1. Запишем уравнения реакций

[1] 2ZnSO₄ + 2H₂O = 2Zn + O₂ + 2H₂SO₄ (электролиз)

[2] 2H₂O = 2H₂ + O₂ (электролиз)

[3] Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂

2. Вычислим количества исходных веществ

m(ZnSO₄) = m(р-ра) · ω(ZnSO₄) = 322 · 0,2 = 64,4 г

n_общ.(O₂) = V : V_А = 24,64 : 22,4 = 1,1 моль

m_общ.(O₂) = n · M = 1,1 · 32 = 35,2 г

n(Fe) = m : M = 19,6 : 56 = 0,35 моль

3. Вычислим количества вещества в конечном растворе

Пусть n_{прореаг.}(ZnSO₄) = x моль, тогда n(O₂) = 0,5x

n(H₂) = 2 · (1,1 – 0,5x)

m_ост.(ZnSO₄) = m_исх. – M · x = 64,4 – 161x

m( H₂ ) = M · n = 2 · (2,2 – x)

m _{р-ра после электролиза}  = m_{исх.р-ра} (ZnSO₄) – m(Zn) – m_общ.(O₂) – m(H₂)

m _{р-ра после электролиза} = 322– 65x – 35,2– (4,4 –  2x) = 282,4 – 63x

m _{р-ра после электролиза} = 322 – 65x – 35,2 – (4,4-2x)

m_ост.(ZnSO₄) =  ω_{кон.р-ра}(ZnSO₄) · m_{кон.р-ра} 

ω_кон.(ZnSO₄) = 0,611 ⟹  64,4 –161x = 0,611· (282,4 – 63x)

157,16x = 47,15 

х = 0,3 моль

n(Fe) = 0,35 > 0,3  ⟹  Fe в избытке

в реакцию вступило 0,3 моль железа

m(Fe)= n  · M = 56  · 0,3 = 16,8 г

n(Fe) = n (H₂) = 0,3 моль   

m(FeSO₄) = n · M = 0,3 · 152 = 45,6 г                                                                        

4. Вычислим массовые доли веществ в конечном растворе

m_ост.(ZnSO₄) = m_исх(ZnSO₄) – m_{прореаг.}(ZnSO₄)

m_ост.(ZnSO₄) =  64,4 – (161· 0,3) = 16,1 г

m_{кон.р-ра}(ZnSO₄) = m_ост.(ZnSO₄ ) : ω(ZnSO₄) = 16,1 : 0,611 = 263,5 г

m(H₂) = n  · M = 0,3 · 2 = 0,6 г

m_{кон.р-ра} = m_{р-ра после электролиза} –  m(H₂) + m(Fe)  

m_{кон.р-ра} = 263,5 – 0,6 + 16,8 = 279,7 г

ω(ZnSO₄) = m(ZnSO₄) : m_р-ра  · 100% = 16,1 : 279,7  · 100% = 5,76 %

ω(FeSO₄) = m(FeSO₄) : m_р-ра  · 100% = 45,6 : 279,7  · 100% = 16,3 %