Банк заданий
Химия
Задание 25179

Задание №25179 ЕГЭ по Химии

Тема : Неорганическая задача

Раздел: Задачи

34 линия

Не выполнено

Через 102,2 г раствора нитрата меди(II), в котором масса протонов в ядрах всех атомов составляет 50,3% от общей массы, пропускали электрический ток до тех пор, пока в растворе не осталось ионов Сu²⁺. К оставшемуся раствору прилили 248 г насыщенного раствора силиката натрия, растворимость которого составляет 25,5 г на 100 г воды. Определите массовую долю нитрата натрия в конечном растворе.

В ответ запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

По условию протекают реакции:
Формула

2. Найдем число моль протонов:
m_{протонов} = ⍵_{протонов} · m_р-ра = 0,503 · 102,2 = 51,41 г
n_{протонов} = m_{протонов} / M_{протонов} = 51,41 / 1 = 51,41 моль

3. Найдем число моль нитрата меди(II):

Пусть n Cu(NO₃)₂ = x моль

m Cu(NO₃)₂ = 188x г
n_p Cu(NO₃)₂ = 91х моль

пусть n H₂O = y моль
m H₂O = 18y г
n_p H₂O = 10y моль

m Cu(NO₃)₂ + m H₂O = 102,2 г
188x + 18y = 102,2

n_p Cu(NO₃)₂ + n_p H₂O = 51,41 моль
91x + 10y = 51,41

188x + 18y = 102,2
91x + 10y = 51,41

x = 0,4; n Cu(NO₃)₂ = 0,4 моль
y = 1,51; n H₂O = 1,51 моль

4. Найдем массы образовавшихся кислорода и меди:
n O₂ = 0,5n Cu(NO₃)₂ = 0,5 · 0,4 = 0,2 моль
m O₂ = n O₂ · M O₂ = 0,2 · 32 = 6,4 г

n Cu = n Cu(NO₃)₂ = 0,4 моль
m Cu = n Cu · M Cu = 0,4 · 64 = 25,6 г

5. Найдем число моль образовавшейся азотной кислоты:
n HNO₃ = 2n Cu(NO₃)₂ = 2 · 0,4 = 0,8 моль

6. Найдем число моль силиката натрия в насыщенном растворе.

Пусть x – масса силиката натрия в насыщенном растворе, тогда

248 / x = 125,5 / 25,5
x = 50,39; m Na₂SiO₃ = 50,39 г

n Na₂SiO₃ = m Na₂SiO₃ / M Na₂SiO₃ = 50,39 / 122 = 0,41 моль

7. Определим, кто из реагентов в реакции №2 находится в недостатке. Поделим числа моль веществ на свои коэффициенты
n Na₂SiO₃ : n HNO₃(0,41 / 1) : (0,8 / 2)
0,41 > 0,4
n Na₂SiO₃ > n HNO₃
Азотная кислота в реакции №2 находится в недостатке

8. Найдем массу нитрата натрия:
n NaNO₃ = n HNO₃ = 0,8 моль
m NaNO₃ = n NaNO₃ · M NaNO₃ = 0,8 · 85 = 68 г

9. Найдем массовую долю нитрата натрия в итоговом растворе:
n H₂SiO₃ = 0,5n HNO₃ = 0,5 · 0,8 = 0,4 моль
m H₂SiO₃ = n H₂SiO₃ · M H₂SiO₃ = 0,4 · 78 = 31,2 г

m_{р-ра итог} = m_р-ра Cu(NO₃)₂ + m_р-ра Na₂SiO₃ – m Cu – m O₂ – m H₂SiO₃ = 102,2 + 248 – 25,6 – 6,4 – 31,2 = 287 г

⍵ NaNO₃ = m NaNO₃ / m_{р-ра итог} = 68 / 287 = 0,2369 или 23,69%

Ответ: ⍵ NaNO₃ = 23,69%

Источник: NeoFamily