Задание 34

Задание 34.1

При нагревании образца карбоната кальция часть вещества разложилась. При этом выделилось 4,48 л (н.у.) углекислого газа. Масса твёрдого остатка составила 41,2 г. Этот остаток добавили к 465,5 г раствора соляной кислоты, взятой в избытке. Определите массовую долю соли в полученном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Источник - Демонстрационный вариант КИМ ЕГЭ по химии 2019 года

Решение

Запишем уравнения протекающих реакций:
1) CaCO3 = CaO + CO2
2) CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O
3) CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O
По уравнению реакции рассчитаем количество вещества образовавшегося CO2:
n(CO2) = V(CO2) / Vm = 4,48 л / 22,4 л/моль = 0,2 моль
Из уравнения реакции (1) определим количество вещества образовавшегося оксида кальция:
n(CaO) = n(CO2) = 0,2 моль
Найдем массу образовавшегося оксида кальция:
m(CaO) = n(CaO) * M(CaO) = 0,2 моль * 56 г/моль = 11,2 г
Рассчитаем массу неразложившегося карбоната кальция в остатке:
m(CaCO3)остаток = m(остаток) – m(CaO) = 41,2 г – 11,2 г = 30 г
Определим количество вещества неразложившегося карбоната кальция в остатке:
n(CaCO3)остаток = m(CaCO3)остаток / M(CaCO3) = 30 г / 100 г/моль = 0,3 моль
Найдем количество вещества хлорида кальция, образовавшегося по уравнениям (2) и (3):
n(CaCl2) = n(CaO) + n(CaCO3)остаток = 0,2 + 0,3 = 0,5 моль
Рассчитаем массу хлорида кальция, образовавшегося по уравнениям (2) и (3):
m(CaCl2) = n(CaCl2) * M(CaCl2) = 0,5 моль * 111 г/моль = 55,5 г
Найдем количество вещества углекислого газа, образовавшегося по реакции (2):
n(CO2) = n(CaCO3)остаток = 0,3 моль
Рассчитаем массу углекислого газа, образовавшегося по реакции (2):
m(CO2) = n(CO2) * M(CO2) = 0,3 моль * 44 г/моль = 13,2 г
Определим массу раствора:
m(р-ра) = 41,2 + 465,5 – 13,2 = 493,5 г
Рассчитаем массовую долю хлорида кальция в растворе:
w(CaCl2) = m(CaCl2) / m(р-ра) = 55,5 / 493,5 = 0,112 или 11,2%

Задание 34.2

К 20%-ному раствору соли, полученному при растворении в воде 50 г медного купороса (CuSO4·5H2O), добавили 14,4 г магния. После завершения реакции к полученной смеси прибавили 146 г 25%-ного раствора хлороводородной кислоты. Определите массовую долю хлороводорода в образовавшемся растворе. (Процессами гидролиза пренебречь.)
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Источник - Открытый банк заданий ЕГЭ

