Задание №28643 ЕГЭ по Химии

1. Записаны уравнения реакций:
[1] 4NO₂ + O₂ + 2H₂O ⟶ 4HNO₃ 
[2] Na₂CO₃ + 2HNO₃ ⟶ 2NaNO₃ + CO₂ + H₂O

2. По условию исходные вещества полностью вступили в реакцию 2, так как после в растворе осталось единственное вещество – NaNO₃. Найдем число моль нитрата натрия и азотной кислоты:
m NaNO₃ = mконечн. р-ра · ω NaNO₃ = 100 · 0,17 = 17 г
n NaNO₃ = m NaNO₃ / M NaNO₃ = 17 / 85 = 0,2 моль
n HNO₃ = n NaNO₃ = 0,2 моль  

3. Найдем число моль кислорода:
Пусть n O₂ = x моль, тогда m O₂ = 32x г

Так как по условию масса оксида азота(IV) относится к массе кислорода как 11,5 : 16, 
m NO₂ = 32x · 11,5 / 16 = 23x г
m H₂O = mсмеси газов = m NO₂ + m O₂ = 23x + 32x = 55x г 

n NO₂ = m NO₂ / M NO₂ = 23x / 46 = 0,5x моль
Из этого следует, что NO₂ находится в недостатке, а O₂ в избытке.
n HNO₃ = n NO₂ = 0,5x = 0,2 моль
0,5x = 0,2 

x = 0,4; n O₂ = 0,4 моль
n NO₂ = 0,2 моль

4. Выразим массу итогового раствора и найдем массу раствора карбоната натрия:
m_{итог. р-ра} = m_р-ра Na₂CO₃ + m NO₂ + m_{прореаг.} O₂ + m H₂O – m CO₂ = 100 г

m NO₂ = 23x = 23 · 0,4 = 9,2 г

n_{прореаг.} O₂ = n NO₂ / 4 = 0,2 / 4 = 0,05 моль
m_{прореаг.} O₂ = n_{прореаг.} O₂ · M O₂ = 0,05 · 32 = 1,6 г

m H₂O = 55x = 55 · 0,4 = 22 г

n CO₂ = n NaNO₃ / 2 = 0,2 / 2 = 0,1 моль
m CO₂ = n CO₂ · M CO₂ = 0,1 · 44 = 4,4 г

m_р-ра Na₂CO₃ = m_{итог. р-ра} – m NO₂ – mпрореаг. O₂ – m H₂O + m CO₂ = 100 – 9,2 – 1,6 – 22 + 4,4 = 71,6 г

5. Найдем массовую долю карбоната натрия в добавленном растворе:
n Na₂CO₃ = n NaNO₃ / 2 = 0,2 / 2 = 0,1 моль
m Na₂CO₃ = n Na₂CO₃ · M Na₂CO₃ = 0,1 · 106 = 10,6 г
ω Na₂CO₃ = m Na₂CO₃ / m_р-ра Na₂CO₃ = 10,6 / 71,6 = 0,148 → 14,8%

Ответ: массовая доля карбоната натрия в добавленном растворе равна 14,8%

Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано NeoFamily)