Задание №60510 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] 2Na₃N + 4H₂SO₄ → 3Na₂SO₄ + (NH₄)₂SO₄
[2] Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + CO₂ + H₂O 

2. Найдем число моль нитрида натрия:
n Na₃N = m Na₃N / M Na₃N = 8,3 / 83 = 0,1 моль

3. Найдем число моль серной кислоты в растворе:
m H₂SO₄ = m_р-ра H₂SO₄ ⋅ ω H₂SO₄ = 490 ⋅ 0,2 = 98 г
n H₂SO₄ = m H₂SO₄ / M H₂SO₄ = 98 / 98 = 1 моль 

4. Найдем число моль кристаллической соды и карбоната натрия в кристаллогидрате:
n Na₂CO₃ · 10H₂O = m Na₂CO₃ · 10H₂O / M Na₂CO₃ · 10H₂O = 57,2 / 286 = 0,2 моль
n Na₂CO₃ = n Na₂CO₃ · 10H₂O = 0,2 моль 

5. Найдем массу оставшейся серной кислоты:
n_{прореаг.1} H₂SO₄ = 4n Na₃N / 2 = 4 ⋅ 0,1 / 2 = 0,2 моль
n_{прореаг.2} H₂SO₄ = n Na₂CO₃ = 0,2 моль
n_ост. H₂SO₄ = n H₂SO₄ – n_{прореаг.1} H₂SO₄ – n_{прореаг.2} H₂SO₄ = 1 – 0,2 – 0,2 = 0,6 моль
m_ост. H₂SO₄ = n_ост. H₂SO₄ · M H₂SO₄ = 0,6 · 98 = 58,8 г

10. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m Na₃N + m_р-ра H₂SO₄ + m Na₂CO₃ · 10H₂O – m CO₂

n CO₂ = n Na₂CO₃ = 0,2 моль
m CO₂ = n CO₂ · M CO₂ = 0,2 · 44 = 8,8 г

m_{конечн. р-ра} = 8,3 + 490 + 57,2 – 8,8 = 546,7 г

11. Найдем массовую долю оставшейся серной кислоты в конечном растворе:
ω_ост. H₂SO₄ = m_ост. H₂SO₄ / m_{конечн. р-ра} = 58,8 / 546,7 = 0,1076 → 10,76%

Ответ: ω_ост. H₂SO₄ = 10,76%

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