Решение

Запишем уравнения протекающих реакций:
1) CuSO4 + Mg = MgSO4 + Cu
2) Mg + 2HCl = MgCl2 + H2
Рассчитаем количество вещества медного купороса и магния, взятых для реакции (1):
n(CuSO4·5H2O) = m(CuSO4·5H2O) / M(CuSO4·5H2O) = 50 г / 250 г/моль = 0,2 моль
n(Mg) = m(Mg) / M(Mg) = 14,4 г / 24 г/моль = 0,6 моль
Согласно уравнению реакции (1) n(CuSO4) = n(Mg)прореаг., при этом учитываем, что n(CuSO4) = n(CuSO4·5H2O). Следовательно, медный купорос находится в недостатке, в то же время магний прореагировал не полностью. Рассчитаем количество непрореагировавшего количества вещества магния (расчет ведем по недостатку соли):
n(Mg)ост. = n(Mg) - n(Mg)прореаг. = 0,6 моль - 0,2 моль = 0,4 моль
Определим исходную массу раствора сульфата меди:
m(CuSO4)р-ра = m(CuSO4) / w(CuSO4)
m(CuSO4) = n(CuSO4) * M(CuSO4) = 0,2 моль * 160 г/моль = 32 г
m(CuSO4)р-ра = (32 г / 20 %) * 100 % = 160 г
Определим массу выделившейся по реакции (1) меди:
n(Cu) = n(Mg)прореаг. = n(CuSO4) = 0,2 моль
m(Cu) = n(Cu) * M(Cu) = 0,2 моль * 64 г/моль = 12,8 г
Рассчитаем массу и количество вещества хлороводородной кислоты, взятой для реакции:
m(HCl)исх. = m(HCl)р-ра * w(HCl)исх. = 146 г * 25 % / 100 % = 36,5 г
n(HCl)исх. = m(HCl)исх. / M(HCl) = 36,5 г / 36,5 г/моль = 1 моль
Вычислим количество вещества реагирующей хлороводородной кислоты согласно уравнению реакции (2): n(HCl)прореаг. = 2 * n(Mg)ост. = 2 * 0,4 моль = 0,8 моль Отмечаем, что исходное количество вещества HCl превышает требуемое для реакции количество (1 моль > 0,8 моль). Следовательно, магний находится в недостатке, он полностью прореагирует по реакции (2).
Определим количество вещества HCl, которое останется после реакции (2), и соответствующую массу остатка HCl:
n(HCl)ост. = n(HCl)исх. - n(HCl)прореаг. = 1 моль - 0,8 моль = 0,2 моль
m(HCl)ост. = n(HCl)ост. * M(HCl) = 0,2 моль * 36,5 г/моль = 7,3 г
Определим массу водорода, выделяющегося в результате протекания реакции (2):
n(H2) = n(Mg)ост. = 0,4 моль
m(H2) = n(H2) * M(H2) = 0,4 моль * 2 г/моль = 0,8 г
Рассчитаем массу раствора после протекания реакций (1) и (2):
m(р-ра)ост. = m(CuSO4)р-ра + m(Mg) - m(Cu) + m(HCl)р-ра - m(H2) = 160 г + 14,4 г - 12,8 г + 146 г - 0,8 г = 306,8 г
Найдем искомую массовую долю хлороводорода в образовавшемся растворе:
w(HCl) = m(HCl)ост. / m(р-ра)ост. = 7,3 г / 306,8 г = 0,0238 или 2,38%

Задание 34.3

При нагревании образца нитрата меди(II) часть вещества разложилась. При этом образовался твёрдый остаток массой 50,8 г. К остатку добавили 150 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. При этом образовался раствор с массой 159 г и массовой долей гидроксида натрия 13,84%. Определите объём смеси газов (в пересчёте на н.у.), выделившихся в результате частичного разложения нитрата меди(II).
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Источник - Открытый банк заданий ЕГЭ

