Задание №47409 ЕГЭ Химии

Уравнения реакций: 

1) Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

2) Fe + 6HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂О 

 

Так как в ходе реакции выделилось 2 разных оксида азота, то запишем 2 разных уравнения реакций, но не будем забывать, что эти реакции происходят в одном сосуде.

По условию нам дано число молекул NO₂ и NO суммарно. Посчитаем общее число молей этих газов: 

n(NO₂ + O₂) =  4,816 ⋅ 10²³ : 6,02 ⋅ 10²³ = 0,8 моль

Теперь наша задача - понять, сколько молей каждого из газов. 

Пускай у нас x моль NO₂, тогда n(NO) = 0,8 - x моль

Теперь посчитаем моли каждого из атомов: n(N) = x + 0,8 - x = 0,8 моль

n(O) = 2x + 0,8 - x = x + 0,8 моль. 

Нам известно, что соотношение атомов азота к числу атомов кислорода 3:5. Значит, такое же соотношение и по молям. Запишем его:

n(O)/n(N) = 5/3 = (0,8+x)/0,8 

x=0,53 моль

Значит, в ходе второй реакции образовалось 0,18 моль Fe(NO₃)₃, тогда в первой реакции образовалось 0,27 моль Fe(NO₃)₃

Значит, железа в первой реакции участвовало 0,27 моль, а во второй - 0,18 моль 

Нам необходимо посчитать массовую долю соли в растворе, то есть массовую долю Fe(NO3)3. w(Fe(NO3)3) = m(Fe(NO3)3)/m р-ра*100%

m(Fe(NO₃)₃) = n(Fe(NO₃)₃)_{(1) + (2)} ⋅ M(Fe(NO₃)₃) = (0,27+0,18) ⋅ 242 = 108,9 г 

m(р-ра) = m₍₁₎(Fe) + m(Fe)₍₂₎ + m_р-ра(HNO3) - m(NO) - m(NO₂) = (0,27 + 0,18) ⋅ 56 + 350 - 0,27 ⋅ 30 - 0,53 ⋅ 46 = 25,2 + 350 - 8,1 - 24,38 = 342,72 г 

ω(Fe(NO₃)₃) = m(Fe(NO₃)₃) : m_р-ра ⋅ 100% = 108,9 : 342,72 ⋅ 100% = 31,78%