Задание №46513 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂ + Na₂SO₄
[2] CuSO₄ + BaCl₂ = BaSO₄ + CuCl₂

2. Найдем число моль гидроксида меди(II), выпавшего в осадок:
n Cu(OH)₂ = m Cu(OH)₂ / M Cu(OH)₂ = 32,5 / 98 = 0,33 моль
n₁ CuSO₄ = n Cu(OH)₂ = 0,33 моль

3. Найдем число моль сульфата меди(II) в медном купоросе:
n (CuSO₄ ⋅ 5H₂O) = m (CuSO₄ ⋅ 5H₂O) / M (CuSO₄ ⋅ 5H₂O) = 135 / 250 = 0,54 моль
n CuSO₄ = n (CuSO₄ ⋅ 5H₂O) = 0,54 моль

4. Найдем число моль сульфата меди(II) во второй колбе:
n₂ CuSO₄ = n CuSO₄ – n₁ CuSO₄ = 0,54 – 0,33 = 0,21 моль

5. Вычислим массу исходного насыщенного раствора сульфата меди(II) и массу исходного раствора во второй колбе:
m CuSO₄ = n CuSO₄ ⋅ M CuSO₄ = 0,54 ⋅ 160 = 86,4 г

Пусть масса исходного насыщенного раствора равна x г, тогда
m CuSO₄ / m_{исх. р-ра} = 35 / (35 + 100)
86,4 / x = 35 / 135
x = 333,26; m_{исх. р-ра} = 333,26 г

Пусть масса исходного раствора во второй колбе равна y г, тогда
m_{mисх. р-ра 2} / m_{mисх. р-ра 2} = n₂ CuSO₄ / n CuSO₄
y / 333,26 = 0,21 / 0,54
y = 129,6; _{mисх. р-ра 2} = 129,6 г

6. Найдем число моль и массу вступившего в реакцию №2 хлорида бария:
n₂ BaCl₂ = n₂ CuSO₄ = 0,21 моль
m₂ BaCl₂ = n₂ BaCl₂ ⋅ M BaCl₂ = 0,21 ⋅ 208 = 43,68 г

7. Выразим массу конечного раствора во второй колбе:
m_{конеч. р-ра 2} = m_{исх. р-ра 2} + m_р-ра BaCl₂ – m BaSO₄

n BaSO₄ = n₂ CuSO₄ = 0,21 моль
m BaSO₄ = n BaSO₄ ⋅ M BaSO₄ = 0,21 ⋅ 233 = 48,93 г

mк_{конеч. р-ра 2} = m_{исх. р-ра 2} + m_р-ра BaCl₂ – m BaSO₄ = 129,6 + 128 – 48,93 = 208,67 г

Пусть масса BaCl₂ в добавленном растворе равна z г, тогда
m BaCl₂ / m_р-ра BaCl2 = 3 ⋅ (m_ост. BaCl₂ / m_{конеч. р-ра 2})
m BaCl₂ / m_р-ра BaCl₂ = 3 ⋅ ((m BaCl₂ – m₂ BaCl₂) / m_{конеч. р-ра 2})

z / 128 = 3 ⋅ ((z – 43,68) / 208,67)
z = 95,67; m BaCl₂ = 95,67 г

8. Найдем массовую долю хлорида бария в добавленном растворе:
ω BaCl₂ = m BaCl₂ / m_р-ра BaCl₂ = 95,67 / 128 = 0,7474 или 74,74%

Ответ: массовая доля хлорида бария в добавленном растворе равна 74,74%

Источник: NeoFamily