1. Запишем уравнения реакций

(1) Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

(2) Fe₂(SO₄)₃ + Na₂SO₃ + H₂O = 2FeSO₄ + Na₂SO₄ + H₂SO₄

2. Рассчитаем количество солей после добавления сульфита натрия

n₁(Fe₂O₃) = m : M = 16 : 160 = 0,1 моль

m₁(H₂SO₄) = m_р–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

3. С учетом растворимости рассчитаем количество солей в полученном растворе

m_всего(H₂O) = m_{в 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 = m_{в р–ре.}(FeSO₄) = 27,08 г < всего FeSO₄

m↓(FeSO₄) = m₂(FeSO₄) – m_{в р–ре.}(FeSO₄) = 30,4 – 27,08 = 3,32 г

(28 : 100) = х : 91,8 ⇒ х = m_{в р–ре.}(Na₂SO₄) = 25,7 г > всего Na₂SO₄, весь остается в растворе

4. Рассчитаем массу конечного раствора и массовую долю нитрата калия в нем

m_{конеч. р–ра} = m_р–ра.(H₂SO₄) + m(Fe₂O₃) + m(Na₂SO₃) − m↓(FeSO₄)

m_{конеч. р–ра} = 117,6 + 16 + 12,6 − 3,32 = 142,88 г

ω(Na₂SO₄) = m₂(Na₂SO₄) : m_{конеч. р–ра} • 100 = 14,2 : 142,88 • 100 = 9,94%

Максимальный балл: 4