Задание №60250 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] 2Zn(NO₃)₂ → 2ZnO + 4NO₂ + O₂
[2] Zn(NO₃)₂ + 4NaOH → Na₂[Zn(OH)₄] + 2NaNO₃
[3] ZnO + 2NaOH + H₂O → Na₂[Zn(OH)₄] 

2. Найдем число моль смеси газов:
n_смеси = V_смеси / V_m = 5,6 / 22,4 = 0,25 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
0,25 = x + 4x

x = 0,05; n O₂ = 0,05 моль 

4. Найдем массу образовавшегося оксида цинка:
n ZnO = 2n O₂ = 2 ⋅ 0,05 = 0,1 моль
m ZnO = n ZnO ⋅ M ZnO = 0,1 ⋅ 81 = 8,1 г

5. Найдем число моль нитрата цинка в твердом остатке:
m Zn(NO₃)₂ = m_{остатка} – m ZnO = 64,8 – 8,1 = 56,7 г
n Zn(NO₃)₂ = m Zn(NO₃)₂ / M Zn(NO₃)₂ = 56,7 / 189 = 0,3 моль

6. Найдем массу раствора гидроксида натрия, потребовавшегося для полного растворения твердого остатка:
n₂ NaOH = 4n Zn(NO₃)₂ = 4 ⋅ 0,3 = 1,2 моль
n₃ NaOH = 2n ZnO = 2 ⋅ 0,1 = 0,2 моль
n NaOH = n₂ NaOH + n₃ NaOH = 1,2 + 0,2 = 1,4 моль
m NaOH = n NaOH ⋅ M NaOH = 1,4 ⋅ 40 = 56 г
m_р-ра NaOH = m NaOH / ω NaOH = 56 / 0,28 = 200 г

7. Найдем массу образовавшегося нитрата натрия:
n NaNO₃ = 2n Zn(NO₃)₂ = 2 ⋅ 0,3 = 0,6 моль
m NaNO₃ = n NaNO₃ ⋅ M NaNO₃ = 0,6 ⋅ 85 = 51 г

8. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_{остатка} + m_р-ра NaOH = 64,8 + 200 = 264,8 г

9. Найдем массовую долю нитрата натрия в конечном растворе:
ω NaNO₃ = m NaNO₃ / m_{конечн. р-р} = 51 / 264,8 = 0,1926 → 19,26%

Ответ: ω NaNO₃ = 19,26%

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