Задание №28678 ЕГЭ по Химии

1. Записаны уравнения реакций: 
[1] PBr₅ + 8NaOH ⟶ Na₃PO₄ + 5NaBr + 4H₂O
[2] AgNO₃ + NaBr ⟶ AgBr + NaNO₃
[3] Na₃PO₄ + 3AgNO₃ ⟶ Ag₃PO₄ + 3NaNO₃

2. По условию исходные вещества полностью вступили в реакции 2 и 3, так как после в растворе осталось единственное вещество – NaNO3. Найдем число моль нитрата натрия:
m NaNO₃ = m_р-ра NaNO₃ · ω NaNO₃ = 680 · 0,1 = 68 г
n NaNO₃ = m NaNO₃ / M NaNO₃ = 68 / 85 = 0,8 моль

3. Найдем число моль нитрата натрия, образовавшегося во второй и в третьей реакциях:
Пусть n₂ NaNO₃ = x моль, тогда n NaBr = x моль;
Пусть n₃ NaNO₃ = y моль, тогда n Na₃PO₄ = y / 3 моль

n₂ NaNO₃ + n₃ NaNO₃ = 0,8
x + y = 0,8 

По уравнению первой реакции n Na₃PO₄ относится к n NaBr как 1 : 5
(y / 3) / x = 1 / 5
5y = 3x

x + y = 0,8
5y = 3x

x = 0,5; n₂ NaNO₃ = 0,5 моль
y = 0,3; n₃ NaNO₃ = 0,3 моль

4. Выразим массу итогового раствора и найдем массу раствора нитрата серебра(I):
m_{итог. р-ра} = m PBr₅ + m_р-ра NaOH + m_р-ра AgNO₃ – m AgBr – m Ag₃PO₄ = 680 г

n AgBr = n₂ NaNO₃ = 0,5 моль
m AgBr = n AgBr · M AgBr = 0,5 · 188 = 94 г

n Ag₃PO₄ = n₃ NaNO₃ / 3 = 0,3 / 3 = 0,1 моль
m Ag₃PO₄ = n Ag₃PO₄ · M Ag₃PO₄ = 0,1 · 419 = 41,9 г

n PBr₅ = n Ag₃PO₄ = 0,3 / 3 = 0,1 моль
m PBr₅ = n PBr₅ · M PBr₅ = 0,1 · 431 = 43,1 г 

Так как по условию масса PBr₅ относится к массе раствора NaOH как 1 : 10, найдем массу раствора гидроксида натрия:
m PBr₅ / m H2O = 1 / 10
m_р-ра NaOH = 10m PBr₅ = 10 · 43,1 = 431 г

m_р-ра AgNO₃ = m_{итог. р-ра} – m PBr₅ – m_р-ра NaOH + m Ag₃PO₄ + m AgBr = 680 – 43,1 – 431 + 41,9 + 94 = 341,8 г

5. Найдем массовую долю нитрата серебра(I) в добавленном растворе:
n AgNO₃ = n NaNO₃ = 0,8 моль
m AgNO₃ = n AgNO₃ · M AgNO₃ = 0,8 · 170 = 136 г
ω AgNO₃ = m AgNO₃ / m_р-ра AgNO₃ = 136 / 341,8 = 0,3979 → 39,79%

Ответ: массовая доля нитрата серебра(I) в добавленном растворе равна 39,79%

Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано NeoFamily)