РЕШУ ЕГЭ — химия

Задания

Тип 34 № 11486 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

Электролиз 640  г 15%-⁠го раствора сульфата меди (II) прекратили, когда масса раствора уменьшилась на 32,0  г. К образовавшемуся раствору добавили 400  г 20%-⁠го раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю щелочи 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. Hайдем массу и количество вещества исходного сульфата меди (II):

$\it m_нач. левая круглая скобка \rm CuSO_4 правая круглая скобка = \it m_нач. р минус ра левая круглая скобка \rm CuSO_4 правая круглая скобка умножить на \omega_нач. левая круглая скобка \rm CuSO_4 правая круглая скобка =640 умножить на 0,15=96,0 левая круглая скобка г правая круглая скобка ,$ $\it m_нач. левая круглая скобка \rm CuSO_4 правая круглая скобка = \it m_нач. р минус ра левая круглая скобка \rm CuSO_4 правая круглая скобка умножить на \omega_нач. левая круглая скобка \rm CuSO_4 правая круглая скобка =$
$=640 умножить на 0,15=96,0 левая круглая скобка г правая круглая скобка ,$

$\nu_нач. левая круглая скобка \rm CuSO_4 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m_нач. левая круглая скобка \rm CuSO_4 правая круглая скобка , знаменатель: \it M левая круглая скобка \rm CuSO_4 правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 96,0, знаменатель: 160 конец дроби =0,60 левая круглая скобка моль правая круглая скобка .$

Запишем уравнение электролиза водного раствора сульфата меди (II):

$\rm 2CuSO_4 плюс 2H_2O \xrightarrowэлектролиз \underset128 г\mathop\rm 2Cu \downarrow плюс \underset32 г\mathop\rm O_2 \uparrow плюс 2H_2SO_4$    (1)

Масса раствора при электролизе уменьшается за счет выделяющихся на электродах меди и кислорода. При образовании 1 моль кислорода и 2 моль меди масса раствора уменьшается на 160 г. По условию масса раствора уменьшилась на 32,0 г, значит, образовалось 0,20 моль кислорода и 0,40 моль меди.

$\nu левая круглая скобка \rm O_2 правая круглая скобка = 0,20 моль.$

По уравнению (1):

$\nu_израсх. левая круглая скобка \rm Cu в степени левая круглая скобка 2 плюс правая круглая скобка правая круглая скобка = 2 умножить на \nu левая круглая скобка \rm O_2 правая круглая скобка =0,40 моль,$

$\nu_образ. левая круглая скобка \rm H в степени левая круглая скобка плюс правая круглая скобка правая круглая скобка = 4 умножить на \nu левая круглая скобка \rm O_2 правая круглая скобка =0,80 моль.$

Найдем количество вещества добавленной щелочи:

$\nu_общ. левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m_р минус ра левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка умножить на \omega левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка , знаменатель: \it M левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 400 умножить на 0,20, знаменатель: 40 конец дроби =2,00 левая круглая скобка моль правая круглая скобка .$ $\nu_общ. левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m_р минус ра левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка умножить на \omega левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка , знаменатель: \it M левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка конец дроби =$
$= дробь: числитель: 400 умножить на 0,20, знаменатель: 40 конец дроби =2,00 левая круглая скобка моль правая круглая скобка .$

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

$\rm H в степени п люс плюс OH в степени м инус \to H_2O$  (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:

$\nu_израсх. левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка =\nu_израсх. левая круглая скобка \rm OH в степени м инус правая круглая скобка =\nu_2 левая круглая скобка \rm OH в степени м инус правая круглая скобка плюс \nu_3 левая круглая скобка \rm OH в степени м инус правая круглая скобка = \nu_образ. левая круглая скобка \rm H в степени п люс правая круглая скобка плюс 2 умножить на \nu_ост. левая круглая скобка \rm Cu в степени левая круглая скобка 2 плюс правая круглая скобка правая круглая скобка .$ $\nu_израсх. левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка =\nu_израсх. левая круглая скобка \rm OH в степени м инус правая круглая скобка =$
$=\nu_2 левая круглая скобка \rm OH в степени м инус правая круглая скобка плюс \nu_3 левая круглая скобка \rm OH в степени м инус правая круглая скобка = \nu_образ. левая круглая скобка \rm H в степени п люс правая круглая скобка плюс 2 умножить на \nu_ост. левая круглая скобка \rm Cu в степени левая круглая скобка 2 плюс правая круглая скобка правая круглая скобка .$ $\nu_израсх. левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка =\nu_израсх. левая круглая скобка \rm OH в степени м инус правая круглая скобка =$
$=\nu_2 левая круглая скобка \rm OH в степени м инус правая круглая скобка плюс \nu_3 левая круглая скобка \rm OH в степени м инус правая круглая скобка =$
$= \nu_образ. левая круглая скобка \rm H в степени п люс правая круглая скобка плюс 2 умножить на \nu_ост. левая круглая скобка \rm Cu в степени левая круглая скобка 2 плюс правая круглая скобка правая круглая скобка .$

Составим таблицу:

	$\it m левая круглая скобка \rm р минус ра правая круглая скобка , \text г$	$\nu левая круглая скобка \rm Cu в степени левая круглая скобка 2 плюс правая круглая скобка правая круглая скобка , \text моль$	$\nu левая круглая скобка \rm H в степени левая круглая скобка плюс правая круглая скобка правая круглая скобка , \text моль$	$\nu левая круглая скобка \rm OH в степени левая круглая скобка минус правая круглая скобка правая круглая скобка , \text моль$
до электролиза	$640$	$0,60$	$0,00$	$0,00$
изменения в процессе электролиза	$минус 32,0$	$минус 0,40$	$плюс 0,80$	$0,00$
после электролиза	$608$	$0,20$	$0,80$	$0,00$
изменения при добавлении щелочи (без учета реакций)	$плюс 400$			$плюс 2,00$
изменения в процессе реакций со щелочью	$минус \underset\rm Cu левая круглая скобка OH правая круглая скобка _2 \downarrow\mathop\rm 0,20 умножить на 98$	$\underset\rm реакц. левая круглая скобка 3 правая круглая скобка \mathop\rm минус 0,20$	$\underset\rm реакц. левая круглая скобка 2 правая круглая скобка \mathop\rm минус 0,80$	$\underset\rm реакц. левая круглая скобка 2 правая круглая скобка \mathop\rm минус 0,80 минус \underset\rm реакц левая круглая скобка 3 правая круглая скобка \mathop\rm 2 умножить на 0,20$
после реакций со щелочью	$988,4$	$0,00$	$0,00$	$0,80$

Откуда,

$\omega_конечн. левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка = дробь: числитель: \nu_конечн. левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка , знаменатель: \it m левая круглая скобка \rm конечн. р минус ра правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 0,80 умножить на 40, знаменатель: 988,4 конец дроби =0,0324 или 3,24\%.$ $\omega_конечн. левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка = дробь: числитель: \nu_конечн. левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка , знаменатель: \it m левая круглая скобка \rm конечн. р минус ра правая круглая скобка конец дроби =$
$= дробь: числитель: 0,80 умножить на 40, знаменатель: 988,4 конец дроби =0,0324 или 3,24\%.$

Ответ: $\omega_конечн. левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка = 3,24\%.$

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