Задание 34 ЕГЭ по химии

В кислой среде ионы перманганата окисляют ионы железа(II) до ионов железа(III). Уравнение реакции:
MnO₄^- + 5Fe²⁺ + 8H↑+ → Mn²⁺ + 5Fe³⁺ + 4H₂O
Рассчитаем количество вещества перманганата калия в первой порции:
n(KMnO₄) = cV = 0,01 mol/L · 0,040 L = 0,0004 mol
По уравнению реакции количество ионов железа(II) в 50 мл раствора в пять раз больше:
n(Fe²⁺)_{50 мл} = 5n(KMnO₄) = 5 · 0,0004 = 0,002 mol
Во второй порции объёмом 100 мл содержится в два раза больше ионов железа(II):
n(Fe²⁺)_{100 мл} = 0,002 · 2 = 0,004 mol
При добавлении гидроксида калия ионы железа(II) осаждаются в виде гидроксида железа(II):
Fe²⁺ + 2OH^- → Fe(OH)₂ ↓
Количество вещества гидроксида калия, а значит и ионов гидроксида, равно:
n(OH^-) = cV = 0,1 mol/L · 0,060 L = 0,006 mol
Для полного осаждения 0,004 моль ионов железа(II) потребовалось бы:
n(OH^-)_треб = 2n(Fe²⁺) = 2 · 0,004 = 0,008 mol
Гидроксид-ионов недостаточно, поэтому осадится 0,003 моль ионов железа(II), а в растворе останется:
n(Fe²⁺)_ост = 0,004 - 0,0062 = 0,001 mol
Масса оставшихся в растворе ионов железа:
m(Fe²⁺) = nM = 0,001 mol · 56 g/mol = 0,056 g
Масса полученного раствора до отделения осадка равна сумме масс двух растворов:
m_смеси = 100 мл · 1 g/ml + 60 мл · 1 g/ml = 160 g
Следовательно, массовая доля оставшихся ионов железа в полученной смеси составляет:
ω(Fe²⁺) = 0,056160 · 100% = 0,035%