ЕГЭ–2026, химия: задания, ответы, решения

Задания

Версия для печати и копирования в MS Word

Тип 34 № 11482 Добавить в вариант

При проведении электролиза 500 г 16%-⁠го раствора сульфата меди (II) процесс прекратили, когда на аноде выделилось 1,12 л газа (н. у.). Из полученного раствора отобрали порцию массой 98,4 г. Вычислите массу 20%-⁠го раствора гидроксида натрия, необходимого для полного осаждения ионов меди из отобранной порции раствора.

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

Спрятать решение

Решение.

Hайдем массу и количество вещества исходного сульфата меди (II):

$\it m_нач левая круглая скобка \rm CuSO_4 правая круглая скобка = \it m_нач. р минус ра левая круглая скобка \rm CuSO_4 правая круглая скобка умножить на \omega_нач левая круглая скобка \rm CuSO_4 правая круглая скобка =500 умножить на 0,16=80,0 левая круглая скобка г правая круглая скобка ,$ $\it m_нач левая круглая скобка \rm CuSO_4 правая круглая скобка = \it m_нач. р минус ра левая круглая скобка \rm CuSO_4 правая круглая скобка умножить на \omega_нач левая круглая скобка \rm CuSO_4 правая круглая скобка =$
$=500 умножить на 0,16=80,0 левая круглая скобка г правая круглая скобка ,$

$\nu_нач левая круглая скобка \rm CuSO_4 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m_нач левая круглая скобка \rm CuSO_4 правая круглая скобка , знаменатель: \it M левая круглая скобка \rm CuSO_4 правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 80,0, знаменатель: 160 конец дроби =0,500 левая круглая скобка моль правая круглая скобка .$

Запишем уравнение электролиза водного раствора сульфата меди (II):

$\rm 2CuSO_4 плюс 2H_2O \xrightarrowэлектролиз \undersetкатод\mathop\rm 2Cu \downarrow плюс \undersetанод\mathop\rm O_2 \uparrow плюс 2H_2SO_4$  (1).

$\nu левая круглая скобка \rm O_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it V левая круглая скобка \rm O_2 правая круглая скобка , знаменатель: \it V_M конец дроби = дробь: числитель: 1,12, знаменатель: 22,4 конец дроби = 0,050 левая круглая скобка моль правая круглая скобка .$

По уравнению (1):

$\nu_израсх левая круглая скобка \rm Cu в степени левая круглая скобка 2 плюс правая круглая скобка правая круглая скобка = 2 умножить на \nu левая круглая скобка \rm O_2 правая круглая скобка ,$

$\nu_образ левая круглая скобка \rm H в степени левая круглая скобка плюс правая круглая скобка правая круглая скобка = 4 умножить на \nu левая круглая скобка \rm O_2 правая круглая скобка .$

Составим таблицу:

	$\it m левая круглая скобка \rm р минус ра правая круглая скобка , \text г$	$\nu левая круглая скобка \rm Cu в степени левая круглая скобка 2 плюс правая круглая скобка правая круглая скобка , \text моль$	$\nu левая круглая скобка \rm H в степени левая круглая скобка плюс правая круглая скобка правая круглая скобка , \text моль$
до электролиза	$500$	$0,500$	$0,000$
изменения в процессе электролиза	$минус \underset левая круглая скобка медь правая круглая скобка \mathop\rm 0,100 умножить на 64 минус \underset левая круглая скобка кислород правая круглая скобка \mathop\rm 0,050 умножить на 32$	$минус 0,100$	$плюс 0,200$
после электролиза	$492$	$0,400$	$0,200$
порция (1/5 часть)	$98,4$	$0,080$	$0,040$

Запишем ионные уравнения химических процессов, которые происходят при добавлении щелочи (гидроксида натрия) к отобранной порции раствора:

$\rm H в степени п люс плюс OH в степени м инус \to H_2O$  (2);

$\rm Cu в степени левая круглая скобка 2 плюс правая круглая скобка плюс 2OH в степени м инус \to Cu левая круглая скобка OH правая круглая скобка _2\downarrow$  (3).