Решение

Запишем уравнения протекающих реакций:
1) 2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2↑ + O2
2) Cu(NO3)2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaNO3
Твердый остаток после разложения соли представляет собой смесь неразложившегося количества нитрата меди (II) и образовавшегося оксида меди (II).
Вычислим исходную массу гидроксида натрия, взятого для реакции (II):
m(NaOH)исх. = m(р-ра NaOH)исх. * w(NaOH)исх. = 150 г * 20 % / 100% = 30 г
Вычислим массу гидроксида натрия, оставшегося в растворе после протекания реакции (II):
m(NaOH)ост. = m(р-ра NaOH)ост. * w(NaOH)ост. = 159 г * 13,84 % / 100% = 22 г
Определим массу и количество вещества гидроксида натрия, прореагировавшего по реакции (II):
m(NaOH)прореаг. = m(NaOH)исх. - m(NaOH)ост. = 30 г - 22 г = 8 г
n(NaOH)прореаг. = m(NaOH)прореаг. / M(NaOH) = 8 г / 40 г/моль = 0,2 моль
На основе уравнения реакции (2) составим пропорцию для нахождения количества вещества нитрата меди (II), прореагировавшего по реакции (2) или оставшегося после разложения по реакции (1):
1 моль Cu(NO3)2 - 2 моль NaOH
x моль Cu(NO3)2 - 0,2 моль NaOH
Тогда x = n(Cu(NO3)2)прореаг.2 = 1 моль * 0,2 моль / 2 моль = 0,1 моль
Вычислим массу нитрата меди (II), прореагировавшего по реакции (2) или оставшегося после разложения по реакции (1):
m(Cu(NO3)2)прореаг.2 = n(Cu(NO3)2)прореаг.2 * M(Cu(NO3)2) = 0,1 моль * 188 г/моль = 18,8 г
Рассчитаем массу и количество вещества оксида меди (II), образовавшегося по реакции (2):
m(CuO) = m(тв.остаток) - m(Cu(NO3)2)прореаг.2) = 50,8 г - 18,8 г = 32 г
n(CuO) = m(CuO) / M(CuO) = 32 г / 80 г/моль = 0,4 моль
На основе уравнения реакции (1) составим пропорцию для нахождения количества вещества газообразных продуктов (NO2 и O2), образовавшихся при разложении по реакции (1):
2    моль CuO - 5 моль газообразных продуктов
0,4 моль CuO - y моль газообразных продуктов
Тогда y = n(газы разложения) = 0,4 моль * 5 моль / 2 моль = 1 моль
Определим искомый объем образовавшейся смеси газов (при н.у.) в результате разложения по реакции (1):
V(газы разложения) = n(газы разложения) * Vm = 1 моль * 22,4 л/моль = 22, 4 л

Задание 34.4

При нагревании хлората калия (KClO3) в присутствии катализатора часть вещества разложилась. При этом выделилось 6,72 л (н.у.) газа и образовался твёрдый остаток массой 16 г. К остатку добавили 170 г 30%-ного раствора нитрата серебра. Определите массовую долю нитрата серебра в полученном растворе. (KClO3 и AgClO3 растворимы в воде.)
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Источник - Открытый банк заданий ЕГЭ

Решение

Запишем уравнения протекающих реакций:
1) 2KClO3 = 2KCl + 3O2↑ (в присутствии катализатора)
2) KCl + AgNO3 = AgCl↓ + KNO3
Рассчитаем количество вещества выделившегося кислорода при разложении хлората калия:
n(O2) = V(O2) / Vm = 6,72 л / 22,4 л/моль = 0,3 моль
По уравнению реакции (1) составим пропорцию для определения количества вещества образовавшегося хлорида калия:
2 моль KCl - 3 моль O2
х моль KCl - 0,3 моль O2
Тогда х = n(KCl) = 0,3 моль * 2 моль / 3 моль = 0,2 моль
Вычислим массу образовавшегося хлорида калия:
m(KCl) = n(KCl) * M(KCl) = 0,2 моль * 74,5 г/моль = 14,9 г
Вычислим массу неразложившегося хлората калия:
m(KClO3) = m(тв.остаток) - m(KCl) = 16 г - 14,9 г = 1,1 г
Определим исходную массу нитрата серебра в растворе, взятом для реакции (2):
m(AgNO3)исх. = m(р-ра AgNO3)исх. * w(AgNO3)исх. = 170 г * 30 % / 100 % = 51 г
Определим количество вещества и массу нитрата серебра, вступившего в реакцию (2):
n(AgNO3)прореаг. = n(AgCl) = n(KCl) = 0,2 моль
m(AgNO3)прореаг. = n(AgNO3)прореаг. * M(AgNO3) = 0,2 моль * 170 г/моль = 34 г
Вычислим массу нитрата серебра, оставшегося в растворе после протекания реакции (2):
m(AgNO3)ост. = m(AgNO3)исх. - m(AgNO3)прореаг. = 51 г - 34 г = 17 г
Определим массу образовавшегося осадка хлорида серебра:
m(AgCl) = n(AgCl) * M(AgCl) = 0,2 моль * 143,5 г/моль = 28,7 г
Рассчитаем массу раствора, образовавшегося после реакции (2):
m(р-ра)ост. = m(тв.остаток) + m(р-ра AgNO3)исх. - m(AgCl) = 16 г + 170 г - 28,7 г = 157,3 г
Найдем искомую массовую долю нитрата серебра в растворе после протекания реакции (2):
w(AgNO3)ост. = m(AgNO3)ост. / m(р-ра)ост. = 17 г / 157,3 г = 0,1081 или 10,81 %

