Банк заданий
Химия
Задание 60466

Задание №60466 ЕГЭ по Химии

Тема : Неорганическая задача

Раздел: Задачи

34 линия

Не выполнено

Медный купорос (CuSO₄ · 5H₂O) массой 12,5 г растворили в воде и получили раствор с массовой долей соли 20%. К этому раствору добавили 5,6 г железа и после завершения реакции еще 117 г 10%-ного раствора сульфида натрия. Определите массовую долю сульфида натрия в конечном растворе.

В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

1. По условию протекают реакции:

[1] CuSO₄ + Fe → FeSO₄ + Cu
[2] FeSO₄ + Na₂S → FeS + Na₂SO₄

2. Найдем число моль медного купороса и сульфата меди(II) в кристаллогидрате:
n CuSO₄ · 5H₂O = m CuSO₄ · 5H₂O / M CuSO₄ · 5H₂O = 12,5 / 250 = 0,05 моль
n CuSO₄ = n CuSO₄ · 5H₂O = 0,05 моль

3. Найдем массу сульфата меди(II) в растворе и массу раствора:
m CuSO₄ = n CuSO₄ · M CuSO₄ = 0,05 · 160 = 8 г
m_р_-_ра CuSO₄ = m CuSO₄ / ⍵ CuSO₄ = 8 / 0,2 = 40 г

4. Найдем число моль железа:
n Fe = m Fe / M Fe = 5,6 / 56 = 0,1 моль

5. Определим, кто из реагентов в первой реакции находится в недостатке:
поделим моли сульфата меди(II) и железа на свои коэффициенты

CuSO₄ : Fe
(0,05 / 1) : (0,1 / 1)
(0,05 / 1) < (0,1 / 1)
CuSO₄ < Fe

Приходим к выводу, что Fe находится в избытке, а CuSO₄ в недостатке. Далее расчеты идут по недостатку, то есть по CuSO₄.

n_реаг. Fe = n CuSO₄ = 0,05 моль
m_реаг.Fe = n_реаг. Fe · M Fe = 0,05 · 56 = 2,8 г

6. Найдем число моль и массу меди, выпавшей в осадок:
n Cu = n CuSO₄ = 0,05 моль
m Cu = n Cu ⋅ M Cu = 0,05 ⋅ 64 = 3,2 г

7. Найдем число моль сульфата железа(II):
n FeSO₄ = n CuSO₄ = 0,05 моль

8. Найдем массу и число сульфида натрия в растворе:

m Na₂S = m_р-ра Na₂S ⋅ ⍵ Na₂S = 117 ⋅ 0,1 = 11,7 г
n Na₂S = m Na₂S / M Na₂S = 11,7 / 78 = 0,15 моль

9. Так как по условию необходимо найти массовую долю Na₂S, сульфат железа(II) находится в недостатке.

10. Найдем число моль и массу сульфида железа(II), выпавшего в осадок:
n FeS = n FeSO₄ = 0,05 моль
m FeS = n FeS ⋅ M FeS = 0,05 ⋅ 88 = 4,4 г

11. Найдем оставшиеся число моль и массу сульфида натрия:

n_{прореаг.} Na₂S = n FeSO₄ = 0,05 моль
n_ост. Na₂S = n Na₂S – n_{прореаг.} Na₂S = 0,15 – 0,05 = 0,1 моль
m_ост. Na₂S = n_ост. Na₂S ⋅ M Na₂S = 0,1 ⋅ 78 = 7,8 г

11. Найдем массу конечного раствора:

m_{конечн. р-ра} = m_р-ра CuSO₄ + m_реаг.Fe + m_р-ра Na₂S – m Cu – m FeS = 40 + 2,8 + 117 – 3,2 – 4,4 = 152,2 г

12. Найдем массовую долю сульфида натрия в конечном растворе:
⍵_{в конечн. р-ра} Na₂S = m_ост. Na₂S / m_{конечн. р-ра} = 7,8 / 152,2 = 0,051 → 5,1%

Ответ: ⍵_{в конечн. р-ра} Na₂S = 5,1%

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