РЕШУ ЕГЭ — химия

Задания

Тип 34 № 7053 Добавить в вариант

Источник: Задания 33 (С4). Сергей Широкопояс: Химия — подготовка к ЕГЭ 2016

Раздел кодификатора ФИПИ: 5.7 Расчёты с использованием понятий «массовая доля», «молярная концентрация», «растворимость»

Расчеты массовой доли химического соединения в смеси. Экзаменационные задания

При нагревании образца нитрата цинка часть вещества разложилась, при этом выделилось 5,6  л газов (в пересчете на н. у.). Остаток массой 64,8  г полностью растворили в минимальном объеме 28%-⁠го раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю нитрата натрия в конечном растворе. В ответе напишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления.

Решение. При разложении нитрата цинка (соли амфотерного металла) образуются оксид цинка, бурый газ  — оксид азота (IV) и кислород:

$2Zn левая круглая скобка NO_3$ правая круглая скобка _2$ \to$ 2ZnO плюс 4NO_2$\uparrow$ плюс O_2$\uparrow$ левая круглая скобка нагревание правая круглая скобка .$

Поскольку в условии задачи речь идет о полном растворении остатка, состоящего из оксида и нитрата цинка, то в итоге образуется комплексная соль цинка  — тетрагидроксоцинкат натрия:

$\ChemFormZnO плюс 2NaOH плюс H_2O \to Na_2 левая квадратная скобка Zn левая круглая скобка OH правая круглая скобка _4 правая квадратная скобка ;$

$\ChemFormZn левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 плюс 4NaOH \to Na_2 левая квадратная скобка Zn левая круглая скобка OH правая круглая скобка _4 правая квадратная скобка плюс 2NaNO_3.$

Вычислим количество смеси газов  — $\ChemFormNO_2$ и $\ChemFormO_2:$

$\nu$ левая круглая скобка NO_2$ плюс O_2$ правая круглая скобка = 5,6 л/22,4 л/моль = 0,25 моль.$

По уравнению реакции $\nu$ левая круглая скобка ZnO правая круглая скобка = 2/5\nu$ левая круглая скобка NO_2$ плюс O_2$ правая круглая скобка = 2/5 умножить на $ 0,25 моль = 0,1 моль$

$m левая круглая скобка ZnO правая круглая скобка = 81 г/моль умножить на $ 0,1 моль = 8,1 г.$

Вычислим массу и количество вещества оставшегося нитрата цинка:

$m ост. левая круглая скобка Zn левая круглая скобка NO_3$ правая круглая скобка _2$ правая круглая скобка = 64,8 г минус 8,1 г = 56,7 г;$

$\nu$ ост. левая круглая скобка Zn левая круглая скобка NO_3$ правая круглая скобка _2$ правая круглая скобка = 56,7 г/189 г/моль = 0,3 моль.$

По уравнениям реакции взаимодействия оксида цинка и нитрата цинка со щелочью, количество вещества и масса гидроксида натрия равно:

$\nu$ левая круглая скобка NaOH правая круглая скобка = 0,1 моль умножить на $ 2 плюс 0,3 моль умножить на $ 4 = 1,4 моль;$

$m левая круглая скобка NaOH правая круглая скобка = 1,4 моль умножить на $ 40 г/моль = 56 г.$

Вычислим массу щелочного раствора:

$m левая круглая скобка р минус ра NaOH правая круглая скобка = 56 г/0,28 = 200 г.$

Вычислим количество вещества и массу нитрата натрия:

$\nu$ левая круглая скобка NaNO_3$ правая круглая скобка = 2\nu$ ост. левая круглая скобка Zn левая круглая скобка NO_3$ правая круглая скобка _2$ правая круглая скобка = 2 умножить на $ 0,3 моль = 0,6 моль;$

$m левая круглая скобка NaNO_3$ правая круглая скобка = 0,6 моль умножить на $ 85 г/моль = 51 г.$

Вычислим массу образовавшегося раствора и массовую долю нитрата натрия в нем:

$m левая круглая скобка р минус ра правая круглая скобка = 64,8 г плюс 200 г = 264,8 г;$

$\omega$ левая круглая скобка NaNO_3$ правая круглая скобка = 51 г/264,8 г умножить на $ 100\% = 19,3\%.$

Ответ: 19,3%.

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 допущена ошибка в двух из названных выше элементов	2
В ответе допущена ошибка в трех из названных выше элементов	1
Все элементы ответа записаны неверно	0
Максимальный балл	4

Источник: Задания 33 (С4). Сергей Широкопояс: Химия — подготовка к ЕГЭ 2016

Ключ