Правильный ответ
- Рассчитаем массу конечного раствора и массовую долю нитрата калия в нем
mконеч. р–ра = mр–ра.(H2SO4) + m(Fe2O3) + m(Na2SO3) − m↓(FeSO4)
mконеч. р–ра = 117,6 + 16 + 12,6 − 3,32 = 142,88 г
ω(Na2SO4) = m2(Na2SO4) : mконеч. р–ра • 100 = 14,2 : 142,88 • 100 = 9,94%
Максимальный балл: 4
Полное решение
- Запишем уравнения реакций
(1) Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O
(2) Fe2(SO4)3 + Na2SO3 + H2O = 2FeSO4 + Na2SO4 + H2SO4
- Рассчитаем количество солей после добавления сульфита натрия
n1(Fe2O3) = m : M = 16 : 160 = 0,1 моль
m1(H2SO4) = mр–ра • ω = 117,6 • 0,25 = 29,4 г ⇒ n1(H2SO4) = m : M = 29,4 : 98 = 0,3 моль
Серной кислоты в 3 раза больше, чем оксида железа (III)
В реакции (1) реагенты израсходуются полностью
n1(Fe2(SO4)3) = n1(Fe2O3) = 0,1 моль ⇒ m1(Fe2(SO4)3) = n • M = 0,1 • 400 = 40 г
n2(Na2SO3) = m : M = 12,6 : 126 = 0,1 моль
Количество сульфита натрия равно количеству сульфата железа (III)
В реакции (2) реагенты израсходуются полностью
n2(FeSO4) = n1(Fe2(SO4)3) • 2 = 0,1 • 2 = 0,2 моль ⇒ m2(FeSO4) = n • M = 0,2 • 152 = 30,4 г
n2(Na2SO4) = n1(Fe2(SO4)3) = 0,1 = 0,1 моль ⇒ m2(Na2SO4) = n • M = 0,1 • 142 = 14,2 г
- С учетом растворимости рассчитаем количество солей в полученном растворе
mвсего(H2O) = mв р–ре кислоты(H2O) + m1(H2O) − m2(H2O) = 117,6 • 0,75 + 0,1 • 3 • 18 – 0,1 • 18 = 91,8 г
(29,5 : 100) = х : 91,8 ⇒ х = mв р–ре.(FeSO4) = 27,08 г < всего FeSO4
m↓(FeSO4) = m2(FeSO4) – mв р–ре.(FeSO4) = 30,4 – 27,08 = 3,32 г
(28 : 100) = х : 91,8 ⇒ х = mв р–ре.(Na2SO4) = 25,7 г > всего Na2SO4, весь остается в растворе
- Рассчитаем массу конечного раствора и массовую долю нитрата калия в нем
mконеч. р–ра = mр–ра.(H2SO4) + m(Fe2O3) + m(Na2SO3) − m↓(FeSO4)
mконеч. р–ра = 117,6 + 16 + 12,6 − 3,32 = 142,88 г
ω(Na2SO4) = m2(Na2SO4) : mконеч. р–ра • 100 = 14,2 : 142,88 • 100 = 9,94%
Максимальный балл: 4