Подскажите, могу ли я заехать на поезде из Российской Федерации в Республику Беларусь по паспорту гражданина Российской Федерации и вылететь из Республики Беларусь по паспорту гражданина Украины?

Да, вы можете заехать в Республику Беларусь из Российской Федерации по паспорту гражданина РФ, но вылететь из Беларуси по паспорту гражданина Украины нельзя.
Въезд в Беларусь по паспорту РФ возможен благодаря двустороннему соглашению между странами. Для россиян не требуется виза, достаточно предъявить общегражданский паспорт РФ или загранпаспорт. При пребывании в стране до 90 дней регистрация не нужна.
Вылет из Беларуси по паспорту Украины невозможен из-за ограничений, связанных с транзитом и требованиями к документам