Задание №60575 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] Na₂O + CO₂ → Na₂CO₃
[2] 2Na₂O₂ + 2CO₂ → 2Na₂CO₃ + O₂
[3] 3Na₂CO₃ + 2FeCl₃ + 3H₂O → 2Fe(OH)₃ + 6NaCl + 3CO₂

2. Масса полученного раствора в третьей реакции уменьшилась за счет гидроксида железа(III), выпавшего в осадок, и улетучившегося углекислого газа.
Найдем массу гидроксида железа(III) и углекислого газа:
m_{исх. р-ра} = m_р-ра Na₂CO₃ + m_р-ра FeCl₃ = 600 + 229,6 = 829,6 г
m Fe(OH)₃ и CO₂ = m_{исх. р-ра} – m_{получ. р-ра} = 829,6 – 795 = 34,6 г

3. Найдем число моль гидроксида железа(III), выпавшего в осадок:
Пусть n Fe(OH)₃ = x моль, тогда n CO₂ = 3x / 2
m Fe(OH)₃ = 107x г
m CO₂ = 66x г

107x + 66x = 34,6

x = 0,2; n Fe(OH)₃ = 0,2 моль

4. Найдем массу и число моль карбоната натрия в полученном раствора:
m_{в получ. р-ре} Na₂CO₃ = m_{получ. р-ра} ⋅ ⍵ Na₂CO₃ = 795 ⋅ 0,04 = 31,8 г
n_{в получ. р-ре} Na₂CO₃ = m_{в получ. р-ре} Na₂CO₃ / M Na₂CO₃ = 31,8 / 106 = 0,3 моль

5. Найдем число моль прореагировавшего карбоната натрия:
n_{прореаг.} Na₂CO₃ = 3n Fe(OH)₃ / 2 = 3 ⋅ 0,02 / 2 = 0,3 моль

6. Найдем исходное число моль карбоната натрия:
n_исх. Na₂CO₃ = n_{в получ. р-ре} Na₂CO₃ + n_{прореаг.} Na₂CO₃ = 0,3 + 0,3 = 0,6 моль 

7. Найдем число моль оксида натрия в исходной смеси:
Пусть n Na₂O = x моль, тогда n Na (в Na₂O) = 2x моль, n O (в Na₂O) = x моль, n₁ Na₂CO₃ = x моль;
Пусть n Na₂O₂ = y моль, тогда n Na (в Na₂O₂) = 2y моль, n O (в Na₂O₂) = 2y моль, n₂ Na₂CO₃ = y моль

n Na = n Na (в Na₂O) + n Na (в Na₂O₂) = 2x + 2y
n O = n O (в Na₂O) + n Na (в Na₂O₂) = x + 2y

n Na / n O = 3 / 2
(2x + 2y) / (x + 2y) = 3 / 2

n₁ Na₂CO₃ + n₂ Na₂CO₃ = 0,6
x + y = 0,6

Получаем систему уравнений:
(2x + 2y) / (x + 2y) = 3 / 2
x + y = 0,6
x = 0,4; n Na₂O = 0,4 моль
y = 0,2

8. Найдем массу оксида натрия:
m Na₂O = n Na₂O ⋅ M Na₂O = 0,4 ⋅ 62 = 24,8 г

Ответ: m Na₂O = 24,8 г

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