Задание №42836 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] Zn₃P₂ + 6HCl → 3ZnCl₂ + 2PH₃
[2] Mg₃N₂ + 8HCl → 3MgCl₂ + 2NH₄Cl

2. Найдем число моль электронов в олеуме:
N_А = 6,02 ⋅ 1023
N_{электронов} = 32 N_А
n_{электронов} = N_{электронов} / N_A = 32 N_A / N_A = 32 моль

3. Найдем массу соляной кислоты в растворе:
m HCl = m_р-ра HCl ⋅ ω HCl = 730 ⋅ 0,3 = 219 г 

4. Найдем число моль фосфида цинка и нитрида магния в смеси:
Пусть n Zn₃P₂ = x моль, тогда n_{электронов} в Zn₃P₂ = 120x моль;
Пусть n Mg₃N₂ = y моль, тогда n_{электронов} в Mg₃N₂ = 50y моль

n_{электронов} в Zn₃P₂ + nэлектронов в Mg₃N₂ = 32
120x + 50y = 32

m Zn₃P₂ + m Mg₃N₂ = 65,7
257x + 100y = 65,7

Получаем систему уравнений:
120x + 50y = 32
257x + 100y = 65,7

x = 0,1; n Zn₃P₂ = 0,1 моль
y = 0,4; n Mg₃N₂ = 0,4 моль

5. Найдем число моль и массу соляной кислоты, прореагировавшей в первой и во второй реакциях:
n_{1прореаг.} HCl = 6n Zn₃P₂ = 6 ⋅ 0,1 = 0,6 моль
n_{2прореаг.} HCl = 8n Mg₃N₂ = 8 ⋅ 0,4 = 3,2 моль
m_{прореаг.} HCl = (n_{1прореаг.} HCl + n_{2прореаг.} HCl) ⋅ M HCl = 3,8 ⋅ 36,5 = 138,7 г

6. Найдем оставшуюся массу соляной кислоты:
m_ост. HCl = m HCl – m_{прореаг.} HCl = 219 – 138,7 = 80,3 г

7. Найдем число моль и массу фосфина:
n PH₃ = 2n Zn₃P₂ = 2 ⋅ 0,1 = 0,2 моль
m PH₃ = n PH₃ ⋅ PH₃ = 0,2 ⋅ 34 = 6,8 г

8. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_смеси + m_р-ра HCl – m PH₃ = 65,7 + 730 – 6,8 = 788,9 г

9. Найдем массовую долю соляной кислоты в конечном растворе:
ω_{в конечн. р-ре} HCl = m_ост. HCl / m_{конечн. р-ра} = 80,3 / 788,9 = 0,10 → 10%

Ответ: ω_{в конечн. р-ре} HCl = 10%

Источник: Сборник Добротина Д. Ю.