Задание №60796 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:

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

Пусть n O₂ = x моль, тогда n Cu = 2x моль

m O₂ + m Cu = 32
32x + 128x = 32 

x = 0,2; n O₂ = 0,2 моль
n Cu = 0,4 моль

3. Найдем число моль нитрата меди(II) в растворе:
m Cu(NO₃)₂ = m_р-ра Cu(NO₃)₂ ⋅ ω Cu(NO₃)₂ = 282 ⋅ 0,4 = 112,8 г
n Cu(NO₃)₂ = m Cu(NO₃)₂ / M Cu(NO₃)₂ = 112,8 / 188 = 0,6 моль

4. Найдем число моль образовавшейся азотной кислоты:
n HNO₃ = 4n O₂ = 4 ⋅ 0,2 = 0,8 моль 

5. Найдем число моль оставшегося нитрата меди(II):
n_{прореаг.} Cu(NO₃)₂ = n Cu = 0,4 моль
n_ост. Cu(NO₃)₂ = n Cu(NO₃)₂ – n_{прореаг.} Cu(NO₃)₂ = 0,6 – 0,4 = 0,2 моль

6. Найдем массу гидроксида меди(II), выпавшего в осадок:
n Cu(OH)₂ = n_ост. Cu(NO₃)₂ = 0,2 моль
m Cu(OH)₂ = n Cu(OH)₂ ⋅ M Cu(OH)₂ = 0,2 ⋅ 98 = 19,6 г 

7. Найдем число моль гидроксида натрия в растворе:

m NaOH = m_р-ра NaOH ⋅ ω NaOH = 140 ⋅ 0,4 = 56 г
n NaOH = m NaOH / M NaOH = 56 / 40 = 1,4 моль

8. Найдем массу оставшегося гидроксида натрия:
n_{прореаг.2} NaOH = n HNO₃ = 0,8 моль
n_{прореаг.3} NaOH = 2n_ост. Cu(NO₃)₂ = 2 ⋅ 0,2 = 0,4 моль
n_ост. NaOH = n NaOH – n_{прореаг.2} NaOH – n_{прореаг.3} NaOH = 1,4 – 0,8 – 0,4 = 0,2 моль
m_ост. NaOH = n_ост. NaOH ⋅ M NaOH = 0,2 ⋅ 40 = 8 г 

9. Найдем массу конечного раствора:

m_{конечн. р-ра} = m_р-ра Cu(NO₃)₂ + m_р-ра NaOH – m Cu и O₂ – m Cu(OH)₂ = 282 + 140 – 32 – 19,6 = 370,4 г 

10. Найдем массовую долю оставшегося гидроксида натрия в конечном растворе:
ω_ост. NaOH = m_ост. NaOH / m_{конечн. р-ра} = 8 / 370,4 = 0,0216 → 2,16%

Ответ: ω_ост. NaOH = 2,16%

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