Задание №60193 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] CaCO₃ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + CO₂ + H₂O
[2] CaO + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + H₂O

2. Найдем число моль выделившегося углекислого газа:
n CO₂ = V CO₂ / V_m = 4,48 / 22,4 = 0,2 моль

3. Найдем массу карбоната кальция в смеси:
n CaCO₃ = n CO₂ = 0,2 моль
m CaCO₃ = n CaCO₃ ⋅ M CaCO₃ = 0,2 ⋅ 100 = 20 г

4. Найдем число моль оксида кальция в смеси:
m CaO = m_смеси – m CaCO₃ = 25,6 – 20 = 5,6 г
n CaO = m CaO / M CaO = 5,6 / 56 = 0,1 моль

5. Найдем массу нитрата кальция, образовавшегося в первой и во второй реакциях:
n₁ Ca(NO₃)₂ = n CO₂ = 0,2 моль
n₂ Ca(NO₃)₂ = n CaO = 0,1 моль
n Ca(NO₃)₂ = n₁ Ca(NO₃)₂ + n₂ Ca(NO₃)₂ = 0,2 + 0,1 = 0,3 моль
m Ca(NO₃)₂ = n Ca(NO₃)₂ ⋅ M Ca(NO₃)₂ = 0,3 ⋅ 164 = 49,2 г

6. Найдем число моль азотной кислоты в растворе:
m_р-ра HNO₃ = ρ_р-ра HNO₃ ⋅ V_р-ра HNO₃ = 1,05 ⋅ 480 = 504 г
m HNO₃ = m_р-ра HNO₃ ⋅ ω HNO₃ = 504 ⋅ 0,1 = 50,4 г
n HNO₃ = m HNO₃ / M HNO₃ = 50,4 / 63 = 0,8 моль

7. Найдем массу оставшейся азотной кислоты:
n_{прореаг.1} HNO₃ = 2n CO₂ = 2 ⋅ 0,2 = 0,4 моль
n_{прореаг.2} HNO₃ = 2n CaO = 2 ⋅ 0,1 = 0,2 моль
n_ост. HNO₃ = n HNO₃ – n_{прореаг.1} HNO₃ – n_{прореаг.2} HNO₃ = 0,8 – 0,4 – 0,2 = 0,2 моль
m_ост. HNO₃ = n_ост. HNO₃ ⋅ M HNO₃ = 0,2 ⋅ 63 = 12,6 г

8. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_смеси + m_р-ра HNO₃ – m CO₂
m CO₂ = n CO₂ ⋅ M CO₂ = 0,2 ⋅ 44 = 8,8 г
m_{конечн. р-ра} = 25,6 + 504 – 8,8 = 520,8 г

9. Найдем массовые доли нитрата кальция и оставшейся азотной кислоты в конечном растворе:
ω Ca(NO₃)₂ = m Ca(NO₃)₂ / m_{конечн. р-ра} = 49,2 / 520,8 = 0,0945 → 9,45%
ω_ост. HNO₃ = m_ост. HNO₃ / m_{конечн. р-ра} = 12,6 / 520,8 = 0,0242 → 2,42%

Ответ: ω Ca(NO₃)₂ = 9,45%; ω_ост. HNO₃ = 2,42%

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