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 HNO3 образуются нитраты железа(III):
Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O; (1)
3FeO+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O; (2)
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑; (3)
FeO+2HCl=FeCl2+H2O. (4)
Рассчитываем количество вещества выделившегося водорода и количество вещества железа, вступившего в реакцию с HCl:
n=VVm;n(H2)=2,24л22,4л/моль=0,1моль;
n(Fe)=n(H2)=0,1моль.
Рассчитываем общее количество вещества NO, выделившегося в реакциях (1) и (2):
n=VVm;nобщ(NO)=6,72л22,4л/моль=0,3моль.
Находим количество вещества NO, выделившегося в реакциях (1) и (2) по отдельности:
n1(NO):n(Fe)=1:1, следовательно, n(Fe)=n1(NO)=0,1моль;
n2(NO)=nобщ(NO)−n1(NO);n2(NO)=0,3моль−0,1моль=0,2моль.
Рассчитываем количество вещества и массу FeO:
n(FeO):n2(NO)=3:1, следовательно, n(FeO)=3n2(NO)=0,6моль;
m=nM;m(FeO)=0,6моль⋅72г/моль=43,2г.
Вычисляем массу Fe и массу исходной смеси:
m=nM;m(Fe)=0,1моль⋅56г/моль=5,6г;
m(см.)=m(Fe)+m(FeO);m(см.)=5,6г+43,2г=48,8г.
Вычисляем массовую долю Fe в исходной смеси:
w(Fe)=m(Fe)m(см.);w(Fe)=5,6г48,8г=0,115.
Ответ: w(Fe)=0,115.