РЕШУ ЕГЭ — химия

Задания

Тип 34 № 11473 Добавить в вариант

Источник: ЕГЭ — 2018, основная волна. Задания 34 (С5)

Раздел кодификатора ФИПИ:

5.1 Расчёты массы вещества или объёма газов по известному количеству вещества, массе или объёму одного из участвующих в реакции веществ;

5.6 Расчёты массы (объёма, количества вещества) продукта реакции, если одно из веществ дано в виде раствора с определённой массовой долей растворённого вещества;

5.7 Расчёты с использованием понятий «массовая доля», «молярная концентрация», «растворимость».

Расчеты массовой доли химического соединения в смеси. Экзаменационные задания

При термической обработке нитрата меди (II) массой 94,0 г часть вещества разложилась и выделилось 11,2 л (н. у.) смеси газов. К полученному твердому остатку добавили 292,0 г 10%-⁠й соляной кислоты. Определите массовую долю хлороводорода в полученном растворе.

В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение. Запишем уравнение термического разложения нитрата меди (II):

$2Cu левая круглая скобка NO_3$ правая круглая скобка _2$ \reactrarrow0,7 cm\scriptsize t градусов 2CuО плюс 4NO_2\uparrow$ плюс O_2\uparrow$$    (1).

Твердый остаток  — это смесь образовавшегося оксида меди (II) и оставшегося нитрата меди (II).

Рассчитаем количество вещества образовавшейся газовой смеси:

$\nu левая круглая скобка \rm NO_2 плюс O_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it V левая круглая скобка \rm NO_2 плюс O_2 правая круглая скобка , знаменатель: \it V_M конец дроби = дробь: числитель: 11,2, знаменатель: 22,4 конец дроби = 0,500 левая круглая скобка моль правая круглая скобка .$

Из уравнения (1):

$5\nu левая круглая скобка \rm CuO правая круглая скобка = 2\nu левая круглая скобка \rm NO_2 плюс O_2 правая круглая скобка ,$

$\nu левая круглая скобка \rm CuO правая круглая скобка = дробь: числитель: 0,500 умножить на 2, знаменатель: 5 конец дроби = 0,200 моль,$

$\it m левая круглая скобка \rm CuO правая круглая скобка = \nu левая круглая скобка \rm CuO правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm CuO правая круглая скобка =0,200 умножить на 80=16,0 левая круглая скобка г правая круглая скобка ,$

$\nu_реакц левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка =\nu левая круглая скобка \rm CuO правая круглая скобка = 0,200 моль,$

$\it m_реакц левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка = \nu_реакц левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка =0,200 умножить на 188=37,6 левая круглая скобка г правая круглая скобка .$ $\it m_реакц левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка = \nu_реакц левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка =$
$=0,200 умножить на 188=37,6 левая круглая скобка г правая круглая скобка .$ $\it m_реакц левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка =$
$= \nu_реакц левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка =$
$=0,200 умножить на 188=37,6 левая круглая скобка г правая круглая скобка .$

Рассчитаем массу неразложившегося нитрата меди(II):

$\it m_ост левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка =\it m_нач левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка минус \it m_реакц левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка =94,0 минус 37,6=56,4 левая круглая скобка г правая круглая скобка .$ $\it m_ост левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка =\it m_нач левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка минус \it m_реакц левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка =$
$=94,0 минус 37,6=56,4 левая круглая скобка г правая круглая скобка .$ $\it m_ост левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка =$
$=\it m_нач левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка минус \it m_реакц левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка =$
$=94,0 минус 37,6=56,4 левая круглая скобка г правая круглая скобка .$

Найдем общую массу и количество вещества добавленной соляной кислоты:

$\it m_общ левая круглая скобка \rm HCl правая круглая скобка = \it m левая круглая скобка \rm р минус ра правая круглая скобка умножить на \omega левая круглая скобка HCl правая круглая скобка = 292 умножить на 0,10 = 29,2 левая круглая скобка г правая круглая скобка ,$

$\nu_общ левая круглая скобка \rm HCl правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m_общ левая круглая скобка \rm HCl правая круглая скобка , знаменатель: \it M левая круглая скобка \rm HCl правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 29,2, знаменатель: 36,5 конец дроби = 0,800 левая круглая скобка моль правая круглая скобка .$

С соляной кислотой реагирует только один компонент твердого остатка  — образовавшийся оксид меди (II):

$\ChemFormCuO плюс 2HCl \to CuCl_2 плюс H_2O$  (2).

