Задание №60486 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] 2Al + Fe₂O₃ → 2Fe + Al₂O₃
[2] Fe + CuSO₄ → Cu + FeSO₄

2. Найдем число моль медного купороса и сульфата меди(II) в кристаллогидрате:
n CuSO₄ · 5H₂O = m CuSO₄ · 5H₂O / M CuSO₄ · 5H₂O = 25 / 250 = 0,1 моль
n CuSO₄ = n CuSO₄ · 5H₂O = 0,1 моль

3. Найдем массу сульфата меди(II) в растворе и массу раствора:
m CuSO₄ = n CuSO₄ · M CuSO₄ = 0,1 · 160 = 16 г
m_р-ра CuSO₄ = m CuSO₄ / ω CuSO₄ = 16 / 0,2 = 80 г 

4. Найдем число моль алюминия:
n Al = m Al / M Al = 2,16 / 27 = 0,08 моль

5. Найдем число моль оксида железа(III):
n Fe₂O₃ = m Fe₂O₃ / M Fe₂O₃ = 6,4 / 160 = 0,04 моль

5. Определим, кто из реагентов в первой реакции находится в недостатке:
поделим моли алюминия и оксида железа(III) на свои коэффициенты

Al : Fe₂O₃
(0,08 / 2) : (0,04 / 1)
(0,08 / 1) = (0,04 / 1)
Al = Fe₂O₃ 

Приходим к выводу, что оба реагента прореагировали полностью.

6. Найдем массу железа, выпавшей в осадок:
n Fe = n Al = 0,08 моль
m Fe = n Fe ⋅ M Fe = 0,08 ⋅ 56 = 4,48 г

7. Найдем число моль оставшегося сульфата меди(II):
n_{прореаг.} CuSO₄ = n Fe = 0,08 моль
n_ост. CuSO₄ = n CuSO₄ – n_{прореаг.} CuSO₄ = 0,1 – 0,08 = 0,02 моль
m_ост. CuSO₄ = n_ост. CuSO₄ ⋅ M CuSO₄ = 0,02 ⋅ 160 = 3,2 г 

8. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра CuSO₄ + m Fe – m Cu
n Cu = n Fe = 0,08 моль
m Cu = n Cu ⋅ M Cu = 0,08 ⋅ 64 = 5,12 г
m_{конечн. р-ра} = 80 + 4,48 – 5,12 = 79,36 г 

9. Найдем массовую долю оставшегося сульфата меди(II) в конечном растворе:
ω_ост. CuSO₄ = m_ост. CuSO₄ / m_{конечн. р-ра} = 3,2 / 79,36 = 0,0403 → 4,03%

Ответ: ω_ост. CuSO₄ = 4,03%

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