Задание №28640 ЕГЭ по Химии

1. Записаны уравнения реакций:
[1] H₂ + Cl₂ ⟶ 2HCl
[2] NaOH + HCl ⟶ NaCl + H₂O

2. Найдем число моль смеси газов:
n_смеси = V_смеси / V_m = 20,16 / 22,4 = 0,9 моль

3. Найдем число моль водорода и хлора в смеси:
Пусть n H₂ = x моль, а n Cl₂ = y моль, тогда
x + y = 0,9

Так как образовавшуюся смесь полностью поглотили щелочью, в первой реакции хлор находится в избытке, а водород в недостатке. Протекает следующая реакция:

n HCl = 2n H₂ = 2x моль
m HCl = n HCl · M HCl = 73x г

Масса раствора увеличилась за счет поглотившейся массы смеси Cl2 и HCl, тогда
n₁ Cl₂ = n H₂ = x моль
n_ост. Cl₂ = n Cl₂ – n₁ Cl₂ = (y – x) моль
m_ост. Cl₂ = n_ост. Cl₂ · M Cl₂ = 71 · (y – x) г

m_ост. Cl₂ + m HCl = 43,2 
71 · (y – x) + 73x = 43,2 

x + y = 0,9
71 · (y – x) + 73x = 43,2

x = 0,3; n H₂ = 0,3 моль;
y = 0,6; n Cl₂ = 0,6 моль

4. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра NaOH + m_ост. Cl₂ + m HCl = 300 + 43,2 = 343,2 г

5. Найдем массу хлорида натрия:
n₂ NaCl = n HCl = 0,6 моль
n₃ NaCl = 5n_ост. Cl₂ / 3 = 5 · 0,3 / 3 = 0,5 моль
n NaCl = n₂ NaCl + n₃ NaCl = 0,6 + 0,5 = 1,1 моль
m NaCl = n NaCl · M NaCl = 1,1 · 58,5 = 64,35 г

6. Найдем массовую долю хлорида натрия в конечном растворе:
ω NaCl = m NaCl / m_{конечн. р-ра} = 64,35 / 343,2 = 0,1875 → 18,75%

Ответ: массовая доля хлорида натрия в образовавшемся растворе равна 18,75%

Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано NeoFamily)