1. Запишем уравнения реакций:

(1) 10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ = 5Fe₂(SO₄)₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O

(2) FeSO₄ + 2KOH = Fe(OH)₂ ↓ + K₂SO₄

2. Найдем количество вещества исходных реагентов:

n_исх.(KMnO₄) = с • V = 0,01 • 0,04 = 0,0004 моль
n_исх.(KOH) = с • V = 0,1 • 0,06 = 0,006 моль

3. Выполним расчеты по уравнениям реакций:

n_{в 1 порции}(FeSO₄) = n_исх.(KMnO₄) • 5 = 0,0004 • 5 = 0,002 моль

m_{1 порции} = ρ • V = 1 • 50 = 50 г

m_{2 порции} = ρ • V = 1 • 100 = 100 г

m_{2 порции} больше m_{1 порции} в 100 : 50 = 2 раза

Значит и количество вещества FeSO₄ во второй порции больше в 2 раза, чем в первой порции

n_{во 2 порции}(FeSO₄) = n_{в 1 порции}(FeSO₄) • 2 = 0,002 • 2 = 0,004 моль

n_{прорег. во 2 порции}(FeSO₄) = n_исх.(KOH) : 2 = 0,006 : 2 = 0,003 моль

n_{ост. во 2 порции}(FeSO₄) = n_{во 2 порции}(FeSO₄) − n_{прорег. во 2 порции}(FeSO₄) = 0,004 − 0,003 = 0,001 моль

n(Fe(OH)₂) = n_исх.(KOH) : 2 = 0,006 : 2 = 0,003 моль

4. Найдем массу второй порции после реакции со щелочью и массовую долю ионов железа в ней:

m_р-ра(KOH) = ρ • V = 1 • 60 = 60 г

m(Fe(OH)₂) = n • M = 0,003 • 90 = 0,27 г

m_конеч.(2 порции) = m_{2 порции} + m_р-ра(KOH) − m(Fe(OH)₂) = 100 + 60 − 0,27 = 159,73 г

n(Fe²⁺) =n_{nост. во 2 порции}(FeSO₄) = 0,001 моль

m(Fe²⁺) = n • M = 0,001 • 56 = 0,056 г

ω(Fe²⁺) = m(Fe²⁺) • 100 : m_конеч.(2 порции) = 0,056 • 100 : 159,73 = 0,035%

Максимальный балл: 4