Задание 34.5

При нагревании карбоната магния часть вещества разложилась. При этом выделилось 5,6 л газа и образовалось 18,4 г твёрдого остатка. Остаток растворили в 365 г соляной кислоты, при этом массовая доля кислоты в конечном растворе составила 2,9%. Вычислите массовую долю соляной кислоты в исходном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Источник - Открытый банк заданий ЕГЭ

Решение

Запишем уравнения протекающих реакций:
1) MgCO3 = MgO + CO2
2) MgCO3 + 2HCl = MgCl2 + CO2↑ + H2O
3) MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O
Рассчитаем количество вещества CO2, образовавшегося по уравнению реакции (1):
n(CO2) = V(CO2) / Vm = 5,6 л / 22,4 л/моль = 0,25 моль
По уравнению реакции (1) определим количество вещества образовавшегося оксида магния:
n(MgO) = n(CO2) = 0,25 моль
Найдем массу образовавшегося оксида магния:
m(MgO) = n(MgO) * M(MgO) = 0,25 моль * 40 г/моль = 10 г
Рассчитаем массу неразложившегося карбоната магния в остатке:
m(MgCO3)остаток = m(остаток) – m(MgO) = 18,4 г – 10 г = 8,4 г
Определим количество вещества неразложившегося карбоната магния в остатке:
n(MgCO3)остаток = m(MgCO3)остаток / M(MgCO3) = 8,4 г / 84 г/моль = 0,1 моль
Согласно уравнению реакции (2) составим пропорцию для расчета количества вещества HCl, прореагировавшего в реакции (2):
1    моль MgCO3 - 2 моль HCl
0,1 моль MgCO3 - x моль HCl
Тогда х = n(HCl)прореаг.2 = 0,1 моль * 2 моль / 1 моль = 0,2 моль
Согласно уравнению реакции (3) составим пропорцию для расчета количества вещества HCl, прореагировавшего в реакции (3):
1     моль MgO - 2 моль HCl
0,25 моль MgO - y моль HCl
Тогда y = n(HCl)прореаг.3 = 0,25 моль * 2 моль / 1 моль = 0,5 моль
Определим массу HCl, прореагировавшего в реакциях (2) и (3):
m(HCl)прореаг. = [n(HCl)прореаг.2 + n(HCl)прореаг.3] * M(HCl) = (0,2 моль + 0,5 моль) * 36,5 г/моль = 25,55 г
Вычислим количество вещества и массу углекислого газа, выделившегося в результате протекания реакции (2):
n(CO2)обр.2 = n(MgCO3)остаток = 0,1 моль
m(CO2)обр.2 = n(CO2)обр.2 * M(CO2) = 0,1 моль * 44 г/моль = 4,4 г
Рассчитаем массу раствора после протекания реакций (2) и (3):
m(р-ра)кон. = m(остаток) + m(р-ра)исх. - m(CO2)обр.2 = 18,4 г + 365 г - 4,4 г = 379 г
Определим массу HCl в растворе после протекания реакций (2) и (3):
m(HCl)кон. = m(р-ра)кон. * w(HCl)кон. = 379 г * 2,9 % / 100 % = 10,99 г
Рассчитаем массу HCl в исходном растворе соляной кислоты:
m(HCl)исх. = m(HCl)прореаг. + m(HCl)кон. = 25,55 г + 10,99 г = 36,54 г
Найдем искомую массовую долю HCl в исходном растворе:
w(HCl)исх. = m(HCl)исх. / m(р-ра)исх. = 36,54 г / 365 г = 0,1 или 10%

