- Банк заданий
- Химия
- Задание 28679
Задание №28679 ЕГЭ по Химии
Навеску нитрата бария прокалили и получили смесь газов и осадок, состоящий из оксида бария и нитрита бария. Смесь газов собрали и пропустили через 400 г 20%-го раствора гидроксида натрия. После протекания реакции массовая доля щелочи уменьшилась в 4 раза, а объем газов – в 8 раз. Вычислите массу навески нитрата бария.
1. По условию протекают реакции:
2. Найдем число моль гидроксида натрия в растворе:
m NaOH = mр-ра NaOH · ω NaOH = 400 · 0,2 = 80 г
n NaOH = m NaOH / M NaOH = 80 / 40 = 2 моль
3. Найдем массовую долю оставшегося гидроксида натрия:
ωост. NaOH = ω NaOH / 4 = 20 / 4 = 5%
4. Найдем число моль нитрата бария:
Пусть n1 Ba(NO3)2 = x моль, тогда n1 O2 = x моль;
Пусть n2 Ba(NO3)2 = y моль, тогда n NO2 = 2y моль, а n2 O2 = 0,5y моль
По условию массовая доля щелочи уменьшилась в 4 раза, значит, NaOH в реакции 3 взят в избытке.
Если бы в реакции 3 в недостатке был O2, то NO2 вступил бы в реакцию с NaOH с образованием нитрата и нитрита. Значит, O2 в недостатке быть не может.
Таким образом, в реакции 3 в недостатке взят NO2, а оставшимся после завершения реакции газом является O2
nпрореаг. NaOH = n NO2 = 2y моль
nост. NaOH = n NaOH – nпрореаг. NaOH = (2 – 2y) моль
mост. NaOH = nост. NaOH · M NaOH = (2 – 2y) · 40 = (80 – 80y) г
n3 O2 = n NO2 / 4 = 2y / 4 = 0,5y моль
m3 O2 = n3 O2 · M O2 = 0,5y · 32 = 16y г
m NO2 = n NO2 · M NO2 = 2y · 46 = 92y г
mконечн. р-ра = mр-ра NaOH + m NO2 + m3 O2 = 400 + 92y + 16y = (400 + 108y) г
ωост. NaOH = mост. NaOH / mконечн. р-ра
0,05 = (80 – 80y) / (400 + 108y)
y = 0,7 моль
n2 Ba(NO3)2 = y = 0,7 моль
n NO2 = 2y = 2 · 0,7 = 1,4 моль
В реакции 2 образуются NO2 и O2 в соотношении 4 к 1. Оксид азота(IV) образуется только в реакции 2 и полностью вступает в реакцию 3, так как находится в недостатке.
Так как соотношение газов в реакции 3 такое же, как и в реакции 2, то число моль кислорода, вступившего в реакцию 3 равно числу моль кислорода, образовавшегося в реакции 2 (n2 O2 = n3 O2)
n2 O2 = n3 O2 = 0,5y = 0,35 моль
V NO2 = n NO2 · Vm = 1,4 · 22,4 = 31,36 л
V3 O2 = n3 O2 · Vm = 0,35 · 22,4 = 7,84 л
Vсмеси = (n NO2 + n1 O2 + n2 O2) · Vm = (1,75 + x) · 22,4 = (39,2 + 22,4x) л
Vост. = Vсмеси – V NO2 – V3 O2 = 39,2 + 22,4x – 31,36 – 7,84 = 22,4x л
Vост. / Vсмеси = 1 / 8
(22,4x) / (39,2 + 22,4x) = 1 / 8
8x = 1,75 + x
x = 0,25
n1 Ba(NO3)2 = 0,25 моль
n Ba(NO3)2 = n1 Ba(NO3)2 + n2 Ba(NO3)2 = 0,25 + 0,7 = 0,95 моль
5. Найдем массу нитрата бария:
m Ba(NO3)2 = n Ba(NO3)2 · M Ba(NO3)2 = 0,95 · 261 = 247,95 г
Ответ: масса навески нитрата бария равна 247,95 г
Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано NeoFamily)