Банк заданий
Химия
Задание 60562

Задание №60562 ЕГЭ по Химии

Тема : Неорганическая задача

Раздел: Задачи

34 линия

Не выполнено

Порцию оксида меди(II), в которой в общей сложности содержится 1,806 ∙ 10²⁴ атомов, нагрели в присутствии аммиака, при этом после охлаждения была получена смесь газов и образовался твердый остаток. Охлажденную смесь газов пропустили через первую склянку, содержащую 400 мл соляной кислоты (плотность раствора равна 1,05 г/мл). При этом объем непоглощенного газа оказался в 5 раз меньше объёма охлажденной газовой смеси. Твёрдый остаток добавили во вторую склянку, содержащую такой же объём такого же раствора соляной кислоты. В обеих склянках все исходные вещества прореагировали полностью. Вычислите массовую долю соли в растворе, образовавшемся после обработки твердого остатка соляной кислотой.

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] 3CuO + 2NH₃ → 3Cu + N₂ + 3H₂O
[2] NH₃ + HCl → NH₄Cl
[3] CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

2. Найдем число моль атомов в оксиде меди(II):
n_атомов в CuO = N_атомов в CuO / N_A = 1,806 ∙ 10²⁴ / 6,02 ∙ 10²³ = 3 моль

3. Найдем число моль оксида меди(II):
n CuO = n_атомов в CuO / 2 = 3 / 2 = 1,5 моль

4. Найдем число моль прореагировавшего оксида меди(II):
Пусть n₁ N₂ = x моль, тогда n₁ CuO = 3x моль, n₁ NH₃ = 2x моль

Так как вещества в реакциях 2 и 3 полностью прореагировали, то
n_ост. CuO = n₃ CuO = (1,5 – 3x) моль

Пусть n_исх. NH₃ = y моль, тогда n_ост. NH₃ = n₂ NH₃ = (y – 2x) моль

n_смеси = n₂ NH₃ + n N₂ = y – 2x + x = (y – x) моль

n_смеси / n N₂ = 5 / 1
(y – x) / x = 5 / 1

n₂ HCl = n₂ NH₃ = (y – 2x) моль
n₃ HCl = 2n₃ CuO = 2 ∙ (1,5 – 3x) = (3 – 6x) моль
n₂ HCl = n₃ HCl
y – 2x = 3 – 6x
y + 4x = 3

Составим систему уравнений:
(y – x) / x = 5 / 1
y + 4x = 3

x = 0,3; n₃ CuO = 0,6 моль
y = 1,8;

5. Найдем массу раствора соляной кислоты:
m_р-ра HCl = V_р-ра HCl ∙ ρ_р-ра HCl = 400 ∙ 1,05 = 420 г

6. Найдем число моль и массу хлорида меди(II):
n CuCl₂ = n₃ CuO = 0,6 моль
m CuCl₂ = n CuCl₂ ∙ M CuCl₂ = 0,6 ∙ 135 = 81 г

7. Найдем массу конечного раствора в третьей реакции:
m₃ CuO = n₃ CuO ∙ M CuO = 0,6 ∙ 80 = 48 г

m_{конечн. р-ра} = m₃ CuO + m_р-ра HCl = 48 + 420 = 468 г

8. Найдем массовую долю хлорида меди(II):
⍵ CuCl₂ = m CuCl₂ / m_{конечн. р-ра} = 81 / 468 = 0,173 → 17,3%

Ответ: ⍵ CuCl₂ = 17,3%

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