль сульфата железа(II) в первой реакции:
n₁ FeSO₄ = n Fe(OH)₂ = 0,2 моль

6. Найдем число моль сульфата железа(II) во второй реакции:
n₂ FeSO₄ = n FeSO₄ – n₁ FeSO₄ = 0,5 – 0,2 = 0,3 моль

7. Найдем число моль нитрата бария в растворе:
m Ba(NO₃)₂ = m_р-ра Ba(NO₃)₂ ⋅ ω Ba(NO₃)₂ = 870 ⋅ 0,15 = 130,5 г
n Ba(NO₃)₂ = m Ba(NO₃)₂ / M Ba(NO₃)₂ = 130,5 / 261 = 0,5 моль

8. Найдем массу оставшегося нитрата бария:
n_{прореаг.} Ba(NO₃)₂ = n₂ FeSO₄ = 0,3 моль
n_ост. Ba(NO₃)₂ = n Ba(NO₃)₂ – n_{прореаг.} Ba(NO₃)₂ = 0,5 – 0,3 = 0,2 моль
m_ост. Ba(NO₃)₂ = n_ост. Ba(NO₃)₂ ⋅ M Ba(NO₃)₂ = 0,2 ⋅ 261 = 52,2 г  

9. Найдем массу сульфата бария, выпавшего в осадок:
n BaSO₄ = n₂ FeSO₄ = 0,3 моль
m BaSO₄ = n BaSO₄ ⋅ M BaSO₄ = 0,3 ⋅ 233 = 69,9 г 

10. Найдем массу раствора сульфата железа(II), добавленного во вторую колбу:
m₂ FeSO₄ = n₂ FeSO₄ ⋅ M FeSO₄ = 0,3 ⋅ 152 = 45,6 г
ω FeSO₄ = ω₂ FeSO₄ = 0,2331
m_р-ра FeSO₄ = m₂ FeSO₄ / ω₂ FeSO₄ = 45,6 / 0,2331 = 195,6 г

11. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра FeSO₄ + m_р-ра Ba(NO₃)₂ – m BaSO₄ = 195,6 + 870 – 69,9 = 995,7 г

12. Найдем массовую долю оставшегося нитрата бария в конечном растворе:
ω_ост. Ba(NO₃)₂ = m_ост. Ba(NO₃)₂ / m_{конечн. р-ра} = 52,2 / 995,7 = 0,0524 → 5,24%

Ответ: ω_ост. Ba(NO₃)₂  = 5,24%

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