Задание №62765 ЕГЭ Химии

Уравнения реакций:

1) Fe₂O₃ + 6HNO₃ = 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O

2) Fe₃O₄ + 10HNO₃ = 3Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 5H₂O

3) 2NO₂ + 2NaOH = NaNO₂ + NaNO₃ + H₂O

Выражены количества веществ оксида железа (III) и железной окалины

m(NaOH) = m(р-ра NaOH) · ω(NaOH) = 20 · 0,20 = 4,0 г,

n(NaOH) = m : M = 4,0 : 40 = 0,10 моль,

n(Fe₃O₄) = n(NO₂) = n(NaOH) = 0,10 моль.

Пусть n(Fe₂O₃) = x моль, n(Fe₃O₄) = y моль, тогда:

n(Fe) = 2 · n(Fe₂O₃) + 3 · n(Fe₃O₄) = (2x + 3y) моль, 

n(O) = 3 · n(Fe₂O₃) + 4 · n(Fe₃O₄) = (3x + 4y) моль, 

N(Fe) : N(O) = n(Fe) : n(O) = 7 : 10,

(2x + 3y)/(3x + 4y) = 7/10 

 x = 2y 

n(Fe₂O₃) = 2 · n(Fe₃O₄),

n(Fe₂O₃) = 0,10 · 2 = 0,20 моль.

Найдем массу оксидов железа, нитрата железа (III) и получившегося раствора:

n(Fe₂O₃) = M(Fe₂O₃) · n(Fe₂O₃) = 160 · 0,20 = 32 г,

m(Fe₃O₄) = M(Fe₃O₄) · n(Fe₃O₄) = 232 · 0,10 = 23,2 г,

m(NO₂) = n(NO₂) · M(NO₂) = 0,10 · 46 = 4,6 г,

n₁(Fe(NO₃)₃) = 2 · n(Fe₂O₃),

n₂(Fe(NO₃)₃) = 3 · n(Fe₃O₄),

m(Fe(NO₃)₃) = n₁(Fe(NO₃)₃) + n₂(Fe(NO₃)₃) · M(Fe(NO₃)₃) = (2 · 0,20 + 3 · 0,10) · 242 = 169,4 г, 

m(р-ра) = m(HNO₃) + m(Fe₂O₃) + m(Fe₃O₄) - m(NO₂) = 500 + 32 + 23,2 - 4,6 = 550,6 г,

Рассчитаем массовую долю нитрата железа (III):

ω(Fe(NO₃)₃) = m(Fe(NO₃)₃) : m(р-ра) = 169,4 : 550,6 = 0,308 = 30,8%