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 (1) 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/см3, 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%


Задание 34.7

Медный купорос (CuSO4·5H2O) массой 100 г растворили в воде и получили раствор с массовой долей соли 20%. К этому раствору добавили 32,5 г цинка и после завершения реакции ещё 560 г 40%-ного раствора гидроксида калия. Определите массовую долю гидроксида калия 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 - Открытый банк заданий ЕГЭ

Решение

Запишем уравнения протекающих реакций:
1) CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu
2) ZnSO4 + 4KOH = K2[Zn(OH)4] + K2SO4
3) Zn + 2KOH + 2H2O = K2[Zn(OH)4] + H2

На основе значений молекулярных масс составим пропорцию и определим массу и количество вещества CuSO4 в исходном растворе медного купороса:
249,5 г CuSO4·5H2O - 159,5 г CuSO4
100 г CuSO4·5H2O - x г CuSO4
Тогда x = m(CuSO4) = 100 г * 159,5 г / 249,5 г = 63,93 г
n(CuSO4) = m(CuSO4) / M(CuSO4) = 63,93 г / 159,5 г/моль = 0,4 моль

Рассчитаем массу исходного раствора медного купороса:
m(р-ра CuSO4) = m(CuSO4) / w(CuSO4) = 63,93 г / (20 % / 100 %) = 319,65 г

Вычислим количество вещества цинка, взятого для реакции (1):
n(Zn) = m(Zn) / M(Zn) = 32,5 г / 65 г/моль = 0,5 моль

Согласно уравнению реакции (1) n(Zn)прореаг. = n(CuSO4). Следовательно, CuSO4 находится в недостатке и весь прореагирует. Найдем массу образовавшейся меди и массу непрореагировавшего цинка:
n(Cu) = n(CuSO4) = n(ZnSO4)
m(Cu) = n(Cu) * M(Cu) = 0,4 моль * 63,5 г/моль = 25,4 г
n(Zn)ост. = n(Zn) - n(Zn)прореаг. = 0,5 моль - 0,4 моль = 0,1 моль
m(Zn)ост. = n(Zn)ост. * M(Zn) = 0,1 моль * 65 г/моль = 6,5 г

Определим массу и количество вещества взятого гидроксида калия:
m(KOH)исх. = m(р-ра KOH) * w(KOH)исх. = 560 г * 40 % / 100 % = 224 г
n(KOH)исх. = m(KOH)исх. / M(KOH) = 224 г / 56 г/моль = 4 моль

Рассчитаем количество вещества и массу гидроксида калия, оставшегося после протекания реакций (2) и (3):
n(KOH)ост. = n(KOH)исх. - n(KOH)прореаг. 2 - n(KOH)прореаг. 3
n(KOH)прореаг. 2 = 4 * n(ZnSO4) = 4 * n(CuSO4) = 4 * 0,4 моль = 1,6 моль
n(KOH)прореаг. 3 = 2 * n(Zn)ост. = 2 * 0,1 моль = 0,2 моль
n(KOH)ост. = 4 моль - 1,6 моль - 0,2 моль = 2,2 моль
m(KOH)ост. = n(KOH)ост. * M(KOH) = 2,2 моль * 56 г/моль = 123,2 г

Вычислим массу образовавшегося по реакции (3) водорода:
n(H2) = n(Zn)ост.
m(H2) = n(H2) * M(H2) = 0,1 моль * 2 г/моль = 0,2 г

Найдем массу конечного раствора:
m(р-ра)ост. = m(р-ра CuSO4) + m(Zn) - m(Cu) + m(р-ра KOH) - m(H2) = 319,65 г + 32,5 г - 25,4 г + 560 г - 0,2 г = 886,55 г

Определим искомую массовую долю гидроксида калия в образовавшемся растворе:
w(KOH)ост. = m(KOH)ост. / m(р-ра)ост. = 123,2 г / 886,55 г = 0,139 или 13,9%


Задание 34.8

Растворимость безводного карбоната натрия при некоторой температуре составляет 31,8 г на 100 г воды. Приготовленный при этой температуре насыщенный раствор карбоната натрия массой 395,4 г разделили на две части. К первой части прилили избыток раствора нитрата кальция. При этом образовалось 50 г осадка. Ко второй части насыщенного раствора добавили 252 г 30%-ного раствора азотной кислоты. Определите массовую долю азотной кислоты 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) Na2CO3 + Ca(NO3)2 = CaCO3↓ + 2NaNO3
2) Na2CO3 + 2HNO3 = 2NaNO3 + CO2↑ + H2O

