Question

При нагревании образца нитрата железа(III) часть вещества разложилась. При этом образовалось 88,6 г твёрдого остатка. Этот остаток может прореагировать с 225 г 16%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массу исходного образца нитрата железа(III) и объём выделившейся смеси газов (в пересчёте на н.у.). В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

Accepted Answer

Answer

Идея решения: при разложении нитрата железа(III) образуется оксид железа(III) и газы; оставшийся нитрат реагирует с щелочью; по количеству щелочи найдём массу нереагировавшего нитрата, затем — массу разложившегося вещества и объём газов.

**Уравнения реакций:**

$$\ce{4Fe(NO3)3 ->[t^{\circ}] 2Fe2O3 + 12NO2 ^ + 3O2 ^}$$

$$\ce{Fe(NO3)3 + 3NaOH -> Fe(OH)3 v + 3NaNO3}$$

**Расчёты:**

1) Вычислим массу гидроксида натрия в растворе:

$$m_{\ce{NaOH}} = m_{	ext{р-ра}} \cdot \omega = 225 \cdot 0{,}16 = 36 	ext{ г}$$

2) Найдём количество вещества $\ce{NaOH}$:

$$n_{\ce{NaOH}} = \frac{m_{\ce{NaOH}}}{M_{\ce{NaOH}}} = \frac{36}{40} = 0{,}9 	ext{ моль}$$

3) По стехиометрии второй реакции определим количество нитрата железа(III), не разложившегося:

$$n_{\ce{Fe(NO3)3}} = \frac{n_{\ce{NaOH}}}{3} = \frac{0{,}9}{3} = 0{,}3 	ext{ моль}$$

4) Вычислим массу этого нитрата:

$$m_{\ce{Fe(NO3)3}} = n_{\ce{Fe(NO3)3}} \cdot M_{\ce{Fe(NO3)3}} = 0{,}3 \cdot 242 = 72{,}6 	ext{ г}$$

5) Найдём массу оксида железа(III) в остатке:

$$m_{\ce{Fe2O3}} = m_{	ext{остатка}} - m_{\ce{Fe(NO3)3}} = 88{,}6 - 72{,}6 = 16 	ext{ г}$$

6) Определим количество вещества оксида:

$$n_{\ce{Fe2O3}} = \frac{m_{\ce{Fe2O3}}}{M_{\ce{Fe2O3}}} = \frac{16}{160} = 0{,}1 	ext{ моль}$$

7) По первому уравнению найдём количество разложившегося нитрата железа(III):

$$n_{	ext{разлож.}} = 2n_{\ce{Fe2O3}} = 2 \cdot 0{,}1 = 0{,}2 	ext{ моль}$$

8) Вычислим его массу:

$$m_{	ext{разлож.}} = 0{,}2 \cdot 242 = 48{,}4 	ext{ г}$$

9) Определим общую массу исходного образца:

$$m_{	ext{исходн.}} = 48{,}4 + 72{,}6 = 121 	ext{ г}$$

10) Найдём количество выделившихся газов по первому уравнению:

$$n_{\ce{NO2}} = 6n_{\ce{Fe2O3}} = 6 \cdot 0{,}1 = 0{,}6 	ext{ моль}$$

$$n_{\ce{O2}} = \frac{3n_{\ce{Fe2O3}}}{2} = \frac{3 \cdot 0{,}1}{2} = 0{,}15 	ext{ моль}$$

11) Общее количество газов:

$$n_{	ext{газов}} = 0{,}6 + 0{,}15 = 0{,}75 	ext{ моль}$$

12) Объём смеси газов при н.у.:

$$V_{	ext{газов}} = n_{	ext{газов}} \cdot V_m = 0{,}75 \cdot 22{,}4 = 16{,}8 	ext{ л}$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии