ЕГЭ–2026, химия: задания, ответы, решения

Задания

Версия для печати и копирования в MS Word

Тип 34 № 28171 Добавить в вариант

Через 520 г 16,1%-⁠го раствора сульфата цинка пропускали электрический ток до тех пор, пока объем газа, выделившегося на катоде, не стал равен объему газа, выделившегося на аноде. При этом массовая доля сульфата цинка понизилась до 10,3%. К полученному раствору добавили 212 г 10%-⁠го раствора карбоната натрия. Вычислите массовую долю сульфата цинка в конечном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Спрятать решение

Решение.

1.  Запишем уравнения реакций, проходящих при электролизе:

$2ZnSO_4$ плюс 2H_2$O \reactrarrow0pt1,5 cm\scriptsize эл. ток 2Zn\downarrow$ плюс O_2$\uparrow$ плюс 2H_2$SO_4$ левая круглая скобка 1 правая круглая скобка ,$

$2H_2$O \reactrarrow0pt1,5 cm\scriptsize эл. ток 2H_2$\uparrow$ плюс O_2$\uparrow$ левая круглая скобка 2 правая круглая скобка .$

Определим количества веществ и массу раствора после пропускания электрического тока. Пусть количество кислорода, выделившегося на аноде по реакции 1 $\nu_1\rm левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка = \it xмоль$ , а количество кислорода, выделившегося на аноде по реакции 2,  — $\nu_2\rm левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка = \it yмоль.$

$\nu_прореаг.\rm левая круглая скобка ZnSO_4 правая круглая скобка = \nu\rm левая круглая скобка Zn правая круглая скобка = \nu\rm левая круглая скобка H_2SO_4 правая круглая скобка =2 \it x.$

$\nu\rm левая круглая скобка H_2 правая круглая скобка = 2 \it y.$

$\it m_исх\rm левая круглая скобка ZnSO_4 правая круглая скобка = 520 умножить на 0,161 = 83,72г.$

Так как по условию дано, что $\it V \rm левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка = \it V \rm левая круглая скобка H_2 правая круглая скобка ,$ то:

$\nu\rm левая круглая скобка H_2 правая круглая скобка =\nu_1\rm левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка плюс \nu_2\rm левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка , т. е.2\it y=y плюс \it x , т. е.\it y=\it x;$

$\it m\rm=\nu\rm умножить на M\rm;$

$\it m_прореаг.\rm левая круглая скобка ZnSO_4 правая круглая скобка =322 \it x \rm г, \it m\rm левая круглая скобка Zn правая круглая скобка =130 \it x \rm г, \it m\rm левая круглая скобка H_2 правая круглая скобка =$
$=4 \it x \rm г, \it m_1\rm левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка =32 \it x \rm г, \it m_2\rm левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка =32 \it x \rm г.$ $\it m_прореаг.\rm левая круглая скобка ZnSO_4 правая круглая скобка =322 \it x \rm г, \it m\rm левая круглая скобка Zn правая круглая скобка =$
$=130 \it x \rm г, \it m\rm левая круглая скобка H_2 правая круглая скобка =4 \it x \rm г, \it m_1\rm левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка =$
$=32 \it x \rm г, \it m_2\rm левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка =32 \it x \rm г.$

Масса раствора после электролиза уменьшилась на массы цинка, водорода и кислорода:

$\it m_2\rm левая круглая скобка раствора правая круглая скобка = \it m_раствора\rm левая круглая скобка ZnSO_4 правая круглая скобка минус \it m\rm левая круглая скобка Zn правая круглая скобка минус \it m\rm левая круглая скобка H_2 правая круглая скобка минус \it m_1\rm левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка минус \it m_2\rm левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка ;$ $\it m_2\rm левая круглая скобка раствора правая круглая скобка = \it m_раствора\rm левая круглая скобка ZnSO_4 правая круглая скобка минус$
$минус \it m\rm левая круглая скобка Zn правая круглая скобка минус \it m\rm левая круглая скобка H_2 правая круглая скобка минус \it m_1\rm левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка минус \it m_2\rm левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка ;$

$\it m_2\rm левая круглая скобка раствора правая круглая скобка = 520 минус 130 \it x \rm минус 4 \it x \rm минус 32 \it x \rm минус 32 \it x \rm= 520 минус 198 \it x \rmг.$

Массовая доля сульфата цинка в растворе после электролиза:

$\omega_1\rm левая круглая скобка ZnSO_4 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m_исх\rm левая круглая скобка ZnSO_4 правая круглая скобка минус \it m_прореаг.\rm левая круглая скобка ZnSO_4 правая круглая скобка , знаменатель: \it m_2\rm левая круглая скобка раствора правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 83,72 минус 322 \it x \rm, знаменатель: 520 минус 198 \it x \rm конец дроби = 0,103.$ $\omega_1\rm левая круглая скобка ZnSO_4 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m_исх\rm левая круглая скобка ZnSO_4 правая круглая скобка минус \it m_прореаг.\rm левая круглая скобка ZnSO_4 правая круглая скобка , знаменатель: \it m_2\rm левая круглая скобка раствора правая круглая скобка конец дроби =$
$= дробь: числитель: 83,72 минус 322 \it x \rm, знаменатель: 520 минус 198 \it x \rm конец дроби = 0,103.$

$x = 0,1моль;$

Количества веществ в растворе после пропускания электрического тока:

$\it m_не прореаг.\rm левая круглая скобка ZnSO_4 правая круглая скобка = 83,72 минус 32,2 = 51,52 г;$

$\nu_прореаг.\rm левая круглая скобка ZnSO_4 правая круглая скобка = дробь: числитель: 51,52, знаменатель: 161 конец дроби = 0,32моль;$

$\nu\rm левая круглая скобка H_2SO_4 правая круглая скобка =2 \it x \rm= 0,2моль.$

Масса раствора после электролиза:

$\it m_2\rm левая круглая скобка раствора правая круглая скобка = 500,2г.$

2.  Вычислим массовую долю сульфата цинка в конечном растворе:

$\it m_исх\rm левая круглая скобка Na_2CO_3 правая круглая скобка = 212 умножить на 0,1 = 21,2г;$

$\nu_исх.\rm левая круглая скобка Na_2CO_3 правая круглая скобка = дробь: числитель: 21,2, знаменатель: 106 конец дроби = 0,2моль.$

Значит, карбонат натрия и серная кислота реагируют в соотношении 1:1 по реакции 3 (карбонат натрия не в избытке, значит, карбонат цинка не образуется):

$\ChemFormH_2SO_4 плюс Na_2CO_3 = Na_2SO_4 плюс H_2O плюс CO_2\uparrow левая круглая скобка 3 правая круглая скобка ;$

$\nu\rm левая круглая скобка Na_2CO_3 правая круглая скобка = \nu\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка = \nu\rm левая круглая скобка H_2SO_4 правая круглая скобка = 0,2моль;$

$\it m\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка = 44 умножить на 0,2 = 8,8г;$

$\omega_2\rm левая круглая скобка ZnSO_4 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m_не прореаг.\rm левая круглая скобка ZnSO_4 правая круглая скобка , знаменатель: \it m_2\rm левая круглая скобка раствора правая круглая скобка плюс \it m_р минус ра\rm левая круглая скобка Na_2CO_3 правая круглая скобка минус \it m\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка конец дроби =$
$= дробь: числитель: 51,52, знаменатель: 500,2 плюс 212 минус 8,8 конец дроби = 0,0732 или7,32\%.$ $\omega_2\rm левая круглая скобка ZnSO_4 правая круглая скобка =$
$= дробь: числитель: \it m_не прореаг.\rm левая круглая скобка ZnSO_4 правая круглая скобка , знаменатель: \it m_2\rm левая круглая скобка раствора правая круглая скобка плюс \it m_р минус ра\rm левая круглая скобка Na_2CO_3 правая круглая скобка минус \it m\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка конец дроби =$
$= дробь: числитель: 51,52, знаменатель: 500,2 плюс 212 минус 8,8 конец дроби = 0,0732 или7,32\%.$

Спрятать критерии

Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Ответ правильный и полный: —  в ответе 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
Допущена ошибка только в одном из перечисленных выше элементов ответа	3
Допущены ошибки в двух из перечисленных выше элементах ответа	2
Допущены ошибки в трех из перечисленных выше элементах ответа	1
Все элементы ответа записаны неверно.	0
Максимальный балл	4

Примечание. В случае, когда в ответе содержится ошибка в вычислениях в одном из трех элементов (втором, третьем или четвертом), которая привела к неверному ответу, оценка за выполнение задания снижается только на 1 балл.

Источник: Задания 34 ЕГЭ–2021 по химии

Раздел кодификатора ФИПИ:

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

5.4 Расчёты массы (объёма, количества вещества) продуктов реакции, если одно из веществ дано в избытке (имеет примеси);

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 · Помощь