На основании данных по растворимости соли составим пропорцию и рассчитаем массу и количество вещества карбоната натрия в исходном растворе:
31,8 г Na2CO3 - 131,8 г насыщенного раствора (31,8 г соли + 100 г воды)
x г Na2CO3 - 395,4 г насыщенного раствора
Тогда x = m(Na2CO3)исх. = 31,8 г * 395,4 г / 131,8 г = 95,4 г
n(Na2CO3)исх. = m(Na2CO3)исх. / M(Na2CO3) = 95,4 г / 106 г/моль = 0,9 моль

Согласно уравнению реакции (1) определим количество вещества провзаимодействовавшего карбоната натрия из первой части раствора:
n(Na2CO3)1 = n(CaCO3) = m(CaCO3) / M(CaCO3) = 50 г / 100 г/моль = 0,5 моль

Вычислим количество вещества и массу карбоната натрия во второй части раствора:
n(Na2CO3)2 = n(Na2CO3)исх. - n(Na2CO3)1 = 0,9 моль - 0,5 моль = 0,4 моль
m(Na2CO3)2 = n(Na2CO3)2 * M(Na2CO3) = 0,4 моль * 106 г/моль = 42,4 г

Составим пропорцию и рассчитаем массу второй части раствора:
0,9 моль Na2CO3 - 395,4 г насыщенного раствора
0,4 моль Na2CO3 - y г насыщенного раствора
Тогда y = m(р-ра Na2CO3)2 = 395,4 г * 0,4 моль / 0,9 моль = 175,73 г

Определим массу и количество вещества азотной кислоты, взятой для проведения реакции (2):
m(HNO3)исх. = m(р-ра HNO3) * w(HNO3)исх. = 252 г * 30 % / 100 % = 75,6 г
n(HNO3)исх. = m(HNO3)исх. / M(HNO3) = 75,6 г / 63 г/моль = 1,2 моль

Рассчитаем количество вещества азотной кислоты, необходимое для проведения реакции (2):
n(HNO3)прореаг. = 2 * n(Na2CO3)2 = 2 * 0,4 моль = 0,8 моль

Взятое количество вещества азотной кислоты больше необходимого количества вещества, следовательно, карбонат натрия во второй колбе находится в недостатке и весь прореагирует. Вычислим количество вещества и массу оставшейся азотной кислоты:
n(HNO3)ост. = n(HNO3)исх. - n(HNO3)прореаг. = 1,2 моль - 0,8 моль = 0,4 моль
m(HNO3)ост. = n(HNO3)ост. * M(HNO3) = 0,4 моль * 63 г/моль = 25,2 г

Рассчитаем количество вещества и массу углекислого газа, образующегося по реакции (2):
n(CO2) = n(Na2CO3)2 = 0,4 моль
m(CO2) = n(CO2) * M(CO2) = 0,4 моль * 44 г/моль = 17,6 г

Найдем массу раствора после протекания реакции (2):
m(р-ра)ост. = m(р-ра Na2CO3)2 + m(р-ра HNO3) - m(CO2) = 175,73 г + 252 г - 17,6 г = 410,13 г

Определим искомую массовую долю азотной кислоты в образовавшемся растворе:
w(HNO3)ост. = m(HNO3)ост. / m(р-ра)ост. = 25,2 г / 410,13 г = 0,0614 или 6,14%


Задание 34.9

Растворимость безводного карбоната аммония при некоторой температуре составляет 96 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили насыщенный раствор, добавив необходимое количество карбоната аммония к 250 мл воды. Раствор разделили на две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток твёрдого гидроксида натрия и нагрели. К раствору во второй колбе добавили 250 г соляной кислоты, также взятой в избытке. При этом объём газа, выделившийся из второй колбы, оказался в 3 раза меньше объёма газа, выделившегося из первой колбы. (Объёмы газов измерены при одинаковых условиях). Определите массовую долю соли в конечном растворе во второй колбе.

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) (NH4)2CO3 + 2NaOH = Na2CO3 + 2NH3↑ + 2H2O
2) (NH4)2CO3 + 2HCl = 2NH4Cl + CO2↑ + H2O

На основании данных по растворимости соли составим пропорцию и рассчитаем массу и количество вещества карбоната натрия в исходном растворе. Плотность воды примем равной 1 г/см3, тогда при приготовлении насыщенного раствора взяли m(H2O) = 250 г:
96 г (NH4)2CO3 - 100 г воды
x г (NH4)2CO3 - 250 г воды
Тогда x = m((NH4)2CO3)исх. = 96 г * 250 г / 100 г = 240 г
n((NH4)2CO3)исх. = m((NH4)2CO3)исх. / M((NH4)2CO3) = 240 г / 96 г/моль = 2,5 моль

На основе уравнений реакций (1) и (2) выразим количества вещества прореагировавшего карбоната аммония в каждой колбе через соответствующие количества вещества выделившихся газов:
n((NH4)2CO3)1 = 0,5 * n(NH3)
n((NH4)2CO3)2 = n(CO2)
n((NH4)2CO3)исх. = n((NH4)2CO3)1 + n((NH4)2CO3)2
n((NH4)2CO3)исх. = 0,5 * n(NH3) + n(CO2)

