Задание №60048 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] NH₄Br + AgH₂PO₄ → AgBr + NH₄H₂PO₄ 
[2] 2NH₄H₂PO₄ + 3Ba(OH)₂ → Ba₃(PO₄)₂ + 2NH₃ + 6H₂O

2. Найдем число моль бромида аммония в растворе:
m NH₄Br = m_р-ра NH₄Br ⋅ ω NH₄Br = 58,8 ⋅ 0,2 = 11,76 г
n NH₄Br = m NH₄Br / M NH₄Br = 11,76 / 98 = 0,12 моль

3. Найдем число моль дигидрофосфата серебра(I) в растворе:
m AgH₂PO₄ = m_р-ра AgH₂PO₄ ⋅ ω AgH₂PO₄ = 328 ⋅ 0,05 = 16,4 г
n AgH₂PO₄ = m AgH₂PO₄ / M AgH₂PO₄ = 16,4 / 205 = 0,08 моль

4. Определим, кто из реагентов в первой реакции находится в недостатке:
поделим моли бромида аммония и дигидрофосфата серебра(I) на свои коэффициенты
NH₄Br : AgH₂PO₄ 
(0,12 / 1) : (0,08 / 1)
(0,12 / 1) > (0,08 / 1)
NH₄Br > AgH₂PO₄ 

Приходим к выводу, что NH₄Br находится в избытке, а AgH₂PO₄ в недостатке. Далее расчеты идут по недостатку, то есть по AgH₂PO₄.

5. Найдем число моль образовавшегося дигидрофосфата аммония:
n NH₄H₂PO₄ = n AgH₂PO₄ = 0,08 моль

6. Найдем число моль оставшегося бромида аммония:
n_{прореаг.} NH₄Br = n AgH₂PO₄ = 0,08 моль
n_ост. NH₄Br = n NH₄Br – n_{прореаг.} NH₄Br = 0,12 – 0,08 = 0,04 моль

7. Так как NH₄Br остался в растворе, он будет взаимодействовать с раствором гидроксида бария: 
[3] 2NH₄Br + Ba(OH)₂ → BaBr₂ + 2NH₃ + 2H₂O

8. Найдем число моль гидроксида бария:
n Ba(OH)₂ = m Ba(OH)₂ / M Ba(OH)₂ = 34,2 / 171 = 0,2 моль

9. Найдем число моль оставшегося гидроксида бария:
n_{прореаг.2} Ba(OH)₂ = 3n NH₄H₂PO₄ / 2 = 3 ⋅ 0,08 / 2 = 0,12 моль
n_{прореаг.3} Ba(OH)₂ = n_ост. NH₄Br / 2 = 0,04 / 2 = 0,02 моль
n_ост. Ba(OH)₂ = n Ba(OH)₂ – n_{прореаг.2} Ba(OH)₂ – n_{прореаг.3} Ba(OH)₂ = 0,2 – 0,12 – 0,02 = 0,06 моль
m_ост. Ba(OH)₂ = n_ост. Ba(OH)₂ ⋅ M Ba(OH)₂ = 0,06 ⋅ 171 = 10,26 г 

10. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра NH₄Br + m_р-ра AgH₂PO₄ + m Ba(OH)₂ – m AgBr – m₂ NH₃ – m₃ NH₃ – m Ba₃(PO₄)₂
n AgBr = n AgH₂PO₄ = 0,08 моль
m AgBr = n AgBr ⋅ M AgBr = 0,08 ⋅ 188 = 15,04 г

n₂ NH₃ = n NH₄H₂PO₄ = 0,08 моль
m₂ NH₃ = n2 NH₃ ⋅ M NH₃ = 0,08 ⋅ 17 = 1,36 г

n₃ NH₃ = n_ост. NH₄Br = 0,04 моль
m₃ NH₃ = n₃ NH₃ ⋅ M NH₃ = 0,04 ⋅ 17 = 0,68 г

n Ba₃(PO₄)₂ = n NH₄H₂PO₄ / 2 = 0,08 / 2 = 0,04 моль 
m Ba₃(PO₄)₂ = n Ba₃(PO₄)₂ ⋅ M Ba₃(PO₄)₂ = 0,04 ⋅ 601 = 24,04 г

m_{конечн. р-ра} = 58,8 + 328 + 34,2 – 15,04 – 1,36 – 0,68 – 24,04 = 379,88 г

11. Найдем массовую долю оставшегося гидроксида бария:
ω_ост. Ba(OH)₂ = m_ост. Ba(OH)₂ / m_{конечн. р-ра} = 10,26 / 379,88 = 0,027 → 2,7%

Ответ: ωост. Ba(OH)₂ = 2,7%

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