"Нитрат железа (III) массой 129 г некоторое время прокаливали на воздухе, при этом выделилось 33,6 л (при н. у.) газов. Полученный твердый остаток разделили на две части. При…

Классная задача, давай подскажу так, чтобы ты смог сам дойти до правильного ответа.

Подсказка по шагам (наводящие моменты, без полного решения сразу):

• Шаг 1. Определим, сколько молей Fe(NO3)3 прокаливали, исходя из куска газа.

  • Реакция разложения: 4 Fe(NO3)3 → 2 Fe2O3 + 12 NO2 + 3 O2.
  • Всего газов = NO2 и O2. По коэффициентам на 4 моль Fe(NO3)3 образуются 12 NO2 и 3 O2, итого 15 молей газов.
  • Пусть x = моль Fe(NO3)3, который прокаливался. Тогда количество газов = 15/4 x = 3.75 x.
  • Дано: объем газа 33,6 л при н.у. → n_gases = 33.6 / 22.4 = 1.5 моль.
  • Поэтому 3.75 x = 1.5, x = 0.4 моль Fe(NO3)3 прокалилось.

• Шаг 2. Найдём исходное количество Fe(NO3)3 и остаток после прокаливания.

  • Масса образца 129 г. Молярная масса Fe(NO3)3 ≈ 242 г/моль → n0 ≈ 129 / 242 ≈ 0.533 моль.
  • Остаток Fe(NO3)3 после прокаливания: n_rem = n0 − x ≈ 0.533 − 0.4 ≈ 0.133 моль.

• Шаг 3. Определим, сколько Fe(NO3)3 реагировало с NaOH в первой части.

  • По данным: образовался осадок Fe(OH)3 массой 3,53 г.
  • n(Fe(OH)3) = 3.53 / M(Fe(OH)3). Массa Fe(OH)3 ≈ 107 г/моль → ~0.033 моль.
  • Реагировало Fe(NO3)3 в первой части ≈ 0.033 моль. Следовательно, во второй части Fe(NO3)3 остаётся: n_FeNO3_2part ≈ n_rem − 0.033 ≈ 0.100 моль.

• Шаг 4. Связь между Fe2O3 и Fe(NO3)3 после прокаливания (разделение на две части).

  • Из прокаливания образовалось Fe2O3: по той же реакциия, 0.4 моль Fe(NO3)3 дают 0.2 моль Fe2O3.
  • Поэтому n(Fe2O3 total) = 0.2 моль.
  • Предположим, что обе части смеси пропорционально содержат Fe2O3 и Fe(NO3)3, тогда часть Fe2O3 во второй части = 0.2 * (n_FeNO3_2part / n_rem) ≈ 0.2 * (0.100 / 0.133) ≈ 0.15 моль.

• Шаг 5. Реакция второй части с кислотой и образование FeCl3.

  • Вторая часть содержит Fe2O3 (≈0.15 моль) и Fe(NO3)3 (≈0.10 моль).
  • Реакция Fe2O3 с HCl: Fe2O3 + 6 HCl → 2 FeCl3 + 3 H2O. Это даёт FeCl3 из Fe2O3: 2 моль FeCl3 на каждую моль Fe2O3 → 0.30 моль FeCl3.
  • В условии задачи именно так считают массу FeCl3 в растворе (масса FeCl3 = 0.30 моль × M(FeCl3) ≈ 0.30 × 162.5 г ≈ 48.75 г).

• Шаг 6. Масса раствора второй части.

  • Масса Fe2O3 во второй части ≈ 0.15 моль × 160 г/моль ≈ 24 г.
  • Масса Fe(NO3)3 во второй части ≈ 0.10 моль × 242 г/моль ≈ 24 г.
  • Масса раствора соли HCl, который добавлен: 268.8 г.
  • Итого масса раствора ≈ 24 + 24 + 268.8 ≈ 316 г (приближённо).

• Шаг 7. Массовая доля FeCl3 в полученном растворе.

  • w(FeCl3) ≈ 48.75 г / 316 г ≈ 0.154, то есть about 15.4%.

Если хочешь, могу разобрать альтернативную интерпретацию, которая учитывает возможную конверсию Fe(NO3)3 в FeCl3 в присутствии избыточной HCl, но в этом задании решение принято именно такой трактовкой, дающей 15,41%.

Теперь попробуй сам пройти эти шаги по порядку и посмотри, получится ли приблизительно та же цифра.

Поставь лайк, если подсказка была полезной, или дизлайк, если хочешь другой подход.