Банк заданий
Химия
Задание 60488

Задание №60488 ЕГЭ по Химии

Тема : Неорганическая задача

Раздел: Задачи

34 линия

Не выполнено

При растворении в воде 28,7 г цинкового купороса (ZnSO₄ · 7H₂O) получили 10%-ный раствор соли. К полученному раствору добавили 7,2 г магния. После завершения реакции к полученной смеси прибавили 120 г 30%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю гидроксида натрия в образовавшемся растворе. (Процессами гидролиза пренебречь.)

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] Mg + ZnSO₄ → Zn + MgSO₄[2] MgSO₄ + 2NaOH → Mg(OH)₂ + Na₂SO₄[3] Zn + 2NaOH + 2H₂O → Na₂[Zn(OH)₄] + H₂

2. Найдем число моль цинкового купороса и сульфата цинка в кристаллогидрате:
n ZnSO₄ · 7H₂O = m ZnSO₄ · 7H₂O / M ZnSO₄ · 7H₂O = 28,7 / 287 = 0,1 моль
n ZnSO₄ = n ZnSO₄ · 7H₂O = 0,1 моль

3. Найдем массу сульфата цинка в растворе и массу раствора:
m ZnSO₄ = n ZnSO₄ · M ZnSO₄ = 0,1 · 161 = 16,1 г
m_р_-_ра ZnSO₄ = m ZnSO₄ / ω ZnSO₄ = 16,1 / 0,1 = 161 г

4. Найдем число моль магния:
n Mg = m Mg / M Mg = 7,2 / 24 = 0,3 моль

5. Определим, кто из реагентов в первой реакции находится в недостатке:
поделим моли сульфата цинка и магния на свои коэффициенты

ZnSO₄ : Mg
(0,1 / 1) : (0,3 / 1)
(0,1 / 1) < (0,3 / 1)
ZnSO₄ < Mg

Приходим к выводу, что Mg находится в избытке, а ZnSO₄ в недостатке. Далее расчеты идут по недостатку, то есть по ZnSO₄.

6. Найдем число моль цинка, выпавшего в осадок:
n Zn = n ZnSO₄ = 0,1 моль

7. Найдем число моль образовавшегося сульфата магния:
n MgSO₄ = n ZnSO₄ = 0,1 моль

8. Найдем число моль гидроксида натрия в растворе:
m NaOH= m_р-ра NaOH ⋅ ω NaOH = 120 ⋅ 0,3 = 36 г
n NaOH = m NaOH / M NaOH = 36 / 40 = 0,9 моль

9. Найдем массу оставшегося гидроксида натрия:
n_{прореаг.2} NaOH = 2n MgSO₄ = 2 ⋅ 0,1 = 0,2 моль
n_{прореаг.3} NaOH = 2n Zn = 2 ⋅ 0,1 = 0,2 моль
n_ост. NaOH = n NaOH – n_{прореаг.2} NaOH – n_{прореаг.3} NaOH = 0,9 – 0,2 – 0,2 = 0,5 моль
m_ост. NaOH = n_ост. NaOH ⋅ M NaOH = 0,5 ⋅ 40 = 20 г

10. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра ZnSO₄ + m_{прореаг.} Mg + m_р-ра NaOH – m Mg(OH)₂ – m H₂

n_{прореаг.} Mg = n ZnSO₄ = 0,1 моль
m_{прореаг.} Mg = n_{прореаг.} Mg ⋅ M Mg = 0,1 ⋅ 24 = 2,4 г

n Mg(OH)₂ = n MgSO₄ = 0,1 моль
m Mg(OH)₂ = n Mg(OH)₂ ⋅ M Mg(OH)₂ = 0,1 ⋅ 58 = 5,8 г

n H₂ = n Zn = 0,1 моль
m H₂ = n H₂⋅ M H₂ = 0,1 ⋅ 2 = 0,2 г

m_{конечн. р-ра} = 161 + 2,4 + 120 – 5,8 – 0,2 = 277,4 г

11. Найдем массовую долю оставшегося гидроксида натрия в конечном растворе:
ω_ост.NaOH = m_ост. NaOH/ m_{конечн. р-ра} = 20 / 277,4 = 0,072 → 7,2%

Ответ: ω_ост.NaOH = 7,2%

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