Задание №28688 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] Cu + 4HNO_3(конц.) ⟶ Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O
[2] 3Cu + 8HNO_3(разб.) ⟶ 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O
[3] 2KOH + 2NO₂ ⟶ KNO₃ + KNO₂ + H₂O

2. Найдем число моль атомов водорода:
m H = m_{конечн. р-ра} · ω H = 375,6 · 0,0836 = 31,4 г
n H = m H / M H = 31,4 / 1 = 31,4 моль

3. Найдем массу воды в конечном растворе:
n H₂O = n H / 2 = 31,4 / 2 = 15,7 моль
m H₂O = n H₂O · M H₂O = 15,7 · 18 = 282,6 г

4. Найдем число моль солей в конечном растворе:
m (KNO₃ + KNO₂) = m_{конечн. р-ра} – m H₂O = 375,6 – 282,6 = 93 г

Пусть n KNO₃ = n KNO₂ = x моль, тогда
m KNO₃ = n KNO₃ · M KNO₃ = 101x г
m KNO₂ = n KNO₂ · M KNO₂ = 85x г

m KNO₃ + m KNO₂ = 93 
101x + 85x = 93
x = 0,5

n KNO₃ = n KNO₂ = 0,5 моль

5. Найдем массу оксида азота(II):
n NO₂ = 2n KNO₃ = 2 · 0,5 = 1 моль

По условию V NO₂ = V NO, тогда n NO = n NO₂ = 1 моль
m NO = n NO · M NO = 1 · 30 = 30 г 

6. Найдем массу раствора во второй колбе после протекания реакции:
n Cu = 3n NO / 2 = 3 · 1 / 2 = 1,5 моль
m Cu = n Cu · M Cu = 1,5 · 64 = 96 г

m_р-ра во 2 колбе = m_р-ра HNO₃ + m H₂O + m Cu – m NO = 350 + 250 + 96 – 30 = 666 г

7. Найдем массовую долю нитрата меди(II) во второй колбе:
n Cu(NO₃)₂ = n Cu = 1,5 моль
m Cu(NO₃)₂ = n Cu(NO₃)₂ · M Cu(NO₃)₂ = 1,5 · 188 = 282 г

ω Cu(NO₃)₂ = m Cu(NO₃)₂ / m_р-ра во 2 колбе = 282 / 666 = 0,4234 → 42,34%

Ответ: массовая доля нитрата меди(II) во второй колбе равна 42,34%

Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано NeoFamily)