Смесь FeO и Fe2O3, массой 200 г растворили в концентрированной азотной кислоте. При этом осуществились следующие химические реакции: FeO + 4HNO. 一 Fe(NO3) 3+ NO2 ^ +2H2O в ходе этого процесса выделилось 17.92 л бурого.газа при н.у. Определите массовую долю Fe2O3в исходной смеси. Ответ выразите в процентах, округлите до десятьх
Для решения данной задачи начнем с анализа химических реакций, происходящих с оксидами железа. У нас есть смесь FeO и Fe2O3.
Запишем уравнение реакции для FeO: \[ \text{FeO} + 4 \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Fe(NO}_3\text{)}_3 + 2 \text{NO}_2 + 2 \text{H}_2\text{O} \]
Из уравнения видно, что на 1 моль FeO выделяется 1 моль NO2.
Определим количество выделившегося NO2: При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22.4 литра. У нас выделилось 17.92 литра NO2. \[ n(NO_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{17.92 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} \approx 0.8 \, \text{моль} \]
Это количество соответствует 0.8 молям FeO, так как на 1 моль FeO выделяется 1 моль NO2.
Теперь определим количество FeO: Молярная масса FeO (Fe=55.85, O=16.00) равна: \[ M(\text{FeO}) \approx 55.85 + 16.00 = 71.85 \, \text{г/моль} \]
Затем рассчитываем массу FeO: \[ m(\text{FeO}) = n(\text{FeO}) \cdot M(\text{FeO}) = 0.8 \, \text{моль} \cdot 71.85 \, \text{г/моль} \approx 57.48 \, \text{г} \]
Теперь найдем массу Fe2O3 в смеси: Поскольку общая масса смеси составляет 200 г, можем найти массу Fe2O3: \[ m(\text{Fe}_2\text{O}_3) = 200 \, \text{г} - m(\text{FeO}) = 200 \, \text{г} - 57.48 \, \text{г} \approx 142.52 \, \text{г} \]
Теперь необходимо определить массовую долю Fe2O3: Молярная масса Fe2O3 (Fe=55.85, O=16.00): \[ M(\text{Fe}_2\text{O}_3) \approx 2 \cdot 55.85 + 3 \cdot 16.00 = 159.7 \, \text{г/моль} \]
После этого рассчитаем массовую долю Fe2O3 в смеси: \[ \text{Массовая доля} = \frac{m(\text{Fe}_2\text{O}_3)}{m(\text{смесь})} \cdot 100\% = \frac{142.52 \, \text{г}}{200 \, \text{г}} \cdot 100\% \approx 71.26\% \]
Округлив до десятых, получаем: \[ \text{Массовая доля Fe}_2\text{O}_3 \approx 71.3\% \]
Таким образом, массовая доля Fe2O3 в исходной смеси составляет приблизительно 71.3%.
