Банк заданий
Химия
Задание 28630

Задание №28630 ЕГЭ по Химии

Тема : Неорганическая задача

Раздел: Задачи

34 линия

Не выполнено

Цинк смешали с йодом в массовом соотношении 1 : 2,54. После завершения реакции полученную смесь растворили в 200 г 20%-го раствора гидроксида натрия. При этом выделилось 1,568 л (н.у.) газа. Вычислите массовую долю гидроксида натрия в конечном растворе.

1. По условию протекает реакция:
[1] Zn + I₂ ⟶ ZnI₂

2. Так как щелочь по условию находилась в избытке, будет образовываться комплексная соль:
[2] ZnI₂ + 4NaOH ⟶ Na₂[Zn(OH)₄] + 2NaI

3. Используя массовые соотношения, определим, кто из реагентов в первой реакции находится в недостатке:
m Zn / m I₂ = 1 / 2,54
(n Zn · M Zn) / (n I₂ · M I₂) = 1 / 2,54
(n Zn · 65) / (n I₂ · 254) = 1 / 2,54
n Zn / n I₂ · 65 / 254 = 1 / 2,54
n Zn / n I₂ = (1 · 254) / (2,54 · 65) = 1,54

Приходим к выводу, что Zn находится в избытке, а I₂ в недостатке, значит при добавлении NaOH пойдет реакция:
[3] Zn + 2NaOH + 2H₂O ⟶ Na₂[Zn(OH)₄] + H₂

3. По условию выделяется газ – H₂. Определим число моль цинка, вступившего в третью реакцию:
n H₂ = V H₂ / V_m = 1,568 / 22,4 = 0,07 моль
m H₂ = n H₂ · M H₂ = 0,07 · 2 = 0,14 г
n₃ Zn = n H₂ = 0,07 моль

4. Так как число моль цинка относится к числу моль йода, как 1,54 : 1, то пусть nисх Zn = 1,54x моль, а n I₂ = x моль. Далее расчеты идут по недостатку, то есть по I₂. Составим уравнение:
n₃ Zn = n_исх. Zn – n₁ Zn
n₁ Zn = n I₂ = x моль
n₃ Zn = 1,54х – x = 0,54x моль

0,54x = 0,07

x = 0,13; n_исх. Zn = 1,54 · 0,13 = 0,2 моль
m_исх. Zn = n_исх. Zn · M Zn = 0,2 · 65 = 13 г

n I₂ = 0,13 моль
m I₂ = n I₂ · M I₂ = 0,13 · 254 = 33,02 г

5. Найдем исходное число моль гидроксида натрия в растворе:
m NaOH = m_р-ра NaOH · ω NaOH = 200 · 0,2 = 40 г
n NaOH = m NaOH / M NaOH = 40 / 40 = 1 моль

6. Найдем оставшиеся число моль и массу гидроксида натрия:
n_{прореаг.} NaOH = n₂ NaOH + n₃ NaOH

n ZnI₂ = n I₂ = 0,13 моль
n₂ NaOH = 4n ZnI₂ = 4 · 0,13 = 0,52 моль
n₃ NaOH = 2n₃ Zn = 2 · 0,07 = 0,14 моль

n_ост. NaOH = n NaOH – n_{прореаг.} NaOH = 1 – 0,52 – 0,14 = 0,34 моль
m_ост. NaOH = n_ост. NaOH · M NaOH = 0,34 · 40 = 13,6 г

7. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m Zn + m I₂ + m_р-ра NaOH – m H₂ = 13 + 33,02 + 200 – 0,14 = 245,88 г

8. Найдем массовую долю гидроксида натрия в конечном растворе:
ω NaOH = m_ост. NaOH / m_{конечн. р-ра} = 13,6 / 245,88 = 0,0553 → 5,53%

Ответ: массовая доля гидроксида натрия в конечном растворе равна 5,53%

Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано NeoFamily)