РЕШУ ЕГЭ — химия

Задания

Тип 34 № 7059 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 меди (II) выделилась смесь газов объемом 2,8  л (в пересчете на н. у.). Масса твердого остатка составила 32,2  г. После этого остаток поместили в 50  мл воды и добавили 160  г 10%-⁠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. При разложении нитрата меди (II) образуются оксид меди (II), бурый газ  — диоксид азота (IV) и кислород:

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

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

$\nu$ левая круглая скобка NO_2$ плюс O_2$ правая круглая скобка = 2,8 л/22,4 л/моль = 0,125 моль.$

По уравнению реакции $\nu$ левая круглая скобка CuO правая круглая скобка = 2/5\nu$ левая круглая скобка NO_2$ плюс O_2$ правая круглая скобка = 2/5 умножить на $ 0,125 моль = 0,05 моль.$ Следовательно:

$m левая круглая скобка CuO правая круглая скобка = 80 г/моль умножить на $ 0,05 моль = 4 г.$

Вычислим массу и количество вещества оставшегося нитрата меди (II):

$m ост. левая круглая скобка Cu левая круглая скобка NO_3$ правая круглая скобка _2$ правая круглая скобка = 32,2 г минус 4 г = 28,2 г;$

$\nu$ ост. левая круглая скобка Cu левая круглая скобка NO_3$ правая круглая скобка _2$ правая круглая скобка = 28,2 г/188 г/моль = 0,15 моль.$

Оксид меди (II) в воде не растворяется и не взаимодействует с щелочами, поэтому вклад в массу раствора вносить не будет. С гидроксидом натрия реагирует оставшийся нитрат меди (II):

$\ChemFormCu левая круглая скобка NO_3 правая круглая скобка _2 плюс 2NaOH \to Cu левая круглая скобка OH правая круглая скобка _2\downarrow плюс 2NaNO_3.$

По уравнению реакции взаимодействия нитрата меди (II) с гидроксидом натрия $\nu$ левая круглая скобка NaOH правая круглая скобка = 2\nu$ ост. левая круглая скобка Cu левая круглая скобка NO_3$ правая круглая скобка _2$ правая круглая скобка = 2\nu$ левая круглая скобка Cu левая круглая скобка OH правая круглая скобка _2$ правая круглая скобка .$ Следовательно, $\nu$ левая круглая скобка Cu левая круглая скобка OH правая круглая скобка _2$ правая круглая скобка = 0,15 моль$ и $\nu$ левая круглая скобка NaOH правая круглая скобка = 0,3 моль.$

Вычислим массу оставшегося после реакции гидроксида натрия:

$m ост. левая круглая скобка NaOH правая круглая скобка = 160 г умножить на $ 0,1 минус 0,3 моль умножить на $ 40 г/моль = 4 г.$

Для подсчета массы раствора необходимо учесть массу выпавшего в осадок гидроксида меди (II):

$m левая круглая скобка Cu левая круглая скобка OH правая круглая скобка _2$ правая круглая скобка = 98 г/моль умножить на $ 0,15 моль = 14,7 г.$

Плотность воды при н. у. $\rho левая круглая скобка H_2$O правая круглая скобка = 1 г/см в кубе $.$ Следовательно, масса 50  мл воды равна 50  г. Вычислим массу образовавшегося раствора и массовую долю оставшегося гидроксида натрия в нем:

$m левая круглая скобка р минус ра правая круглая скобка = 28,2 г плюс 50 г плюс 160 г минус 14,7 г = 223,5 г;$

$\omega$ левая круглая скобка NaOH правая круглая скобка = m ост. левая круглая скобка NaOH правая круглая скобка /m левая круглая скобка р минус ра правая круглая скобка умножить на $ 100\% = 4 г/223,5 г умножить на $ 100\% = 1,79\%.$

Ответ: 1,79%.

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