Задание №60821 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:

2. Найдем массу кислорода, выделившегося на аноде:
n O₂ = V O₂ / V_m = 4,48 / 22,4 = 0,2 моль
m O₂ = n O₂ ⋅ M O₂ = 0,2 ⋅ 32 = 6,4 г

3. Найдем массу меди, выделившейся на катоде:
n Cu = 2n O₂ = 2 ⋅ 0,2 = 0,4 моль
m Cu = n Cu ⋅ M Cu = 0,4 ⋅ 64 = 25,6 г 

4. Найдем число моль нитрата меди(II) в растворе:
m Cu(NO₃)₂ = m_р-ра Cu(NO₃)₂ ⋅ ω Cu(NO₃)₂ = 376 ⋅ 0,3 = 112,8 г
n Cu(NO₃)₂ = m Cu(NO₃)₂ / M Cu(NO₃)₂ = 112,8 / 188 = 0,6 моль

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

6. Найдем число моль оставшегося нитрата меди(II):
n_{прореаг.} Cu(NO₃)₂ = 2n O₂ = 2 ⋅ 0,2 = 0,4 моль
n_ост. Cu(NO₃)₂ = n Cu(NO₃)₂ – n_{прореаг.} Cu(NO₃)₂ = 0,6 – 0,4 = 0,2 моль

7. 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  

8. Найдем число моль гидроксида натрия в растворе:
m NaOH = m_р-ра NaOH ⋅ ω NaOH = 224 ⋅ 0,25 = 56 г
n NaOH = m NaOH / M NaOH = 56 / 40 = 1,4 моль

9. 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

10. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра Cu(NO₃)₂ + m_р-ра NaOH – m Cu – m O₂ – m Cu(OH)₂ = 376 + 224 – 25,6 – 6,4 – 19,6 = 548,4 г

10. Найдем массовую долю оставшегося гидроксида натрия в конечном растворе:
ω_ост. NaOH = m_ост. NaOH / m_{конечн. р-ра} = 8 / 548,4 = 0,0146 → 1,46%

Ответ: ω_ост. NaOH = 1,46%

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