По уравнениям (2) и (3) получаем:

$\nu левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка =\nu_общ левая круглая скобка \rm OH в степени м инус правая круглая скобка =\nu_2 левая круглая скобка \rm OH в степени м инус правая круглая скобка плюс \nu_3 левая круглая скобка \rm OH в степени м инус правая круглая скобка =$
$= \nu_порц левая круглая скобка \rm H в степени п люс правая круглая скобка плюс 2 умножить на \nu_порц левая круглая скобка \rm Cu в степени левая круглая скобка 2 плюс правая круглая скобка правая круглая скобка =0,040 плюс 2 умножить на 0,080=0,200 левая круглая скобка моль правая круглая скобка .$ $\nu левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка =\nu_общ левая круглая скобка \rm OH в степени м инус правая круглая скобка =\nu_2 левая круглая скобка \rm OH в степени м инус правая круглая скобка плюс \nu_3 левая круглая скобка \rm OH в степени м инус правая круглая скобка =$
$= \nu_порц левая круглая скобка \rm H в степени п люс правая круглая скобка плюс 2 умножить на \nu_порц левая круглая скобка \rm Cu в степени левая круглая скобка 2 плюс правая круглая скобка правая круглая скобка =$
$=0,040 плюс 2 умножить на 0,080=0,200 левая круглая скобка моль правая круглая скобка .$

Откуда:

$\it m_р минус ра левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка = дробь: числитель: \nu левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка , знаменатель: \omega левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 0,200 умножить на 40, знаменатель: 0,20 конец дроби =40 левая круглая скобка г правая круглая скобка .$

Ответ: $\it m_р минус ра левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка =40 г.$

Спрятать критерии

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:

5.1 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».

Спрятать решение · Спрятать критерии · Скрыть комментарии · Помощь

Марина Иванова 30.09.2018 19:44

CuSO₄ + 2H₂O = Cu + 2H₂SO₄ + O₂↑

CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

H₂SO₄ + 2NaOH= Na₂SO₄ + 2H₂O

m₁(CuSO₄) =0,16*500 = 80 г.

n₁(CuSO₄) = 80 г/160г/моль = 0.5 моль

n(O₂) = 1,12 л : 22,4л/моль = 0,05 моль

n(H₂SO₄) = n(CuSO₄) = 2n(O₂) = 0,1 моль

n₂(CuSO₄) = 0,5 - 0,1 = 0,4 моль

m(O₂) = 0,05 моль*32 г/моль = 1,6г.

m(Cu) = 0,01*64г/моль = 6,4 г.

m₃(p-pa CuSO₄) = 500 г. - 1,6 г. - 6,4 г. = 492 г

m₃(CuSO₄) = 0,4 моль*160 г/моль = 64 г.

ω₂(CuSO₄) = 64г/492 г. = 0,13

m₃(CuSO₄) = ω*m(p-pa) = 0,13* 98,4 г = 12,79 г.

n₃(CuSO₄) = 12,79г :160г/моль = 0,07 моль

n₁(NaOH) = 2*0,07 моль = 0,14 моль (пойдёт на взаимодействие с сульфатом меди(II))

m(H₂SO₄) = 0.1 моль*98 г/моль = 9,8 г.

ω(H₂SO4) = 9,8 г/492 г= 0,01

m₂(H₂SO₄) = ω*m(p-pa) = 0,01 * 98,4 г = 0,984 г

n₂ (H₂SO₄) = m/M = 0,984 |98 г/моль = 0,01 моль

n₂(NaOH) = 2n(H₂SO₄) = 0.02 моль

n₃(NaOH) = 0,14 моль+ 0,02 моль = 0,16 моль

m(NaOH) = n*M = 0,16 моль*40 г/моль = 6,4 г

m(p-pa NaOH) = m/ω = 6.4 г : 0,2 = 32 грамма

Александр Иванов

Если бы вы правильно округлили в этих строках:

n₃(CuSO₄) = 12,79г :160г/моль = 0,07 моль (на самом деле 0,080 моль),

ω(H₂SO4) = 9,8 г/492 г= 0,01 (на самом деле 0,020 ),

то решение получилось бы верным (40 г)