РУҚА
34

Шешімі: Расчёт массовой доли соли

ЕГЭ · Химия · Тапсырма 34 · Химиялық есептеулер
ЖоғарыФИПИC06345Толық шешім≈ 15 минутТалдау 12 қадам
Условие

Смесь железной окалины и оксида железа(III), в которой соотношение числа атомов железа к числу атомов кислорода равно 7 : 10, растворили в 500 г концентрированной азотной кислоты, взятой в избытке. Для полного поглощения выделившегося при этом газа потребовалось 20 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю соли в растворе, образовавшемся после растворения оксидов в кислоте.

В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Тапсырманы ашып, өзіңіз шешіңіз
Дальше ответЕгер әлі шешіп жатсаңыз – кеңестерден бастаңыз: олар жауапқа жетелейді, бірақ оны ашпайды.
К подсказкам

Шешім по шагам

12 қадам
1

Обозначим количество вещества железной окалины $\mathrm{Fe_3O_4}$ через $x$ моль, а количество вещества $\mathrm{Fe_2O_3}$ — через $y$ моль. По условию:

$$\frac{3x+2y}{4x+3y}=\frac{7}{10}$$
2

Решая уравнение, получаем:

$$10(3x+2y)=7(4x+3y),\quad 30x+20y=28x+21y,\quad y=2x$$
3

Количество гидроксида натрия в растворе:

$$m(\mathrm{NaOH})=20\cdot0{,}20=4\ \mathrm{г};\quad n(\mathrm{NaOH})=\frac{4}{40}=0{,}100\ \mathrm{моль}$$
4

Уравнение поглощения оксида азота(IV):

$$2\mathrm{NO_2}+2\mathrm{NaOH}\rightarrow\mathrm{NaNO_2}+\mathrm{NaNO_3}+\mathrm{H_2O}$$
5

Из уравнения следует, что $n(\mathrm{NO_2})=n(\mathrm{NaOH})=0{,}100\ \mathrm{моль}$. При взаимодействии железной окалины с концентрированной азотной кислотой:

$$\mathrm{Fe_3O_4}+10\mathrm{HNO_3}\rightarrow3\mathrm{Fe(NO_3)_3}+\mathrm{NO_2}+5\mathrm{H_2O}$$
6

Следовательно, $x=0{,}100$ моль, а $y=2x=0{,}200$ моль. Для оксида железа(III) протекает реакция:

$$\mathrm{Fe_2O_3}+6\mathrm{HNO_3}\rightarrow2\mathrm{Fe(NO_3)_3}+3\mathrm{H_2O}$$
7

Количество образовавшегося нитрата железа(III):

$$n(\mathrm{Fe(NO_3)_3})=3x+2y=3\cdot0{,}100+2\cdot0{,}200=0{,}700\ \mathrm{моль}$$
8

Масса соли:

$$M(\mathrm{Fe(NO_3)_3})=56+3(14+3\cdot16)=242\ \mathrm{г/моль};\quad m(\mathrm{Fe(NO_3)_3})=0{,}700\cdot242=169{,}4\ \mathrm{г}$$
9

Масса растворившихся оксидов:

$$m(\mathrm{Fe_3O_4})=0{,}100\cdot232=23{,}2\ \mathrm{г};\quad m(\mathrm{Fe_2O_3})=0{,}200\cdot160=32{,}0\ \mathrm{г};\quad m_{\text{оксидов}}=55{,}2\ \mathrm{г}$$
10

Масса выделившегося газа:

$$m(\mathrm{NO_2})=0{,}100\cdot46=4{,}6\ \mathrm{г}$$
11

Так как азотная кислота взята в избытке, масса конечного раствора равна массе кислоты и оксидов за вычетом массы выделившегося газа:

$$m_{\text{раствора}}=500+55{,}2-4{,}6=550{,}6\ \mathrm{г}$$

Массовая доля соли в растворе:

$$\omega(\mathrm{Fe(NO_3)_3})=\frac{169{,}4}{550{,}6}\cdot100\%=30{,}8\%$$
Жауап

Массовая доля нитрата железа(III) в образовавшемся растворе равна $30{,}8\%$.

Бұл жауап талдау нәтижесінде алынды, бірақ банктің ресми кілтімен тексерілген жоқ — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Қате определяют соотношение количеств $\mathrm{Fe_3O_4}$ и $\mathrm{Fe_2O_3}$.

Используют уравнение реакции железной окалины с разбавленной, а не с концентрированной азотной кислотой.

Считают, что на один моль $\mathrm{NO_2}$ требуется два моля $\mathrm{NaOH}$; в уравнении поглощения соотношение составляет 1 : 1.

Не вычитают массу выделившегося газа при расчёте массы конечного раствора.

В массу соли ошибочно включают остаток азотной кислоты.

Закрепить приёмВ теме «Химиялық есептеулер» ещё 309 тапсырма — жауабымен және дәл осындай талдауымен.
Жаттығу

Тапсырманы қалай шешу керек 34 ЕГЭ, химия

Бұл есептің талдауы келесіге бөлінген: 12 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Жауап есептеулердің жанында келтірілген, олардың орнына емес.

Задача из темы «Химические расчёты»: в ней 310 задач, и у каждой есть такой же разбор. Тіркеу қажет емес.