Смесь оксида железа(II) и железной окалины, в которой соотношение атомов железа и кислорода равно 7:9, растворили В концентрированной серной кислоте, взятой в избытке. После про пускания выделившегося газа через раствор едкого кали получили 474 г 10%-ного раствора средней соли. Вычислите процентную кон центрацию железной окалины в смеси оксидов. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения иско мых физических величин).​

Уравнение реакции производится между оксидом железа(II) (FeO) и серной кислотой (H2SO4), полученной из концентрированной серной кислоты (H2SO4):

FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O

В данной реакции оксид железа(II) (FeO) взаимодействует с серной кислотой (H2SO4), образуя сульфат железа(II) (FeSO4) и воду (H2O).

Исходя из условия задачи, соотношение атомов железа и кислорода в смеси оксида железа(II) и железной окалины равно 7:9. Это означает, что в смеси покаля и оксидов FeO и Fe2O3 отношение масс железа и кислорода равно 7:9.

Давайте обозначим массу оксида железа(II) как mFeO и массу железной окалины как mFe2O3.

Теперь рассмотрим реакцию, при которой смесь растворили в концентрированной серной кислоте (H2SO4) в избытке:
FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O

Из уравнения реакции видно, что одна молекула FeO соответствует одной молекуле FeSO4.

Выделившийся газ через раствор едкого кали (KOH) свидетельствует о реакции образования Fe(OH)2 и Fe(OH)3, которые далее реагируют с KOH, образуя соли FeK2O2 и K3Fe(II)(OH)6 на сайте кислоты.
Fe(OH)2 + Fe(OH)3 + 4KOH → 2FeK2O2 + K3Fe(II)(OH)6 + 2H2O

Из уравнения реакции следует, что для образования двух молекул FeK2O2 и одной молекулы K3Fe(II)(OH)6 требуется наличие одной молекулы Fe(OH)2 и одной молекулы Fe(OH)3.

По условию задачи после проведения реакции выделен 474 г 10%-ного раствора средней соли. То есть, масса средней соли составляет 10% от общей массы раствора (474 г).

Давайте обозначим массу средней соли как mср.

Таким образом, mср = 0,1 * (масса раствора) = 0,1 * 474 г = 47,4 г

Также нам известно, что средняя соль образуется при реакции смеси оксида железа(II) и железной окалины с концентрированной серной кислотой в избытке.

Чтобы вычислить массу железной окалины (mFe2O3) в смеси оксидов, нам нужно узнать, сколько железа содержится в средней соли.

Для этого введем обозначение x для массы железа (Fe) в средней соли.

Так как масса железа (Fe) составляет 7/16 от массы средней соли (FeSO4) и есть соотношение 7:9 между массами железа и кислорода в исходной смеси оксида железа(II) и железной окалины, мы можем составить уравнение:

mFe * 2 + (mср - mFe * 2) / 2 * 3 = 7/9 * (mFe * 2 + (mср - mFe * 2))

Решая это уравнение, найдем значение x (масса железа в средней соли) и соответственно массу железной окалины в смеси оксидов.

Подставим известные значения и проведем расчет:

x = (7/16) * 47,4 г
x = 26,18 г

Таким образом, масса железной окалины (Fe2O3) в смеси оксидов равна 26,18 г.

Чтобы вычислить процентную концентрацию железной окалины в смеси оксидов, мы должны рассчитать отношение массы железной окалины (Fe2O3) к общей массе смеси оксидов и оксида железа(II) (FeO):

процентная концентрация = (масса железной окалины / общая масса смеси) * 100%

процентная концентрация = (26,18 г / (26,18 г + mFeO)) * 100%

Для того, чтобы решить это уравнение, нам нужно выразить массу оксида железа(II) (FeO) через известные величины. Заметим, что общая масса смеси оксида железа(II) и железной окалины равна 474 г, как указано в задаче.

Обозначим массу оксида железа(II) (FeO) как mFeO.

Тогда, mFeO + mFe2O3 = 474 г
mFeO = 474 г - mFe2O3

Теперь подставим это значение в уравнение для процентной концентрации:

процентная концентрация = (26,18 г / (26,18 г + (474 г - mFe2O3))) * 100%

Таким образом, мы можем вычислить процентную концентрацию железной окалины в смеси оксидов.

Обратите внимание, что нам необходимо знать значение массы оксида железа(II) (FeO), чтобы решить окончательное уравнение.