Задание №28687 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] CuSO₄ + H₂S ⟶ CuS + H₂SO₄
[2] CuSO₄ + 2NaOH ⟶ Cu(OH)₂ + Na₂SO₄
[3] H₂SO₄ + 2NaOH ⟶ Na₂SO₄ + 2H₂O

2. Найдем число моль сульфата меди(II) в исходном растворе:
m CuSO₄ = m_р-ра CuSO₄ · ω CuSO₄ = 240 · 0,2 = 48 г
n CuSO₄ = m CuSO₄ / M CuSO₄ = 48 / 160 = 0,3 моль

3. Найдем число моль прореагировавшего сульфата меди(II):
Пусть n_{прореаг.} CuSO₄ = x моль, тогда n CuS = n H₂S = n H₂SO₄ = x моль
m CuS = n CuS · M CuS = 96x г
m H₂S = n H₂S · M H₂S = 34x г
m_{прореаг.} CuSO₄ = n_{прореаг.} CuSO₄ · M CuSO₄ = 160x г

ω_ост. CuSO₄ = (m CuSO₄ – m_{прореаг.} CuSO₄) / (m_р-ра CuSO₄ + m H₂S – m CuS)
0,0215 = (48 – 160x) / (240 + 34x – 96x) 
x = 0,27

n_{прореаг.} CuSO₄ = n CuS = n H₂S = n H₂SO₄ = 0,27 моль

4. Найдем число моль оставшегося сульфата меди(II):
n_ост. CuSO₄ = n CuSO₄ – n_{прореаг.} CuSO₄ = 0,3 – 0,27 = 0,03 моль

5. Найдем число моль гидроксида натрия в исходном растворе:
m NaOH = m_р-ра NaOH · ω NaOH = 128 · 0,25 = 32 г
n NaOH = m NaOH / M NaOH = 32 / 40 = 0,8 моль

6. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра CuSO₄ + m H₂S + m_р-ра NaOH – m CuS – m Cu(OH)₂ 

m H₂S = n H₂S · M H₂S = 0,27 · 34 = 9,18 г
m CuS = n CuS · M CuS = 0,27 · 96 = 25,92 г
n Cu(OH)₂ = n_ост. CuSO₄ = 0,03 моль
m Cu(OH)₂ = n Cu(OH)₂ · M Cu(OH)₂ = 0,03 · 98 = 2,94 г

m_{конечн. р-ра} = 240 + 9,18 + 128 – 25,92 – 2,94 = 348,32 г

7. Найдем массовую долю гидроксида натрия в конечном растворе:
n₂ NaOH = 2n_ост. CuSO₄ = 2 · 0,03 = 0,06 моль
n₃ NaOH = 2n H₂SO₄ = 2 · 0,27 = 0,54 моль
n_ост. NaOH = n NaOH – n₂ NaOH – n₃ NaOH = 0,8 – 0,06 – 0,54 = 0,2 моль
m_ост. NaOH = n_ост. NaOH · M NaOH = 0,2 · 40 = 8 г

ω_ост. NaOH = m_ост. NaOH / m_{конечн. р-ра} = 8 / 348,32 = 0,023 → 2,3%

Ответ: массовая доля гидроксида натрия в конечном растворе равна 2,3%

Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано NeoFamily)