Химия

8 класс
Вопрос
При действии на смесь, состоящую из железа и оксида железа(II), разбавленной азотной кислотой выделилось 6,72 л (н. у.) оксида азота(11). При действии на такую же порцию смеси соляной кислотой выделилось 2,24 л (н. у.) газа. Определите массовую долю железа в смеси.
Ответ


Записываем уравнения реакций с учетом того, что при взаимодействии $Fe$ и $FeO$ с $HNO_{3}$ образуются нитраты железа(III):

$Fe + 4HNO_{3} = Fe(NO_{3})_{3} + NO \uparrow + 2H_{2}O$; (1)
$3FeO + 10HNO_{3} = 3Fe(NO_{3})_{3} + NO \uparrow + 5H_{2}O$; (2)
$Fe + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2} \uparrow$; (3)
$FeO + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2}O$. (4)

Рассчитываем количество вещества выделившегося водорода и количество вещества железа, вступившего в реакцию с $HCl$:

$n = \frac{V}{V_{m} }; n(H_{2} ) = \frac{2,24 л}{22,4 л/моль} = 0,1 моль$;
$n(Fe) = n(H_{2}) = 0,1 моль$.

Рассчитываем общее количество вещества $NO$, выделившегося в реакциях (1) и (2):

$n = \frac{V}{V_{m} }; n_{общ} (NO) = \frac{6,72 л}{22,4 л/моль} = 0,3 моль$.

Находим количество вещества $NO$, выделившегося в реакциях (1) и (2) по отдельности:

$n_{1}(NO) : n(Fe) = 1:1$, следовательно, $n(Fe) = n_{1}(NO) = 0,1 моль$;
$n_{2}(NO) = n_{общ}(NO) - n_{1}(NO); n_{2}(NO) = 0,3 моль - 0,1 моль = 0,2 моль$.

Рассчитываем количество вещества и массу $FeO$:

$n(FeO) : n_{2}(NO) = 3:1$, следовательно, $n(FeO) = 3n_{2}(NO) = 0,6 моль$;
$m = nM; m(FeO) = 0,6 моль \cdot 72 г/моль = 43,2 г$.

Вычисляем массу $Fe$ и массу исходной смеси:

$m = nM; m(Fe) = 0,1 моль \cdot 56 г/моль = 5,6 г$;
$m(см.) = m(Fe) + m(FeO); m(см.) = 5,6 г + 43,2 г = 48,8 г$.

Вычисляем массовую долю $Fe$ в исходной смеси:

$w(Fe) = \frac{m(Fe)}{m(см.)}; w(Fe) = \frac{5,6 г}{48,8 г} = 0,115$.
Ответ: $w(Fe) = 0,115$.
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме