Задание №28686 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] SO₂ + Cl₂ + 2H₂O ⟶ 2HCl + H₂SO₄  
[2] Ba(OH)₂ + 2HCl ⟶ BaCl₂ + 2H₂O
[3] Ba(OH)₂ + H₂SO₄ ⟶ BaSO₄ + 2H₂O

2. Найдем число моль хлорида бария:
m BaCl₂ = m_{конечн. р-ра} BaCl₂ · ω BaCl₂ = 2080 · 0,01 = 20,8 г
n BaCl₂ = m BaCl₂ / M BaCl₂ = 20,8 / 208 = 0,1 моль

3. Найдем объем сернистого газа и хлора:
n HCl = 2n BaCl₂ = 2 · 0,1 = 0,2 моль
n SO₂ = n Cl₂ = n H₂SO₄ = n HCl / 2 = 0,2 / 2 = 0,1 моль
V SO₂ = n SO₂ · V_m = 0,1 · 22,4 = 2,24 л
V Cl₂ = n Cl₂ · V_m = 0,1 · 22,4 = 2,24 л

4. Найдем массу растворов сернистого газа и хлора:
Пусть V H₂O в растворе сернистого газа = x л, тогда 
40 / 1 = 2,24 / x
x = 0,056

V H₂O = 0,056 л = 56 мл
m H₂O = V H₂O · p H₂O = 56 · 1 = 56 г
m_р-ра SO₂ = m H₂O + n SO₂ · M SO₂ = 56 + 0,1 · 64 = 62,4 г

Пусть V H₂O в растворе хлора = y л, тогда
2,24 / 1 = 2,24 / y
y = 1

V H₂O = 1 л = 1000 мл
m H₂O = V H₂O · p H₂O = 1000 · 1 = 1000 г
m_р-ра Cl₂ = m H₂O + n Cl₂ · M Cl₂ = 1000 + 0,1 · 71 = 1007,1 г

5. Найдем массу раствора гидроксида бария:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра SO₂ + m_р-ра Cl₂ + m_р-ра Ba(OH)₂ – m BaSO₄ = 2080 г

n BaSO₄ = n H₂SO₄ = 0,1 моль
m BaSO₄ = n BaSO₄ · M BaSO₄ = 0,1 · 233 = 23,3 г

m_р-ра Ba(OH)₂ = m_{конечн. р-ра} – m_р-ра SO₂ – m_р-ра Cl₂ + m BaSO₄ = 2080 – 62,4 – 1007,1 + 23,3 = 1033,8 г

6. Найдем массовую долю гидроксида бария в добавленном растворе:
n₁ Ba(OH)₂ = n BaCl₂ = 0,1 моль
n₂ Ba(OH)₂ = n BaSO₄ = 0,1 моль
n Ba(OH)₂ = n₁ Ba(OH)₂ + n₂ Ba(OH)₂ = 0,1 + 0,1 = 0,2 моль
m Ba(OH)₂ = n Ba(OH)₂ · M Ba(OH)₂ = 0,2 · 171 = 34,2 г

ω Ba(OH)₂ = m Ba(OH)₂ / m_р-ра Ba(OH)₂ = 34,2 / 1033,8 = 0,0331 → 3,31%

Ответ: массовая доля гидроксида бария в добавленном растворе равна 3,31%

Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано NeoFamily)