Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 34 № 28172
i

Через 400 г 36%-⁠го рас­тво­ра нит­ра­та же­ле­за (II) про­пу­сти­ли элек­три­че­ский ток. В итоге на ка­то­де вы­де­ли­лось в два раза мень­ше объ­е­ма газа чем на аноде, а мас­со­вая доля соли по­ни­зи­лась до 10,19%. К по­лу­чен­но­му рас­тво­ру до­ба­ви­ли 120 г 40%-⁠го рас­тво­ра кар­бо­на­та ам­мо­ния. Вы­чис­ли­те мас­со­вую долю нит­ра­та же­ле­за (II) 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:

\ChemForm2Fe левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _2 плюс 2H_2O = 2Fe\downarrow плюс O_2\uparrow плюс 4HNO_3 левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка ,

\ChemForm2H_2O = 2H_2\uparrow плюс O_2\uparrow левая круг­лая скоб­ка 2 пра­вая круг­лая скоб­ка ,

\ChemForm2HNO_3 плюс левая круг­лая скоб­ка NH_4 пра­вая круг­лая скоб­ка _2CO_3 = 2NH_4NO_3 плюс H_2O плюс CO_2\uparrow левая круг­лая скоб­ка 3 пра­вая круг­лая скоб­ка .

2.  Опре­де­лим ко­ли­че­ства ве­ществ и массу рас­тво­ра после про­пус­ка­ния элек­три­че­ско­го тока. Для этого за x обо­зна­чим \nu_1\rm левая круг­лая скоб­ка O_2 пра­вая круг­лая скоб­ка   — ко­ли­че­ство кис­ло­ро­да, вы­де­лив­ше­го­ся на аноде по ре­ак­ции 1, а за y обо­зна­чим \nu_2\rm левая круг­лая скоб­ка O_2 пра­вая круг­лая скоб­ка   — ко­ли­че­ство кис­ло­ро­да, вы­де­лив­ше­го­ся на аноде по ре­ак­ции 2.

\nu_про­ре­аг.\rm левая круг­лая скоб­ка Fe левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _2 пра­вая круг­лая скоб­ка = \nu\rm левая круг­лая скоб­ка Fe пра­вая круг­лая скоб­ка =2 умно­жить на x; \nu\rm левая круг­лая скоб­ка HNO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = 4 умно­жить на x.

\nu\rm левая круг­лая скоб­ка H_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = 2 умно­жить на y.

\it m_исх\rm левая круг­лая скоб­ка Fe левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _2 пра­вая круг­лая скоб­ка = 400 умно­жить на 0,36 = 144г.

Так как по усло­вию дано, что V\rm левая круг­лая скоб­ка H_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби V\rm левая круг­лая скоб­ка O_2 пра­вая круг­лая скоб­ка , то

\nu\rm левая круг­лая скоб­ка H_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая 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 пра­вая круг­лая скоб­ка , т. е.2y= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка y плюс x пра­вая круг­лая скоб­ка , т. е.y= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби x;

\it m\rm=\nu\rm умно­жить на M\rm;

\it m_про­ре­аг.\rm левая круг­лая скоб­ка Fe левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _2 пра­вая круг­лая скоб­ка =360 умно­жить на x г, \it m\rm левая круг­лая скоб­ка Fe пра­вая круг­лая скоб­ка =112 умно­жить на x г, \it m\rm левая круг­лая скоб­ка H_2 пра­вая круг­лая скоб­ка =
= дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на x г, \it m_1\rm левая круг­лая скоб­ка O_2 пра­вая круг­лая скоб­ка =32 умно­жить на x г, \it m_2\rm левая круг­лая скоб­ка O_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 32, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на x г.

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

\it m_2\rm левая круг­лая скоб­ка рас­тво­ра пра­вая круг­лая скоб­ка = \it m_рас­тво­ра\rm левая круг­лая скоб­ка Fe левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _2 пра­вая круг­лая скоб­ка минус \it m\rm левая круг­лая скоб­ка Fe 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 = 400 минус 112 умно­жить на x минус дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на x минус 32 умно­жить на x минус дробь: чис­ли­тель: 32, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на x= 400 минус 156 умно­жить на x г.

Мас­со­вая доля нит­ра­та же­ле­за (II) в рас­тво­ре после элек­тро­ли­за:

\omega_1\rm левая круг­лая скоб­ка Fe левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _2 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: \it m_исх\rm левая круг­лая скоб­ка Fe левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _2 пра­вая круг­лая скоб­ка минус \it m_про­ре­аг.\rm левая круг­лая скоб­ка Fe левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _2 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: \it m_2\rm левая круг­лая скоб­ка рас­тво­ра пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 144 минус 360 умно­жить на x, зна­ме­на­тель: 400 минус 156 умно­жить на x конец дроби = 0,1019;

x = 0,3моль;

Ко­ли­че­ства ве­ществ в рас­тво­ре после про­пус­ка­ния элек­три­че­ско­го тока:

\it m_не про­ре­аг.\rm левая круг­лая скоб­ка Fe левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _2 пра­вая круг­лая скоб­ка = 144 минус 360 умно­жить на 0,3 = 36 г;

\nu_про­ре­аг.\rm левая круг­лая скоб­ка Fe левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _2 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 36, зна­ме­на­тель: 180 конец дроби = 0,2 моль;

\nu\rm левая круг­лая скоб­ка HNO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = 4 умно­жить на x = 1,2моль.

Масса рас­тво­ра после элек­тро­ли­за:

\it m_2\rm левая круг­лая скоб­ка рас­тво­ра пра­вая круг­лая скоб­ка = 400 минус 156 умно­жить на 0,3 = 353,2г.

 

3.  Вы­чис­лим мас­со­вую долю нит­ра­та же­ле­за (II) в ко­неч­ном рас­тво­ре:

\it m_исх\rm левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка NH_4 пра­вая круг­лая скоб­ка _2CO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = 120 умно­жить на 0,4 = 48г;

\nu_исх.\rm левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка NH_4 пра­вая круг­лая скоб­ка _2CO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 48, зна­ме­на­тель: 96 конец дроби = 0,5моль.

Зна­чит, азот­ная кис­ло­та в из­быт­ке. Кар­бо­нат ам­мо­ния ре­а­ги­ру­ют с азот­ной кис­ло­той по ре­ак­ции 3 (кар­бо­нат ам­мо­ния не в из­быт­ке, по­это­му кар­бо­нат же­ле­за (II) не об­ра­зу­ет­ся):

\nu\rm левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка NH_4 пра­вая круг­лая скоб­ка _2CO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = \nu\rm левая круг­лая скоб­ка CO_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,5моль;

\it m\rm левая круг­лая скоб­ка CO_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = 44 умно­жить на 0,5 = 22г;

\omega_2\rm левая круг­лая скоб­ка Fe левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _2 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: \it m_не про­ре­аг.\rm левая круг­лая скоб­ка Fe левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _2 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 левая круг­лая скоб­ка NH_4 пра­вая круг­лая скоб­ка _2CO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка минус \it m\rm левая круг­лая скоб­ка CO_2 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби =
= дробь: чис­ли­тель: 36, зна­ме­на­тель: 353,2 плюс 120 минус 22 конец дроби = 0,0798 или7,98\%.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
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 балл4

 

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 · КритерииСпрятать критерии · Помощь


О про­ек­те · Ре­дак­ция · Пра­во­вая ин­фор­ма­ция · О ре­кла­ме
© Гущин Д. Д., 2011—2026