Задание №60586 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O
[2] CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O

2. Найдем массу и число моль гидроксида натрия в растворе:
m NaOH = m_р-ра NaOH ⋅ ⍵ NaOH = 80 ⋅ 0,1 = 8 г
n NaOH = m NaOH / M NaOH = 8 / 40 = 0,2 моль 

3. Найдем число моль карбоната кальция в смеси:
Пусть n CaCO₃ = x моль, тогда n Ca (в CaCO₃) = x моль, n CO₂ = x моль;
Пусть n CaO = y моль, тогда n Ca (в CaO) = y моль

n Ca = n Ca (в CaCO₃) + n Ca (в CaO) = x + y
m Ca = n Ca ⋅ M Ca = (x + y) ⋅ 40 = 40x + 40y

m_смеси = m CaCO₃ + m CaO = 100x + 56y 

0,625 = m Ca / m_смеси
0,625 = (40x + 40y) / (100x + 56y) 

m_{получ. р-ра} = m_смеси + m HCl – m CO₂
361,6 = 100x + 56y + 300 – 44x 

Получаем систему уравнений:
0,625 = (40x + 40y) / (100x + 56y)
361,6 = 100x + 56y + 300 – 44x

x = 0,2; n CaCO₃ = 0,2 моль
y = 0,9

4. Найдем число моль и массу углекислого газа, выделившегося в первой реакции:
n CO₂ = n CaCO₃ = 0,2 моль
m CO₂ = n CO₂ ⋅ M CO₂ = 0,2 ⋅ 44 = 8,8 г

5. Чтобы CO₂ полностью поглотился 0,2 молями гидроксида натрия, необходимо взять их в соотношении 1 : 1. Значит, протекает реакция:
[3] CO₂ + NaOH → NaHCO₃ 

6. Найдем число моль и массу гидрокарбоната натрия:
n NaHCO₃ = n CO₂ = 0,2 моль
m NaHCO₃ = n NaHCO₃ ⋅ M NaHCO₃ = 0,2 ⋅ 84 = 16,8 г

7. Найдем массу полученного раствора в третьей реакции:
m_{получ. р-ра} = m CO₂ + m_р-ра NaOH = 8,8 + 80 = 88,8 г

8. Найдем массовую долю гидрокарбоната натрия в полученном растворе:
⍵ NaHCO₃ = m NaHCO₃ / m_{получ. р-ра} = 16,8 / 88,8 = 0,189 → 18,9%

Ответ: ⍵ NaHCO₃ = 18,9%

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