РЕШУ ЕГЭ — химия

Задания

При растворении в некотором количестве воды дигидрата гидрофосфата натрия и дигидрата дигидрофосфата натрия получили раствор массой 300 г. Этот раствор разлили в две колбы в массовом соотношении 1:2. В первую колбу добавили избыток гидроксида кальция, при этом в образовавшемся растворе не содержалось фосфат-ионов, а масса выпавшего осадка составила 46,5 г. К раствору во второй колбе добавили 25 г 16%-го раствора гидроксида натрия, что привело к выравниванию молярных концентраций кислых солей. Определите массовую долю воды в первоначальном растворе.

Решение. 1.  Запишем уравнения реакций:

1)   $\ChemForm2Na_2HPO_4 плюс 3Ca левая круглая скобка OH правая круглая скобка _2 = Ca_3 левая круглая скобка PO_4 правая круглая скобка _2 плюс 4NaOH плюс 4H_2O;$

2)   $\ChemForm2NaH_2PO_4 плюс 3Ca левая круглая скобка OH правая круглая скобка _2 = Ca_3 левая круглая скобка PO_4 правая круглая скобка _2 плюс 2NaOH плюс 4H_2O;$

3)   $\ChemFormNaH_2PO_4 плюс NaOH = Na_2HPO_4 плюс H_2O.$

2.  Определим массы двух порций раствора. Пусть масса раствора в первой колбе составила $x г,$ раствора. Составим уравнение:

$x плюс 2x=300;$

$x=100.$

Таким образом, масса раствора в первой колбе составляет треть от массы исходного раствора, а также количества растворённых веществ составят треть от количеств этих же веществ в исходном растворе. Соответственно во второй колбе количества солей составят 2/3 от исходных количеств. Пусть в исходной смеси содержалось $a моль$ $\ChemFormNa_2HPO_4 умножить на 2H_2O$ и $b моль$ $\ChemFormNaH_2PO_4 умножить на 2H_2O.$ Найдем количество гидроксида натрия, добавленного во вторую колбу:

$\it \nu\rm левая круглая скобка NaOH правая круглая скобка = дробь: числитель: 25 умножить на 0,16, знаменатель: 40 конец дроби = 0,1 моль.$

Исходя из уравнения III, количества вступившего в реакцию дигидрофосфата натрия и образовавшегося гидрофосфата составят также по 0,1 моль. Так как равны молярные концентрации кислых солей, значит, равны их количества веществ во второй колбе. Составим уравнение:

$дробь: числитель: 2, знаменатель: 3 конец дроби a плюс 0,1= дробь: числитель: 2, знаменатель: 3 конец дроби b минус 0,1;$

$b минус a=0,3;$

$b=0,3 плюс a.$

Согласно уравнениям I и II количество образовавшегося фосфата кальция $дробь: числитель: 1, знаменатель: 6 конец дроби a плюс дробь: числитель: 1, знаменатель: 6 конец дроби b моль.$ Составим второе уравнение:

$левая круглая скобка дробь: числитель: 1, знаменатель: 6 конец дроби a плюс дробь: числитель: 1, знаменатель: 6 конец дроби b правая круглая скобка умножить на 310 = 46,5;$

$a плюс b=0,9.$

Подставим выражение для b из предыдущего уравнения:

$a плюс 0,3 плюс a=0,9;$

$2a=0,6;$

$a=0,3, b=0,6;$

$\nu\rm левая круглая скобка Na_2HPO_4 умножить на 2H_2O правая круглая скобка = 0,3 моль;$

$\nu\rm левая круглая скобка NaH_2PO_4 умножить на 2H_2O правая круглая скобка = 0,6 моль;$

$\it m\rm левая круглая скобка Na_2HPO_4 умножить на 2H_2O правая круглая скобка = 0,3 умножить на 178 = 53,4 г;$

$\it m\rm левая круглая скобка NaH_2PO_4 умножить на 2H_2O правая круглая скобка = 0,6 умножить на 156 = 93,6 г;$

$\it m\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка _из кр/г = левая круглая скобка 0,3 плюс 0,6 правая круглая скобка умножить на 0,2 умножить на 18 = 32,4 г;$

$\it m\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка _доб = 300 минус 53,4 минус 93,6 = 153 г;$

$\it m\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка _в р минус ре = 32,4 плюс 153 = 185,4 г;$

$\it \omega\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка = дробь: числитель: 185,4, знаменатель: 300 конец дроби умножить на 100\% = 61,8\%.$

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Ответ правильный и полный, содержит все названные выше элементы	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

Ключ