Задание №60336 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] 2Cu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂ + O₂
[2] CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O 

2. Найдем число моль смеси газов:
n_смеси = V_смеси / V_m = 11,2 / 22,4 = 0,5 моль 

3. Найдем число моль выделившегося кислорода. Для этого составим и решим уравнение:
Пусть n O₂ = x моль, тогда n NO₂ = 2\4x моль

n_смеси = n O₂ + n NO₂
0,5 = x + 4x

x = 0,1; n O₂ = 0,1 моль

4. Найдем массу образовавшегося оксида меди(II):
n CuO = 2n O₂ = 2 ⋅ 0,1 = 0,2 моль
m CuO = n CuO ⋅ M CuO = 0,2 ⋅ 80 = 16 г 

5. Найдем начальную массу нитрата меди(II):
n Cu(NO₃)₂ = m Cu(NO₃)₂ / M Cu(NO₃)₂ = 94 / 188 = 0,5 моль 

6. Найдем массу оставшегося нитрата меди(II):
n_{прореаг.} Cu(NO₃)₂ = n CuO = 0,2 моль
n_ост. Cu(NO₃)₂ = n Cu(NO₃)₂ – n_{прореаг.} Cu(NO₃)₂ = 0,5 – 0,2 = 0,3 моль
m_ост. Cu(NO₃)₂ = n_ост. Cu(NO₃)₂ ⋅ M Cu(NO₃)₂ = 0,3 ⋅ 188 = 56,4 г 

7. Найдем число моль соляной кислоты в растворе:
m HCl = m_р-ра HCl ⋅ ω HCl = 292 ⋅ 0,1 = 29,2 г
n HCl = m HCl / M HCl = 29,2 / 36,5 = 0,8 моль

8. Найдем массу оставшейся соляной кислоты:
n_{прореаг.} HCl = 2n CuO = 2 ⋅ 0,2 = 0,4 моль
n_ост. HCl = n HCl – n_{прореаг.} HCl = 0,8 – 0,4 = 0,4 моль
m_ост. HCl = n_ост. HCl ⋅ M HCl = 0,4 ⋅ 36,5 = 14,6 г

9. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m CuO + m_р-ра HCl + m_ост. Cu(NO₃)₂ = 16 + 292 + 56,4 = 364,4 г

10. Найдем массовую долю оставшейся соляной кислоты в конечном растворе:
ω_ост. HCl = m_ост. HCl / m_{конечн. р-ра} = 14,6 / 364,4 = 0,04 → 4% 

Ответ: ω_ост. HCl = 4%

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