Согласно условию задания V(NH3) = 3 * V(CO2), что равносильно n(NH3) = 3 * n(CO2). Подставим данное отношение в предыдущую запись и вычислим количество вещества и массу прореагировавшего карбоната аммония во второй колбе:
n((NH4)2CO3)исх. = 0,5 * 3 * n(CO2) + n(CO2)
n((NH4)2CO3)исх. = 2,5 * n(CO2)
n((NH4)2CO3)2 = n(CO2) = 2,5 моль / 2,5 = 1 моль
m((NH4)2CO3)2 = n((NH4)2CO3)2 * M((NH4)2CO3) = 1 моль * 96 г/моль = 96 г

Согласно данным по растворимости, если в насыщенном растворе карбоната аммония, помещенного во вторую колбу, масса соли составила 96 г, то в этом же растворе m(H2O)2 = 100 г.

Определим массу образовавшегося углекислого газа по реакции (2):
m(CO2) = n(CO2) * M(CO2) = 1 моль * 44 г/моль = 44 г

Рассчитаем количество вещества и массу образовавшегося хлорида аммония в результате реакции (2):
n(NH4Cl) = 2 * n((NH4)2CO3)2 = 2 * 1 моль = 2 моль
m(NH4Cl) = n(NH4Cl) * M(NH4Cl) = 2 моль * 53,5 г/моль = 107 г

Вычислим массу раствора, образовавшегося после протекания реакции (2):
m(р-ра)ост. = m((NH4)2CO3)2 + m(H2O)2 + m(HCl)исх. - m(CO2) = 96 г + 100 г + 250 г - 44 г = 402 г

Определим искомую массовую долю хлорида аммония в образовавшемся растворе:
w(NH4Cl) = m(NH4Cl) / m(р-ра)ост. = 107 г / 402 г = 0,2662 или 26,62%


Задание 34.10

Растворимость хлорида алюминия при некоторой температуре составляет 53,4 г на 100 г воды. Приготовленный при этой температуре насыщенный раствор хлорида алюминия массой 767 г разлили по двум колбам. К первую колбу добавили избыток раствора нитрата серебра, при этом выпало 344,4 г осадка. Во вторую колбу добавили 960 г 40%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю хлорида натрия в растворе, образовавшемся во второй колбе.

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) AlCl3 + 3AgNO3 = 3AgCl↓ + Al(NO3)3
2) AlCl3 + 4NaOH = Na[Al(OH)4] + 3NaCl

На основании данных по растворимости соли составим пропорцию и рассчитаем массу и количество вещества хлорида алюминия в исходном растворе:
53,4 г AlCl3 - 153,4 г насыщенного раствора (53,4 г соли + 100 г воды)
x г AlCl3 - 767 г насыщенного раствора
Тогда x = m(AlCl3)исх. = 53,4 г * 767 г / 153,4 г = 267 г
n(AlCl3)исх. = m(AlCl3)исх. / M(AlCl3) = 267 г / 133,5 г/моль = 2 моль

Согласно уравнению реакции (1) определим количество вещества провзаимодействовавшего хлорида алюминия в первой колбе:
n(AlCl3)1 = n(AgCl) / 3 = [m(AgCl) / M(AgCl)] / 3 = (344,4 г / 143,5 г/моль) / 3 = 0,8 моль

Вычислим количество вещества и массу хлорида алюминия во второй части раствора:
n(AlCl3)2 = n(AlCl3)исх. - n(AlCl3)1 = 2 моль - 0,8 моль = 1,2 моль
m(AlCl3)2 = n(AlCl3)2 * M(AlCl3) = 1,2 моль * 133,5 г/моль = 160,2 г

Составим пропорцию и рассчитаем массу второй части раствора:
2 моль AlCl3 - 767 г насыщенного раствора
1,2 моль AlCl3 - y г насыщенного раствора
Тогда y = m(р-ра AlCl3)2 = 767 г * 1,2 моль / 2 моль = 460,2 г

Определим массу и количество вещества гидроксида натрия, взятого для проведения реакции (2):
m(NaOH)исх. = m(р-ра NaOH) * w(NaOH) = 960 г * 40 % / 100 % = 384 г
n(NaOH)исх. = m(NaOH)исх. / M(NaOH) = 384 г / 40 г/моль = 9,6 моль

Рассчитаем количество вещества гидроксида натрия, необходимое для проведения реакции (2):
n(NaOH)прореаг. = 4 * n(AlCl3)2 = 4 * 1,2 моль = 4,8 моль

