Банк заданий
Химия
Задание 52230

Задание №52230 ЕГЭ по Химии

Тема : Неорганическая цепочка

Раздел: Неорганическая химия

34 линия

Не выполнено

Раствор карбоната и сульфита натрия массой 300 г, в котором число атомов натрия относится к числу атомов кислорода как 2 : 13, нейтрализовали раствором соляной кислоты. Выделившиеся при этом газы собрали и пропустили через 500 г 40%-го раствора гидроксида бария. Образовавшийся осадок отфильтровали, его масса составила 211 г. Из фильтрата отобрали порцию, необходимую для полного осаждения ионов магния из насыщенного раствора хлорида магния, полученного при добавлении 15 г гексагидрата хлорида магния к необходимому количеству воды (растворимость безводного хлорида магния составляет 22 г на 100 г воды). Определите массовую долю соли в полученном растворе.

В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

1. Записаны уравнения реакций:
[1] Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O
[2] Na₂SO₃ + 2HCl → 2NaCl + SO₂ + H₂O
[3] CO₂ + Ba(OH)₂ → BaCO₃ + H₂O
[4] SO₂ + Ba(OH)₂ → BaSO₃ + H₂O

2. Пусть в исходном растворе содержится x моль Na₂CO₃, y моль Na₂SO₃ и z моль H₂O, тогда
n Na = 2n Na₂CO₃ + 2n Na₂SO₃ = (2x + 2y) моль
n O = 3n Na₂CO₃ + 3n Na₂SO₃ + n H₂O = (3x + 3y + z) моль
2 / 13 = n Na / n O = (2x + 2y) / (3x + 3y + z)

3. Выразим массы карбоната натрия, сульфита натрия и воды в изначальном растворе:
m Na₂CO₃ = n Na₂CO₃ · M Na₂CO₃ = 106x г
m Na₂SO₃ = n Na₂SO₃ · M Na₂SO₃ = 126y г
m H₂O = n H₂O · M H₂O = 18z г
m Na₂CO₃ + m Na₂SO₃ + m H₂O = 106x + 126y + 18z = 300 г

4. Выразим массы образовавшихся в реакции 3 и 4 осадков:
n BaCO₃ = n CO₂ = n Na₂CO₃ = x моль
m BaCO₃ = n BaCO₃ · M BaCO₃ = 197x г

n BaSO₃ = n SO₂ = n Na₂SO₃ = y моль
m BaSO₃ = n BaSO₃ · M BaSO₃ = 217y г

m BaCO₃ + m BaSO₃ = 197x + 217y = 211 г

5. Получаем систему уравнений:
2 / 13 = (2x + 2y) / (3x + 3y + z)
106x + 126y + 18z = 300
197x + 217y = 211

x = 0,3 моль
y = 0,7 моль
z = 10 моль

6. Найдем массу раствора гидроксида бария после пропускания через него газов:
m CO₂ = n CO₂ · M CO₂ = 44x = 13,2 г
m SO₂ = n SO₂ · M SO₂ = 64y = 44,8 г

m _{р-ра после пропускания газов} = m_р-ра Ba(OH)₂ + m CO₂ + m SO₂ – m_осадка = 500 + 13,2 + 44,8 – 211 = 347 г

7. Найдем число моль оставшегося после реакций 3 и 4 гидроксида бария:
n Ba(OH)₂ _{прореаг.} = x + y = 1 моль
m Ba(OH)₂ _{прореаг.} = n Ba(OH)₂ _{прореаг.} · M Ba(OH)₂ = 1 · 171 = 171 г
m Ba(OH)₂ _исх. = m_р-ра Ba(OH)₂ · ω Ba(OH)₂ = 500 · 0,4 = 200 г
m Ba(OH)₂ _ост. = 200 – 171 = 29 г
ω_ост. Ba(OH)₂ = m Ba(OH)₂ _ост. / m _{р-ра после пропускания газов} = 29 / 347 = 0,0836

8. Найдем массу хлорида магния в растворе:
n MgCl₂ · 6H₂O = m MgCl₂ · 6H₂O / M MgCl₂ · 6H₂O = 15 / 203 = 0,07 моль
n MgCl₂ = n MgCl₂ · 6H₂O = 0,07 моль
m MgCl₂ = 0,07 · 95 = 6,65 г

9. Найдем массу воды, взятую для приготовления насыщенного раствора хлорида магния:
22 / 122 = 6,65 / (15 + x)

x = 21,88 г – масса добавленной воды к MgCl₂ · 6H₂O

По условию протекает реакция:
[5] MgCl₂ + Ba(OH)₂ = Mg(OH)₂ + BaCl₂

10. Найдем массу добавленного раствора гидроксида бария и массу конечного раствора:
n Mg(OH)₂ = n MgCl₂ = 0,07 моль
m Mg(OH)₂ = n Mg(OH)₂ · M Mg(OH)₂ = 0,07 · 58 = 4,06 г
n Ba(OH)₂ _{в порции} = n MgCl2 = 0,07 моль
m Ba(OH)₂ _{в порции} = n Ba(OH)₂ _{в порции} · M Ba(OH)₂ = 0,07 · 171 = 11,97 г
m_{порции р-ра} Ba(OH)₂ = m Ba(OH)₂ _{в порции} / ω_ост. Ba(OH)₂ = 11,97 / 0,0836 = 143,18 г

m_{р-ра итог} = m MgCl₂ · 6H₂O + m_{добавленной воды к} MgCl₂ · 6H₂O + m_{порции р-ра} Ba(OH)₂ – m Mg(OH)₂ = 15 + 21,88 + 143,18 – 4,06 = 176 г

11. Найдем массовую долю хлорида бария в конечном растворе:
n BaCl₂ = n Mg(OH)₂ = 0,07 моль
m BaCl₂ = n BaCl₂ · M BaCl₂ = 0,07 · 208 = 14,56 г
ω BaCl₂ = m BaCl₂ / m_{р-ра итог} = 14,56 / 176 = 0,0827 → 8,27%

Ответ: массовая доля соли в полученном растворе 8,27%

Источник: NeoFamily

Аналоги: