РЕШУ ЕГЭ — химия

Задания

Тип 34 № 32326 Добавить в вариант

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».

Расчеты массовой доли химического соединения в смеси. Экзаменационные задания

Смесь метана с кислородом общим объемом 11,2 л (н. у.) подожгли, продукты охладили, а образовавшуюся смесь газов пропустили через 67,2 г 10%-⁠го раствора гидроксида калия. Непоглощенный газ пропустили через трубку с раскаленной медью, в результате масса трубки увеличилась на 6,4 г. Вычислите объемные доли газов в исходной смеси и массовые доли веществ (кроме воды) в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления.

Решение. 1.  Запишем уравнения реакций сгорания метана и кислорода с медью, определим количества вещества газов::

$\ChemFormCH_4 плюс 2O_2 = CO_2 плюс 2H_2O левая круглая скобка 1 правая круглая скобка ;$

$\ChemForm2Cu плюс O_2 = 2CuO левая круглая скобка 2 правая круглая скобка ;$

$\nu\rm левая круглая скобка \text смеси правая круглая скобка = дробь: числитель: \it V\rm левая круглая скобка смеси правая круглая скобка , знаменатель: \it V_m\rm конец дроби ;$

$\nu\rm левая круглая скобка \text смеси правая круглая скобка = дробь: числитель: 11,2 л, знаменатель: 22,4 л/моль конец дроби = 0,5 моль.$

Увеличение массы трубки произошло за счет кислорода:

$\nu\rm левая круглая скобка левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m\rm левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка , знаменатель: \it M\rm левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка конец дроби ;$

$\nu\rm левая круглая скобка левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка = дробь: числитель: 6,4 г, знаменатель: 32 г/моль конец дроби = 0,2 моль.$

2.  Определим состав газовой смеси. В реакцию сгорания вступило:

$\nu\rm левая круглая скобка газов правая круглая скобка = \nu\rm левая круглая скобка смеси правая круглая скобка минус \nu\rm левая круглая скобка левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка = 0,5 минус 0,3 = 0,2 моль.$

Пусть $\nu\rm левая круглая скобка CH_4 правая круглая скобка = x моль,$ тогда $\nu\rm левая круглая скобка левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка _1 правая круглая скобка = 2x моль.$ Отсюда следует:

$x плюс 2x = 0,3;$

$x = 0,1;$

$\nu\rm левая круглая скобка CH_4 правая круглая скобка = 0,1 моль;$

$\nu\rm левая круглая скобка левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка _общ. правая круглая скобка = \nu\rm левая круглая скобка смеси правая круглая скобка минус \nu\rm левая круглая скобка CH_4 правая круглая скобка ;$

$\nu\rm левая круглая скобка левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка _общ. правая круглая скобка = 0,5 минус 0,1 = 0,4 моль.$

Объемные доли газов в исходной смеси:

$фи \rm левая круглая скобка газа правая круглая скобка = дробь: числитель: \it V\rm левая круглая скобка газа правая круглая скобка , знаменатель: \it V\rm левая круглая скобка смеси правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: \nu\rm левая круглая скобка газа правая круглая скобка , знаменатель: \nu\rm левая круглая скобка смеси правая круглая скобка конец дроби ;$

$фи \rm левая круглая скобка CH_4 правая круглая скобка } = дробь: числитель: 0,1 левая круглая скобка моль правая круглая скобка , знаменатель: 0,5 левая круглая скобка моль правая круглая скобка конец дроби = 0,2 или 20\%;$

$фи \rm левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка } = дробь: числитель: 0,4 левая круглая скобка моль правая круглая скобка , знаменатель: 0,5 левая круглая скобка моль правая круглая скобка конец дроби =0,8 или 80\%.$

3.  Напишем уравнения реакций с гидроксидом калия и определим количества веществ в растворе:

$\nu\rm левая круглая скобка KOH правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m\rm левая круглая скобка KOH \text левая круглая скобка р минус ра правая круглая скобка правая круглая скобка умножить на \omega\rm , знаменатель: \it M\rm левая круглая скобка KOH правая круглая скобка конец дроби ;$

