РЕШУ ЕГЭ — химия

Задания

Тип 34 № 7058 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 разложении образца нитрата магния выделилась смесь газов объемом 10,08  л (в пересчете на н. у.). Масса остатка составила 69,36  г. После этого остаток поместили в 100  мл воды и добавили к нему 240  г 20%-⁠го раствора гидроксида 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. Запишем уравнение термического разложения нитрата магния:

$\ChemForm2Mg левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 \reactrarrow1 cm\scriptsize t градусов 2MgO плюс 4NO_2\uparrow плюс O_2\uparrow$    (1).

Рассчитаем количество вещества образовавшейся газовой смеси:

$\nu левая круглая скобка \rm NO_2 плюс O_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it V левая круглая скобка \rm NO_2 плюс O_2 правая круглая скобка , знаменатель: \it V_M конец дроби = дробь: числитель: 10,08, знаменатель: 22,4 конец дроби = 0,450 левая круглая скобка моль правая круглая скобка .$

Из уравнения (1):

$5\nu левая круглая скобка \rm MgO правая круглая скобка = 2\nu левая круглая скобка \rm NO_2 плюс O_2 правая круглая скобка ,$

$\nu левая круглая скобка \rm MgO правая круглая скобка = дробь: числитель: 0,450 умножить на 2, знаменатель: 5 конец дроби = 0,180 моль,$

$\it m левая круглая скобка \rm MgO правая круглая скобка = \nu левая круглая скобка \rm MgO правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm MgO правая круглая скобка =0,180 умножить на 40=7,20 левая круглая скобка г правая круглая скобка .$

Таким образом, твердый остаток  — это смесь образовавшегося оксида магния и оставшегося нитрата магния.

Масса и количество вещества оставшегося нитрата магния равна:

$\it m_ост. левая круглая скобка \rm Mg левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка =69,36 минус 7,20=62,16 левая круглая скобка г правая круглая скобка ,$

$\nu_ост. левая круглая скобка \rm Mg левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m_ост. левая круглая скобка \rm Mg левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка , знаменатель: \it M левая круглая скобка \rm Mg левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 62,16, знаменатель: 148 конец дроби = 0,420 моль.$

Плотность воды при н. у. $\rho левая круглая скобка \rm H_2O правая круглая скобка =1 г/мл.$ Следовательно, масса 100  мл воды равна 100  г. После того как остаток поместили в 100  мл воды, оставшийся нитрат магния растворился, оксид магния реагирует с водой только при кипячении, поэтому в раствор не переходит.

С гидроксидом натрия реагирует только один компонент твердого остатка  — оставшийся нитрат магния:

$\ChemFormMg левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 плюс 2NaOH \to Mg левая круглая скобка OH правая круглая скобка _2\downarrow плюс 2NaNO_3$    (2).

По уравнению (2):

$\nu левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка = 2\nu_ост. левая круглая скобка \rm Mg левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка = 2\nu левая круглая скобка \rm Mg левая круглая скобка OH правая круглая скобка _2 правая круглая скобка ,$

$\nu левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка = 2 умножить на 0,420=0,840 левая круглая скобка моль правая круглая скобка ,$

$\nu левая круглая скобка \rm Mg левая круглая скобка OH правая круглая скобка _2 правая круглая скобка =0,420 моль.$

Вычислим массу и количество вещества гидроксида натрия, оставшегося при взаимодействии с нитратом магния, и массу гидроксида магния:

$\it m_ост. левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка =\it m_нач. левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка минус \it m_израсх. левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка =240 умножить на 0,20 минус 0,84 умножить на 40=14,4 левая круглая скобка г правая круглая скобка ,$ $\it m_ост. левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка =\it m_нач. левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка минус \it m_израсх. левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка =$
$=240 умножить на 0,20 минус 0,84 умножить на 40=14,4 левая круглая скобка г правая круглая скобка ,$

$\it m левая круглая скобка \rm Mg левая круглая скобка OH правая круглая скобка _2 правая круглая скобка =\nu левая круглая скобка \rm Mg левая круглая скобка OH правая круглая скобка _2 правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm Mg левая круглая скобка OH правая круглая скобка _2 правая круглая скобка =0,420 умножить на 58=24,36 левая круглая скобка г правая круглая скобка .$

Вычислим массу образовавшегося раствора с учетом нерастворимости оксида и гидроксида магния:

$\it m левая круглая скобка конечн. р минус ра правая круглая скобка =\it m_ост. левая круглая скобка \rm Mg левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка плюс \it m_добавл. левая круглая скобка \rm H_2O правая круглая скобка плюс \it m_р минус ра левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка минус \it m левая круглая скобка \rm Mg левая круглая скобка OH правая круглая скобка _2 правая круглая скобка =$
$=62,16 плюс 100 плюс 240 минус 24,36=377,8 левая круглая скобка г правая круглая скобка .$ $\it m левая круглая скобка конечн. р минус ра правая круглая скобка =$
$=\it m_ост. левая круглая скобка \rm Mg левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 правая круглая скобка плюс \it m_добавл. левая круглая скобка \rm H_2O правая круглая скобка плюс \it m_р минус ра левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка минус \it m левая круглая скобка \rm Mg левая круглая скобка OH правая круглая скобка _2 правая круглая скобка =$
$=62,16 плюс 100 плюс 240 минус 24,36=377,8 левая круглая скобка г правая круглая скобка .$

Определим массовую долю гидроксида натрия в образовавшемся растворе:

$\omega левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка , знаменатель: \it m левая круглая скобка \rm конечн. р минус ра правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 14,4, знаменатель: 377,8 конец дроби =0,0381 или 3,81\%.$

Ответ: $\omega левая круглая скобка \rm NaOH правая круглая скобка =3,81\%.$

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