Задание №60559 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] CuO + H₂ → Cu + H₂O
[2] CuO + CO → Cu + CO₂
[3] CO₂ + NaOH → NaHCO₃ 

2. Найдем общее число атомов в полученном углекислом газе:
Пусть N_атомов в CO₂ = x, тогда

4,816 ∙ 10²³ / x = 100 / (100 – 6,25)

x = 4,515 ∙ 10²³; N_атомов в CO₂ = 4,515 ∙ 10²³ 

3. Найдем число моль атомов в углекислом газе:
n_атомов в CO₂ = N_атомов в CO₂ / N_A = 4,515 ∙ 10²³ / 6,02 ∙ 10²³ = 0,75 моль 

4. Найдем число моль углекислого газа:
n CO₂ = n_атомов в CO₂ / 3 = 0,75 / 3 = 0,25 моль

5. Найдем число моль угарного газа:
n CO = n CO₂ = 0,25 моль

6. Найдем число моль атомов в смеси водорода и угарного газа:
n_{атомов в смеси} = N_{атомов в смеси} / N_A = 4,816 ∙ 10²³ / 6,02 ∙ 10²³ = 0,8 моль 

7. Найдем число моль водорода в смеси:
Пусть n H₂ = y моль, тогда n_атомов в H₂ = 2y моль
n_атомов в CO = 2 ∙ n CO₂ = 2 ∙ 0,25 = 0,5 моль
n_атомов в H₂ + n_атомов в CO = 0,8
2y + 0,5 = 0,8

y = 0,15; n H₂ = 0,15 моль

8. Найдем число моль и массу оксида меди(II), прореагировавшего в первой и во второй реакциях:
n₁ CuO = n H₂ = 0,15 моль
n₂ CuO = n CO = 0,25 моль
m CuO = (n₁ CuO + n₂ CuO) ∙ M CuO = 0,4 ∙ 80 = 32 г

9. Найдем число моль и массу гидроксида натрия, прореагировавшего в третьей реакции:
n NaOH = n CO₂ = 0,25 моль
m NaOH = n NaOH ∙ M NaOH = 0,25 ∙ 40 = 10 г

10. Найдем массу и объем 40%-ного раствора гидроксида натрия:
m_р-ра NaOH = m NaOH / ⍵ NaOH = 10 / 0,4 = 25 г
V_р-ра NaOH = m_р-ра NaOH / ρ_р-ра NaOH = 25 / 1,43 = 17,48 мл

Ответ: V_р-ра NaOH = 17,48 мл; m CuO = 32 г

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