Тип 34 № 7056 
Раздел кодификатора ФИПИ: 5.7 Расчёты с использованием понятий «массовая доля», «молярная концентрация», «растворимость»
Расчеты массовой доли химического соединения в смеси. Экзаменационные задания
i
При разложении образца карбоната бария выделился газ объемом 4,48 л (в пересчете на н. у.). Масса остатка составила 50 г. После этого остаток поместили в 100 мл воды и добавили 200 г 20%-го раствора сульфата натрия. Определите массовую долю гидроксида натрия в образовавшемся растворе. В ответе напишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления.
Решение. При разложении карбоната бария — соли слабой угольной кислоты образуется оксид бария и выделяется углекислый газ:

Карбонат бария в воде не растворяется. При взаимодействии оксида щелочно-земельного металла с водой образуется щелочь:

С сульфатом натрия взаимодействует только гидроксид бария:

Вычислим количество углекислого газа, выделившегося при прокаливании карбоната бария:
Следовательно, в результате реакции разложения карбоната бария образовалось 0,2 моль оксида бария и прореагировало также 0,2 моль карбоната бария.
Вычислим массу образовавшегося оксида бария, взаимодействующего с водой:

Тогда масса оставшегося карбоната бария равна:

Плотность воды при н. у.
следовательно, ее масса в 100 мл равна 100 г.
По уравнениям реакций
Следовательно, 
Вычислим массу и количество сульфата натрия, взаимодействующего с щелочью:


Поскольку по уравнению реакции щелочь и сульфат натрия реагируют в эквимолярных количествах, то в избытке количество вещества сульфата натрия:


В результате обменной реакции между гидроксидом бария и сульфатом натрия в осадок выпадает сульфат бария, поэтому необходимо учесть его массу при расчетах массы раствора:


Вычислим массу образовавшегося раствора с учетом того, что сульфат бария в воде не растворим, поэтому не вносит вклад в массу этого раствора:

Определим массовую долю гидроксида натрия в образовавшемся растворе:

Ответ: 5,63%.
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 |
Раздел кодификатора ФИПИ: 5.7 Расчёты с использованием понятий «массовая доля», «молярная концентрация», «растворимость»