Задание №60004 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] Ca₃N₂ + 6H₂O → 3Ca(OH)₂ + 2NH₃
[2] NH₃ + HCl → NH₄Cl

2. Найдем число моль нитрида кальция:
n Ca₃N₂ = m Ca₃N₂ / M Ca₃N₂ = 7,4 / 148 = 0,05 моль

3. Найдем число моль воды: 
n H₂O = m H₂O / M H₂O = 9 / 18 = 0,5 моль

4. Определим, кто из реагентов в первой реакции находится в недостатке:
поделим моли нитрида кальция и воды на свои коэффициенты
Ca₃N₂ : H₂O 
(0,05 / 1) : (0,5 / 6)
(0,05 / 1) < (0,5 / 6)
Ca₃N₂ < H₂O

Приходим к выводу, что H₂O находится в избытке, а Ca₃N₂ в недостатке. Далее расчеты идут по недостатку, то есть по Ca₃N₂.

5. Найдем число моль образовавшегося аммиака:
n NH₃ = 2n Ca₃N₂ = 2 ⋅ 0,05 = 0,1 моль

6. Найдем массу раствора соляной кислоты:
m_р-ра HCl = ρ_р-ра HCl ⋅ V_р-ра HCl = 1,05 ⋅ 200 = 210 г

7. Так как по условию аммиак полностью поглощен раствором соляной кислоты, соляная кислота находится в избытке.

8. Найдем массу образовавшегося хлорида аммония:
n NH₄Cl = n NH₃ = 0,1 моль
m NH₄Cl = n NH₄Cl ⋅ M NH₄Cl = 0,1 ⋅ 53,5 = 5,35 г

9. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m NH₃ + mр-ра HCl  
m NH₃ = n NH₃ ⋅ M NH₃ = 0,1 ⋅ 17 = 1,7 г
m_{конечн. р-ра} = 1,7 + 210 = 211,7 г

10. Найдем массовую долю хлорида аммония в конечном растворе:
ω NH₄Cl = m NH₄Cl / m_{конечн. р-ра} = 5,35 / 211,7 = 0,025 → 2,5% 

Ответ: ω NH₄Cl = 2,5%

Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано Ермолаевым И. С.)