Задание №60800 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 сульфата меди(II) в растворе:
m CuSO₄ = m_р-ра CuSO₄ ⋅ ω CuSO₄ = 640 ⋅ 0,15 = 96 г
n CuSO₄ = m CuSO₄ / M CuSO₄ = 96 / 160 = 0,6 моль

4. Найдем число моль образовавшейся серной кислоты:
n H₂SO₄ = n Cu = 0,4 моль 

5. Найдем число моль оставшегося сульфата меди(II):
n_{прореаг.} CuSO₄ = n Cu = 0,4 моль
n_ост. CuSO₄ = n CuSO₄ – n_{прореаг.} CuSO₄ = 0,6 – 0,4 = 0,2 моль

6. Найдем массу гидроксида меди(II), выпавшего в осадок:
n Cu(OH)₂ = n_ост. CuSO₄ = 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 = 400 ⋅ 0,2 = 80 г
n NaOH = m NaOH / M NaOH = 80 / 40 = 2 моль

8. Найдем массу оставшегося гидроксида натрия:
n_{прореаг.2} NaOH = 2n H₂SO₄ = 2 ⋅ 0,4 = 0,8 моль
n_{прореаг.3} NaOH = 2n_ост. CuSO₄ = 2 ⋅ 0,2 = 0,4 моль
n_ост. NaOH = n NaOH – n_{прореаг.2} NaOH – n_{прореаг.3} NaOH = 2 – 0,8 – 0,4 = 0,8 моль
m_ост. NaOH = n_ост. NaOH ⋅ M NaOH = 0,8 ⋅ 40 = 32 г 

9. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра CuSO₄ + m_р-ра NaOH – m Cu и O₂ – m Cu(OH)₂ = 640 + 400 – 32 – 19,6 = 988,4 г

10. Найдем массовую долю оставшегося гидроксида натрия в конечном растворе:
ω_ост. NaOH = m_ост. NaOH / m_{конечн. р-ра} = 32 / 988,4 = 0,0324 → 3,24% 

Ответ: ω_ост. NaOH = 3,24%

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