Задание №60245 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] 2Cu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂ + O₂
[2] Cu(NO₃)₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂ + 2NaNO₃ 

2. Найдем число моль смеси газов:
n_смеси = V_смеси / V_m = 2,8 / 22,4 = 0,125 моль

3. Найдем число моль выделившегося кислорода. Для этого составим и решим уравнение:
Пусть n O₂ = x моль, тогда n NO₂ = 4x моль

n_смеси = n O₂ + n NO₂
0,125 = x + 4x 

x = 0,025; n O₂ = 0,025 моль

4. Найдем массу образовавшегося оксида меди(II):
n CuO = 2n O₂ = 2 ⋅ 0,025 = 0,05 моль
m CuO = n CuO ⋅ M CuO = 0,05 ⋅ 80 = 4 г 

5. Найдем число моль нитрата меди(II) в твердом остатке:
m Cu(NO₃)₂ = m_{остатка} – m Cu = 32,2 – 4 = 28,2 г
n Cu(NO₃)₂ = m Cu(NO₃)₂ / M Cu(NO₃)₂ = 28,2 / 188 = 0,15 моль

6. Найдем число моль гидроксида натрия в растворе:
m NaOH = m_р-ра NaOH ⋅ ω NaOH = 160 ⋅ 0,1 = 16 г
n NaOH = m NaOH / M NaOH = 16 / 40 = 0,4 моль

7. Найдем массу оставшегося гидроксида натрия:
n_{прореаг.} NaOH = 2n Cu(NO₃)₂ = 2 ⋅ 0,15 = 0,3 моль
n_ост. NaOH = n NaOH – n_{прореаг.} NaOH = 0,4 – 0,3 = 0,1 моль
m_ост. NaOH = n_ост. NaOH ⋅ M NaOH = 0,1 ⋅ 40 = 4 г 

8. Найдем массу конечного раствора: 
m_{конечн. р-ра} = m Cu(NO₃)₂ + m_р-ра NaOH + m H₂O – m Cu(OH)₂
m H₂O = ρ H₂O ⋅ V H₂O = 1 ⋅ 50 = 50 г
n Cu(OH)₂ = n Cu(NO₃)₂ = 0,15 моль
m Cu(OH)₂ = n Cu(OH)₂ ⋅ M Cu(OH)₂ = 0,15 ⋅ 98 = 14,7 г
m_{конечн. р-ра} = 28,2 + 160 + 50 – 14,7 = 223,5 г

9. Найдем массовую долю оставшегося гидроксида натрия в конечном растворе:
ω_ост. NaOH = m_ост. NaOH / m_{конечн. р-ра} = 4 / 223,5 = 0,018 → 1,8%

Ответ: ω_ост. NaOH = 1,8%

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