Cоляная кислота добавлена в избытке, поэтому весь твердый остаток перейдет в раствор (оксид меди (II) полностью прореагирует и превратится в растворимый хлорид, а нитрат меди (II)  — растворимая соль).

По уравнению (2) рассчитаем количество вещества соляной кислоты, вступившей в реакцию с оксидом меди (II):

$\nu_реакц левая круглая скобка \rm HCl правая круглая скобка = 2 \nu левая круглая скобка \rm CuO правая круглая скобка = 2 умножить на 0,200 = 0,400 левая круглая скобка моль правая круглая скобка .$

Найдем количество вещества и массу оставшейся соляной кислоты:

$\nu_ост левая круглая скобка \rm HCl правая круглая скобка =\nu_общ левая круглая скобка \rm HCl правая круглая скобка минус \nu_реакц левая круглая скобка \rm HCl правая круглая скобка =0,800 минус 0,400 = 0,400 левая круглая скобка моль правая круглая скобка ,$ $\nu_ост левая круглая скобка \rm HCl правая круглая скобка =\nu_общ левая круглая скобка \rm HCl правая круглая скобка минус \nu_реакц левая круглая скобка \rm HCl правая круглая скобка =$
$=0,800 минус 0,400 = 0,400 левая круглая скобка моль правая круглая скобка ,$

$\it m_ост левая круглая скобка \rm HCl правая круглая скобка =\nu_ост левая круглая скобка \rm HCl правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm HCl правая круглая скобка =0,400 умножить на 36,5 = 14,6 левая круглая скобка г правая круглая скобка .$

Найдем массу конечного раствора:

$\it m_конечн левая круглая скобка \rmр минус ра правая круглая скобка =\it m левая круглая скобка \rm CuO правая круглая скобка плюс \it m_ост левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка плюс \it m_р минус ра левая круглая скобка \rm HCl правая круглая скобка =16,0 плюс 56,4 плюс 292,0=364,4 левая круглая скобка г правая круглая скобка .$ $\it m_конечн левая круглая скобка \rmр минус ра правая круглая скобка =\it m левая круглая скобка \rm CuO правая круглая скобка плюс \it m_ост левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка плюс \it m_р минус ра левая круглая скобка \rm HCl правая круглая скобка =$
$=16,0 плюс 56,4 плюс 292,0=364,4 левая круглая скобка г правая круглая скобка .$ $\it m_конечн левая круглая скобка \rmр минус ра правая круглая скобка =$
$=\it m левая круглая скобка \rm CuO правая круглая скобка плюс \it m_ост левая круглая скобка \rm Cu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка плюс \it m_р минус ра левая круглая скобка \rm HCl правая круглая скобка =$
$=16,0 плюс 56,4 плюс 292,0=364,4 левая круглая скобка г правая круглая скобка .$

Определим массовую долю хлороводорода в полученном растворе:

$\omega левая круглая скобка \rm HCl правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m_ост левая круглая скобка \rm HCl правая круглая скобка , знаменатель: \it m_конечн левая круглая скобка \rmр минус ра правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 14,6, знаменатель: 364,4 конец дроби =0,0401 или 4,01\%.$

Ответ: $\omega левая круглая скобка \rm HCl правая круглая скобка =4,01\%.$

Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы: —  правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания; —  правильно произведены вычисления, в которых используются необходимые физические величины, заданные в условии задания; —  продемонстрирована логически обоснованная взаимосвязь физических величин, на основании которых проводятся расчеты; —  в соответствии с условием задания определена искомая физическая величина	4
Правильно записаны три элемента ответа	3
Правильно записаны два элемента ответа	2
Правильно записан один элемент ответа	1
Все элементы ответа записаны неверно	0
Максимальный балл	4

Источник: ЕГЭ — 2018, основная волна. Задания 34 (С5)

Раздел кодификатора ФИПИ:

5.7 Расчёты с использованием понятий «массовая доля», «молярная концентрация», «растворимость».

Ключ