Задание №60786 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:

2. Масса раствора уменьшилась за счет выделившихся на электродах водорода и хлора. Найдем число моль водорода и хлора. Для этого составим и решим уравнение:

Пусть n H₂ = x моль, тогда n Cl₂ = x моль

m H₂ + m Cl₂ = 21,9
2x + 71x = 21,9 

x = 0,3; n H₂ = n Cl₂ = 0,3 моль

3. Найдем число моль сульфата меди(II) в растворе:
m CuSO₄ = m_р-ра CuSO₄ ⋅ ω CuSO₄ = 160 ⋅ 0,2 = 32 г
n CuSO₄ = m CuSO₄ / M CuSO₄ = 32 / 160 = 0,2 моль 

4. Найдем число моль образовавшегося гидроксида натрия:
n NaOH = 2n H₂ = 2 ⋅ 0,3 = 0,6 моль 

5. Определим, кто из реагентов во второй реакции находится в недостатке:
поделим моли сульфата меди(II) и гидроксида натрия на свои коэффициенты

CuSO₄ : NaOH
(0,2 / 1) : (0,6 / 2)
(0,2 / 1) < (0,6 / 2)
CuSO₄ < NaOH

Приходим к выводу, что NaOH находится в избытке, а CuSO₄ в недостатке. Далее расчеты идут по недостатку, то есть по CuSO₄. 

6. Найдем массу гидроксида меди(II), выпавшего в осадок:
n Cu(OH)₂ = n CuSO₄ = 0,2 моль
m Cu(OH)₂ = n Cu(OH)₂ ⋅ M Cu(OH)₂ = 0,2 ⋅ 98 = 19,6 г

7. Найдем массу и число моль хлорида натрия в растворе:
m NaCl = m_р-ра NaCl ⋅ ω NaCl = 390 ⋅ 0,15 = 58,5 г
n NaCl = m NaCl / M NaCl = 58,5 / 58,5 = 1 моль 

8. Найдем массу оставшегося хлорида натрия:
n_{прореаг.} NaCl = n NaOH = 0,6 моль
n_ост. NaCl = n NaCl – n_{прореаг.} NaCl = 1 – 0,6 = 0,4 моль
m_ост. NaCl = n_ост. NaCl ⋅ M NaCl = 0,4 ⋅ 58,5 = 23,4 г 

9. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра CuSO₄ + m_р-ра NaCl – m H₂ и Cl₂ – m Cu(OH)₂ = 160 + 390 – 21,9 – 19,6 = 508,5 г

10. Найдем массовую долю оставшегося хлорида натрия в конечном растворе:
ω_ост. NaCl = m_ост. NaCl / m_{конечн. р-ра} = 23,4 / 508,5 = 0,046 → 4,6%

Ответ: ω_ост. NaCl = 4,6%

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