$\nu\rm левая круглая скобка KOH правая круглая скобка = дробь: числитель: 67,2 \text г умножить на 0,1 , знаменатель: 56 г/моль конец дроби = 0,12 моль;$

$\nu\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка = \nu\rm левая круглая скобка CH_4 правая круглая скобка = 0,1 моль.$

При поглощении $\ChemFormCO_2$ последовательно происходят реакции:

$\ChemFormCO_2 плюс 2KOH = K_2CO_3 плюс H_2O левая круглая скобка 3 правая круглая скобка ;$

$\ChemFormK_2CO_3 плюс CO_2 плюс H_2O = 2KHCO_3 левая круглая скобка 4 правая круглая скобка .$

В реакцию (3) вступит 0,12 моль $\ChemFormKOH$ и в 2 раза меньше $\ChemFormCO_2$   — 0,06 моль. Остается $0,1 минус 0,06 = 0,04 моль CO$_2$.$ Следовательно, в реакцию (4) вступит по 0,04 моль $\ChemFormKOH$ и $\ChemFormCO_2.$

Количества веществ солей в конечном растворе:

$\nu\rm левая круглая скобка K_2CO_3 правая круглая скобка = \nu\rm левая круглая скобка K_2CO_3 левая круглая скобка образов. правая круглая скобка правая круглая скобка минус \nu\rm левая круглая скобка K_2CO_3 левая круглая скобка прореаг. правая круглая скобка правая круглая скобка =$
$= 0,06 моль минус 0,04 моль = 0,02 моль;$ $\nu\rm левая круглая скобка K_2CO_3 правая круглая скобка =$
$= \nu\rm левая круглая скобка K_2CO_3 левая круглая скобка образов. правая круглая скобка правая круглая скобка минус \nu\rm левая круглая скобка K_2CO_3 левая круглая скобка прореаг. правая круглая скобка правая круглая скобка =$
$= 0,06 моль минус 0,04 моль = 0,02 моль;$

$\nu\rm левая круглая скобка KHCO_3 правая круглая скобка = 2\nu\rm левая круглая скобка левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка _4 правая круглая скобка = 2 умножить на 0,04 = 0,08 моль.$

4.  Определим массовые доли солей в растворе:

$\it m\rm левая круглая скобка р минус ра правая круглая скобка = \it m\rm левая круглая скобка KOH р минус ра правая круглая скобка плюс \it m\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка = \it m\rm левая круглая скобка H_2SO_4 р минус ра правая круглая скобка плюс \nu\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка ;$ $\it m\rm левая круглая скобка р минус ра правая круглая скобка = \it m\rm левая круглая скобка KOH р минус ра правая круглая скобка плюс \it m\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка =$
$= \it m\rm левая круглая скобка H_2SO_4 р минус ра правая круглая скобка плюс \nu\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка ;$

$\it m\rm левая круглая скобка р минус ра правая круглая скобка = 67,2 г плюс 0,1 моль умножить на 44 г/моль = 71,6 г;$

$\omega\rm левая круглая скобка соли правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m\rm левая круглая скобка соли правая круглая скобка , знаменатель: \it m\rm левая круглая скобка р минус ра правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: \nu\rm левая круглая скобка соли правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка соли правая круглая скобка , знаменатель: \it m\rm левая круглая скобка р минус ра правая круглая скобка конец дроби ;$

$\omega\rm левая круглая скобка K_2CO_3 правая круглая скобка = дробь: числитель: 0,02 моль умножить на 138 г/моль, знаменатель: 71,6 г конец дроби } = 0,039 или 3,9\%;$

$\omega\rm левая круглая скобка KHCO_3 правая круглая скобка = дробь: числитель: 0,08 моль умножить на 100 г/моль, знаменатель: 71,6 г конец дроби = 0,112 или 11,2\%.$

Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Ответ правильный и полный, содержит все названные выше элементы	4
В ответе допущена ошибка в одном из названных выше элементов	3
В ответе допущены ошибки в двух из названных выше элементов	2
В ответе допущены ошибки в трех из названных выше элементов	1
Все элементы ответа записаны неверно	0
Максимальный балл	4

Раздел кодификатора ФИПИ:

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

Ключ