Банк заданий
Химия
Задание 60509

Задание №60509 ЕГЭ по Химии

Тема : Неорганическая задача

Раздел: Задачи

34 линия

Не выполнено

К 20%-ному раствору соли, полученному при растворении в воде 50 г медного купороса (CuSO₄ · 5H₂O), добавили 14,4 г магния. После завершения реакции к полученной смеси прибавили 146 г 25%-ного раствора хлороводородной кислоты. Определите массовую долю хлороводорода 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 + CuSO₄ → Cu + MgSO₄[2] Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

2. Найдем число моль медного купороса и сульфата меди(II) в кристаллогидрате:
n CuSO₄ · 5H₂O = m CuSO₄ · 5H₂O / M CuSO₄ · 5H₂O = 50 / 250 = 0,2 моль
n CuSO₄ = n CuSO₄ · 5H₂O = 0,2 моль

3. Найдем массу сульфата меди(II) в растворе и массу раствора:
m CuSO₄ = n CuSO₄ · M CuSO₄ = 0,2 · 160 = 32 г
m_р_-_ра CuSO₄ = m CuSO₄ / ω CuSO₄ = 32 / 0,2 = 160 г

4. Найдем число моль магния:
n Mg = m Mg / M Mg = 14,4 / 24 = 0,6 моль

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

CuSO₄ : Mg
(0,2 / 1) : (0,6 / 1)
(0,2 / 1) < (0,6 / 1)
CuSO₄ < Mg

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

6. Найдем массу меди, выпавшей в осадок:
n Cu = n CuSO₄ = 0,2 моль
m Cu = n Cu ⋅ M Cu = 0,2 ⋅ 64 = 12,8 г

7. Найдем число моль оставшегося магния:
n_{прореаг.} Mg = n CuSO₄ = 0,2 моль
n_ост. Mg = n Mg – n_{прореаг.} Mg = 0,6 – 0,2 = 0,4 моль

8. Найдем число моль соляной кислоты в растворе:
m HCl= m_р-ра HCl ⋅ ω HCl = 146 ⋅ 0,25 = 36,5 г
n HCl = m HCl / M HCl = 36,5 / 36,5 = 1 моль

9. Определим, кто из реагентов в во второй реакции находится в недостатке:
поделим моли оставшегося магния и соляной кислоты на свои коэффициенты

Mg : HCl
(0,4 / 1) : (1 / 2)
(0,4 / 1) < (1 / 2)
Mg < HCl

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

10. Найдем массу оставшейся соляной кислоты:
n_{прореаг.} HCl = 2n_ост. Mg = 2 ⋅ 0,4 = 0,8 моль
n_ост. HCl = n HCl – n_{прореаг.} HCl = 1 – 0,8 = 0,2 моль
m_ост. HCl = n_ост. HCl ⋅ M HCl = 0,2 ⋅ 36,5 = 7,3 г

11. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра CuSO₄ + m Mg + m_р-ра HCl – m Cu – m H₂
n H₂ = n_ост. Mg = 0,4 моль
m H₂ = n H₂⋅ M H₂ = 0,4 ⋅ 2 = 0,8 г
m_{конечн. р-ра} = 160 + 14,4 + 146 – 12,8 – 0,8 = 306,8 г

12. Найдем массовую долю оставшейся соляной кислоты в конечном растворе:
ω_ост.HCl = m_ост. HCl/ m_{конечн. р-ра} = 7,3 / 306,8 = 0,024 → 2,4%

Ответ: ω_ост.HCl = 2,4%

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