Взятое количество вещества гидроксида натрия больше необходимого количества вещества, следовательно, хлорид алюминия во второй колбе находится в недостатке и весь прореагирует. Вычислим количество вещества и массу образовавшегося хлорида натрия:
n(NaCl) = 3 * n(AlCl3)2 = 3 * 1,2 моль = 3,6 моль
m(NaCl) = n(NaCl) * M(NaCl) = 3,6 моль * 58,5 г/моль = 210,6 г

Найдем массу раствора после протекания реакции (2):
m(р-ра)ост. = m(р-ра AlCl3)2 + m(р-ра NaOH) = 460,2 г + 960 г = 1420,2 г

Определим искомую массовую долю хлорида натрия в образовавшемся растворе:
w(NaCl) = m(NaCl) / m(р-ра)ост. = 210,6 г / 1420,2 г = 0,1483 или 14,83%


Задание 34.11

Растворимость безводного хлорида кальция при некоторой температуре составляет 55,5 г на 100 г воды. Насыщенный раствор, приготовленный при этой температуре добавлением необходимого количества хлорида кальция к 160 мл воды, разлили на две колбы. В первую колбу добавили избыток раствора карбоната натрия. При этом выпал осадок массой 30 г. Во вторую колбу добавили 595 г 40%-ного раствора нитрата серебра. Определите массовую долю нитрата серебра в растворе, образовавшемся во второй колбе.

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) CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaCl
2) CaCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl↓ + Ca(NO3)2

На основании данных по растворимости соли составим пропорцию и рассчитаем массу и количество вещества хлорида кальция в исходном растворе. Плотность воды примем равной 1 г/см3, тогда при приготовлении насыщенного раствора взяли m(H2O) = 160 г:
55,5 г CaCl2 - 100 г воды
x г CaCl2 - 160 г воды
Тогда x = m(CaCl2)исх. = 55,5 г * 160 г / 100 г = 88,8 г
n(CaCl2)исх. = m(CaCl2)исх. / M(CaCl2) = 88,8 г / 111 г/моль = 0,8 моль

Согласно уравнению реакции (1) определим количество вещества провзаимодействовавшего хлорида кальция в первой колбе:
n(CaCl2)1 = n(CaCO3) = m(CaCO3) / M(CaCO3) = 30 г / 100 г/моль = 0,3 моль

Вычислим количество вещества и массу хлорида кальция во второй части раствора:
n(CaCl2)2 = n(CaCl2)исх. - n(CaCl2)1 = 0,8 моль - 0,3 моль = 0,5 моль
m(CaCl2)2 = n(CaCl2)2 * M(CaCl2) = 0,5 моль * 111 г/моль = 55,5 г

Согласно данным по растворимости, если в насыщенном растворе хлорида кальция, помещенного во вторую колбу, масса соли составила 55,5 г, то в этом же растворе m(H2O)2 = 100 г.

Определим массу и количество вещества нитрата серебра, взятого для проведения реакции (2):
m(AgNO3)исх. = m(р-ра AgNO3) * w(AgNO3)исх. = 595 г * 40 % / 100 % = 238 г
n(AgNO3)исх. = m(AgNO3)исх. / M(AgNO3) = 238 г / 170 г/моль = 1,4 моль

Рассчитаем количество вещества нитрата серебра, необходимое для проведения реакции (2):
n(AgNO3)прореаг. = 2 * n(CaCl2)2 = 2 * 0,5 моль = 1 моль

Взятое количество вещества нитрата серебра больше необходимого количества вещества, следовательно, хлорид кальция во второй колбе находится в недостатке и весь прореагирует. Вычислим количество вещества и массу нитрата серебра, оставшегося после протекания реакции (2):
n(AgNO3)ост. = n(AgNO3)исх. - n(AgNO3)прореаг. = 1,4 моль - 1 моль = 0,4 моль
m(AgNO3)ост. = n(AgNO3)ост. * M(AgNO3) = 0,4 моль * 170 г/моль = 68 г

Найдем количество вещества и массу образовавшегося осадка хлорида серебра:
n(AgCl) = 2 * n(CaCl2)2 = 2 * 0,5 моль = 1 моль
m(AgCl) = n(AgCl) * M(AgCl) = 1 моль * 143,5 г/моль = 143,5 г

Рассчитаем массу раствора после протекания реакции (2):
m(р-ра)ост. = m(CaCl2)2 + m(H2O)2 + m(р-ра AgNO3) - m(AgCl) = 55,5 г + 100 г + 595 г - 143,5 г = 607 г

Определим искомую массовую долю нитрата серебра в образовавшемся растворе:
w(AgNO3)ост. = m(AgNO3)ост. / m(р-ра)ост. = 68 г / 607 г = 0,112 или 11,2%

Полезные ссылки

Каталог заданий ЕГЭ по химии
Тренировочные варианты ЕГЭ по химии