РЕШУ ЕГЭ — химия

Задания

Тип 34 № 11476 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;

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

Расчеты массовой доли химического соединения в смеси. Экзаменационные задания

При разложении образца карбоната бария выделился газ объемом 4,48 л (в пересчете на н. у.). Масса твердого остатка составила 50 г. После этого к остатку последовательно добавили 100 мл воды и 200 г 20%-⁠го раствора сульфата 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).

Решение. Запишем уравнение термического разложения карбоната бария:

$BaCO_3$ \reactrarrow1 cm\scriptsize t BaО плюс CO_2$\uparrow$  (1).

Рассчитаем количество вещества углекислого газа выделившегося при разложении карбоната бария:

$\nu левая круглая скобка \rm CO_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it V левая круглая скобка \rm CO_2 правая круглая скобка , знаменатель: \it V_M левая круглая скобка \rm CO_2 правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 4,48, знаменатель: 22,4 конец дроби = 0,200 левая круглая скобка моль правая круглая скобка .$

По уравнению (1) найдем количество вещества и массу оксида бария:

$\nu левая круглая скобка \rm BaO правая круглая скобка =\nu левая круглая скобка \rm CO_2 правая круглая скобка =0,200 моль,$

$\it m левая круглая скобка \rm BaO правая круглая скобка = \nu левая круглая скобка \rm BaO правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm BaO правая круглая скобка =0,200 умножить на 153=30,6 левая круглая скобка г правая круглая скобка .$

Таким образом, твердый остаток  — это смесь образовавшегося оксида бария и неразложившегося карбоната бария.

При добавлении воды, которая заведомо дана в избытке, оксид бария растворяется, превращаясь в щелочь:

$ВаO плюс Н_2$O \to$ Ва левая круглая скобка OН правая круглая скобка _2$$  (2).

И образовавшийся раствор гидроксида бария взаимодействует далее с раствором сульфата натрия:

$Ва левая круглая скобка OН правая круглая скобка _2$ плюс Na_2$SO_4$ \to$ ВаSO_4$\downarrow$ плюс 2NaOH$  (3).

Карбонат бария нерастворим в воде, поэтому в раствор не переходит.

Вычислим массу и количество вещества добавленного сульфата натрия:

$\it m_общ левая круглая скобка \rm Na_2SO_4 правая круглая скобка = \it m левая круглая скобка \rm р минус ра правая круглая скобка умножить на \omega левая круглая скобка Na_2SO_4 правая круглая скобка = 200 умножить на 0,20 = 40,0 левая круглая скобка г правая круглая скобка ,$

$\nu_общ левая круглая скобка \rm Na_2SO_4 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m_общ левая круглая скобка \rm Na_2SO_4 правая круглая скобка , знаменатель: \it M левая круглая скобка \rm Na_2SO_4 правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 40,0, знаменатель: 142 конец дроби =0,282 левая круглая скобка моль правая круглая скобка .$

Из уравнения (2):

$\nu левая круглая скобка \rm Ba левая круглая скобка OH правая круглая скобка _2 правая круглая скобка =\nu левая круглая скобка \rm BaO правая круглая скобка =0,200 моль.$

По уравнению (3) вычислим количество вещества и массу образовавшегося гидроксида натрия.

Cульфат натрия и гидроксид бария вступают в реакцию (3) в мольном соотношении 1:1, значит, сульфат натрия взят в избытке, а гидроксид бария прореагирует полностью, поэтому:

$\nu левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка =2\nu левая круглая скобка \rm Ba левая круглая скобка OH правая круглая скобка _2 правая круглая скобка =2 умножить на 0,200=0,400 левая круглая скобка моль правая круглая скобка ,$

$\it m левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка = \nu левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка =0,400 умножить на 40=16,0 левая круглая скобка г правая круглая скобка .$

По уравнению (3) вычислим количество вещества и массу, выпавшего в осадок, сульфата бария:

$\nu левая круглая скобка \rm BaSO_4 правая круглая скобка =\nu левая круглая скобка \rm Ba левая круглая скобка OH правая круглая скобка _2 правая круглая скобка =0,200 моль,$

$\it m левая круглая скобка \rm BaSO_4 правая круглая скобка = \nu левая круглая скобка \rm BaSO_4 правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm BaSO_4 правая круглая скобка =0,200 умножить на 233=46,6 левая круглая скобка г правая круглая скобка .$

Вычислим массу образовавшегося раствора и массовую долю гидроксида натрия в нем:

$\it m левая круглая скобка \rm раствора правая круглая скобка =\it m левая круглая скобка \rm BaO правая круглая скобка плюс \it V левая круглая скобка \rm H_2O правая круглая скобка умножить на \rho левая круглая скобка \rm H_2O правая круглая скобка плюс \it m_р минус ра левая круглая скобка \rm Na_2SO_4 правая круглая скобка минус \it m левая круглая скобка \rm BaSO_4 правая круглая скобка =$
$=30,6 плюс 100 умножить на 1 плюс 200 минус 46,6=284 левая круглая скобка г правая круглая скобка ,$ $\it m левая круглая скобка \rm раствора правая круглая скобка =$
$=\it m левая круглая скобка \rm BaO правая круглая скобка плюс \it V левая круглая скобка \rm H_2O правая круглая скобка умножить на \rho левая круглая скобка \rm H_2O правая круглая скобка плюс \it m_р минус ра левая круглая скобка \rm Na_2SO_4 правая круглая скобка минус \it m левая круглая скобка \rm BaSO_4 правая круглая скобка =$
$=30,6 плюс 100 умножить на 1 плюс 200 минус 46,6=284 левая круглая скобка г правая круглая скобка ,$

$\omega левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка , знаменатель: \it m левая круглая скобка \rm раствора правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 16,0, знаменатель: 284 конец дроби =0,0563 или 5,63\%.$

Ответ: $\omega левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка =5,63\%.$

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