Задание 34.6

При нагревании образца нитрата магния часть вещества разложилась. При этом выделилось 10,08 л (в пересчёте на н.у.) смеси газов. Масса твёрдого остатка составила 69,36 г. К этому остатку последовательно добавили 100 мл воды и 240 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю гидроксида натрия в образовавшемся растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Источник - Открытый банк заданий ЕГЭ

Решение

Запишем уравнения протекающих реакций:
1) 2Mg(NO3)2 = 2MgO + 4NO2↑ + O2
2) Mg(NO3)2 + 2NaOH = Mg(OH)2↓ + 2NaNO3
Определим количество вещества газообразных продуктов разложения:
n(NO2 + O2) = V(NO2 + O2) / Vm = 10,08 л / 22,4 л/моль = 0,45 моль
Согласно уравнению реакции (1) составим пропорцию для нахождения количества вещества и массы образующегося оксида магния:
2 моль MgO - 5 моль NO2 + O2
x моль MgO - 0,45 моль NO2 + O2
Тогда х = n(MgO) = 0,45 моль * 2 моль / 5 моль = 0,18 моль
m(MgO) = n(MgO) * M(MgO) = 0,18 моль * 40 г/моль = 7,2 г
Вычислим массу и количество вещества неразложившегося нитрата магния в остатке, который при добавлении воды будет растворяться (оксид магния не будет реагировать с водой, так как для его реакции требуется кипячение) и далее будет взаимодействовать с раствором гидроксида натрия по реакции (2):
m(Mg(NO3)2)ост. = m(тв.ост.) - m(MgO) = 69,36 г - 7,2 г = 62,16 г
n(Mg(NO3)2)ост. = m(Mg(NO3)2)ост. / M(Mg(NO3)2) = 62,16 г / 148 г/моль = 0,42 моль
Согласно уравнению реакции (2) составим пропорцию для нахождения количества вещества и массы прореагировавшего гидроксида натрия:
2 моль NaOH - 1 моль Mg(NO3)2
y моль NaOH - 0,42 моль Mg(NO3)2
Тогда y = n(NaOH)прореаг. = 0,42 моль * 2 моль / 1 моль = 0,84 моль
m(NaOH)прореаг. = n(NaOH)прореаг. * M(NaOH) = 0,84 моль * 40 г/моль = 33,6 г
Определим исходную массу гидроксида натрия, взятого для реакции (2):
m(NaOH)исх. = m(р-ра NaOH)исх. * w(NaOH)исх. = 240 г * 20 % / 100 % = 48 г
Найдем количество вешества и массу образовавшегося гидроксида магния:
n(Mg(OH)2) = n(Mg(NO3)2)ост. = 0,42 моль
m(Mg(OH)2) = n(Mg(OH)2) * M(Mg(OH)2) = 0,42 моль * 58 г/моль = 24,36 г
Рассчитаем массу гидроксида натрия, оставшегося после протекания реакции (2):
m(NaOH)ост. = m(NaOH)исх. - m(NaOH)прореаг. = 48 г - 33,6 г = 14,4 г
Плотность воды примем равной 1 г/см2, тогда m(H2O) = 100 г.
Определим массу раствора после протекания реакции (2):
m(р-ра)ост. = m(Mg(NO3)2)ост. + m(H2O) + m(р-ра NaOH)исх. - m(Mg(OH)2) = 62,16 г + 100 г + 240 г - 24,36 г = 377,8 г
Найдем искомую массовую долю гидроксида натрия в образовавшемся растворе:
w(NaOH)ост. = m(NaOH)ост. / m(р-ра)ост. = 14,4 г / 377,8 г = 0,0381 или 3,81%

Рекомендуем также прочитать:
О ЕГЭ по химии 2019
Советы по подготовке к ЕГЭ
Статистика экзамена

↑ НАВЕРХ ↑

Связаться с нами

Copyright © 2019, Экзамен по химии / chemexam.ru