Задание №22038 ЕГЭ по Химии

1. Записаны уравнения реакций:

2. Пусть n P = x моль, n P₂O₃ = y моль

m P + m P₂O₃ = 61,2 г
31x + 110y = 61,2
 
По реакции №1 один атом фосфора отдает 5 электронов
P⁰ – 5ē → P⁺⁵
тогда 1 моль P отдаст 5 моль электронов
 
По реакции №2 один атом фосфора отдает 2 электрона
P⁺³ – 2ē → P⁺⁵
тогда 1 моль P₂O₃ отдаст 4 моль электронов
 
Чтобы число отданных P и P₂O₃ электронов относилось как 1 : 1, их надо взять в соотношении 4 : 5
 
Чтобы число отданных P и P₂O₃ электронов относилось как 1 : 2, их надо взять в соотношении 4 : 10
 
Тогда
x / y = 4 / 10
10x = 4y
 
Получаем систему уравнений:
31x + 110y = 61,2
10x = 4y
 
x = 0,2
y = 0,5
n P = 0,2 моль
n P₂O₃ = 0,5 моль
 
3. Найдем массу фосфорной кислоты, образовавшейся в реакциях 1 и 2:
n₁ H₃PO₄ = n P = 0,2 моль
n₂ H₃PO₄ = 2n P2O3 = 2 · 0,5 = 1 моль
n_общ. H₃PO₄ = 0,2 + 1 = 1,2 моль
m_общ. H₃PO₄ = n_общ. H₃PO₄ · M H₃PO₄ = 1,2 · 98 = 117,6 г
 
4. Найдем массу итогового раствора:
n₁ NO₂ = 5n P =  5 · 0,2 = 1 моль
n₂ NO₂ = 4n P₂O₃ = 4 · 0,5 = 2 моль
n_общ. NO₂ = 1 + 2 = 3 моль
m_общ. NO₂ = n_общ. NO₂ · M NO₂ = 3 · 46 = 138 г
 
m_{итог. р-ра} = m_смеси + m_р-ра HNO₃ – m_общ. NO₂ = 61,2 + 400 – 138 = 323,2 г
 
5. Найдем массовую долю фосфорной кислоты в полученном растворе:
ω H₃PO₄ = m H₃PO₄ / m_{итог. р-ра} = 117,6 / 323,2 = 0,3639 → 36,39%

Ответ: массовая доля фосфорной кислоты в полученном растворе равна 36,39%

Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано NeoFamily)