Банк заданий
Химия
Задание 60471

Задание №60471 ЕГЭ по Химии

Тема : Неорганическая задача

Раздел: Задачи

34 линия

Не выполнено

Смесь меди и оксида меди(II) массой 35,2 г может прореагировать с концентрированным 56%-ным раствором серной кислоты или с такой же массой разбавленного 14%-ного раствора серной кислоты. Вычислите массовую долю соли в растворе, полученном после добавления смеси к разбавленному раствору серной кислоты.

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] Cu + 2H₂SO_4(конц.) → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O
[2] CuO + H₂SO₄₍_конц_.) → CuSO₄ + H₂O
[3] CuO + H₂SO₄₍_разб_.) → CuSO₄ + H₂O

2. Найдем массы разбавленного и концентрированного растворов серной кислоты:
Пусть m_р-ра H₂SO_4(конц.) = x, тогда m H₂SO_4(конц.) = ω H₂SO₄ · m_р_-_ра H₂SO₄₍_конц_.) = 0,56x г,
n H₂SO₄₍_конц_.) = m H₂SO₄₍_конц_.) / M H₂SO₄ = 0,0057x моль

Пусть m_р-ра H₂SO_4(разб.) = y, тогда m H₂SO₄₍_разб_.) = ω H₂SO₄ · m_р_-_ра H₂SO₄₍_разб_.) = 0,14y г,
n H₂SO₄₍_разб_.) = m H₂SO₄₍_разб_.) / M H₂SO₄ = 0,00143y моль

По условию x = y

n CuO = n H₂SO_4(разб.) = 0,00143x моль
m CuO = n CuO · M CuO = 0,1144x г

n₂ H₂SO₄₍_конц_.) = n CuO = 0,00143x моль
n₁ H₂SO₄₍_конц_.) = n H₂SO₄₍_конц_.) – n H₂SO₄₍_конц_.) = 0,0057x – 0,00143x = 0,00427x моль

n Cu = n₁ H₂SO₄₍_конц_.) / 2 = 0,002135x моль
m Cu = n Cu · M Cu = 0,13664x г

m CuO + m Cu = m_смеси0,1144x + 0,13664x = 35,2
x = 140,2; m_р_-_ра H₂SO₄₍_конц_.) = m_р-ра H₂SO_4(разб.) = 140,2 г

3. Найдем массу сульфата меди(II), образовавшегося в третьей реакции:
n CuO = 0,00143 · x = 0,00143 · 140,2 = 0,2 моль
n CuSO₄ = n CuO = 0,2 моль
m CuSO₄ = n CuSO₄ · M CuSO₄ = 0,2 · 160 = 32 г

4. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m CuO + m_р-ра H₂SO_4(разб.) = 0,2 · 80 + 140,2 = 156,2 г

5. Найдем массовую долю сульфата меди(II) в конечном растворе:
ω CuSO₄ = m CuSO₄ / m_{конечн. р-ра} = 32 / 156,2 = 0,205 → 20,5%

Ответ: ω CuSO₄ = 20,5%

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