Задание №60581 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + 2H₂O + SO₂
[2] CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O
[3] SO₂ + NaOH → NaHSO₃ 

2. Найдем массу и число моль гидроксида натрия в растворе:
m NaOH = m_р-ра NaOH ⋅ ⍵ NaOH = 200 ⋅ 0,1 = 20 г
n NaOH = m NaOH / M NaOH = 20 / 40 = 0,5 моль

3. Найдем число моль и массу оксида серы(IV):
n SO₂ = n NaOH = 0,5 моль
m SO₂ = n SO₂ ⋅ M SO₂ = 0,5 ⋅ 64 = 32 г

4. Найдем число моль и массу меди в смеси:
n Cu = n SO₂ = 0,5 моль
m Cu = n Cu ⋅ M Cu = 0,5 ⋅ 64 = 32 г

5. Найдем число моль оксида меди(II) в смеси:
Пусть n CuO = x моль, тогда n Cu (в CuO) = x моль 

n Cu (в Cu) = n Cu ⋅ N Cu (в Cu) = 0,5 ⋅ 1 = 0,5 моль
n Cu = n Cu (в Cu) + n Cu (в CuO) = 0,5 + x  

m Cu = n Cu ⋅ M Cu = (0,5 + x) ⋅ 64 = 32 + 64x 

m_смеси = m Cu + m CuO = 32 + 80x 

0,96 = m Cu / m_смеси
0,96 = (32 + 64x) / (32 + 80x) 

x = 0,1; n CuO = 0,1 моль

6. Найдем число моль сульфата меди(II), образовавшегося в первой и во второй реакциях:
n₁ CuSO₄ = n Cu = 0,5 моль
n₂ CuSO₄ = n CuO = 0,1 моль
n CuSO₄ = n₁ CuSO₄ + n₂ CuSO₄ = 0,5 + 0,1 = 0,6 моль

7. Найдем массу сульфата меди(II):
m CuSO₄ = n CuSO₄ ⋅ M CuSO₄ = 0,6 ⋅ 160 = 96 г

8. Найдем массу смеси меди и оксида меди(II):
m CuO = n CuO ⋅ M CuO = 0,1 ⋅ 80 = 8 г
m_смеси = m Cu + m CuO = 32 + 8 = 40 г

9. Найдем массу полученного раствора после растворения исходной смеси в кислоте:
m_{получ. р-ра} = m_смеси + m_р-ра H₂SO₄ – m SO₂ = 40 + 472 – 32 = 480 г

10. Найдем массовую долю сульфата меди(II) в полученном растворе:
⍵ CuSO₄ = m CuSO₄ / m_{получ. р-ра} = 96 / 480 = 0,2 → 20%

Ответ: ⍵ CuSO₄ = 20%

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