Задание №60828 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:

2. Найдем массу хлора, выделившегося на аноде:
n Cl₂ = V Cl₂ / V_m = 2,24 / 22,4 = 0,1 моль
m Cl₂ = n Cl₂ ⋅ M Cl₂ = 0,1 ⋅ 71 = 7,1 г 

3. Найдем массу водорода, выделившегося на катоде:
n H₂ = n Cl₂ = 0,1 моль
m H₂ = n H₂ ⋅ M H₂ = 0,1 ⋅ 2 = 0,2 г 

4. Найдем число моль хлорида лития в растворе:
m LiCl = m_р-ра LiCl ⋅ ω LiCl = 170 ⋅ 0,15 = 25,5 г
n LiCl = m LiCl / M LiCl = 25,5 / 42,5 = 0,6 моль 

5. Найдем число моль образовавшегося гидроксида лития:
n LiOH = 2n Cl₂ = 2 ⋅ 0,1 = 0,2 моль  

6. Найдем число моль оставшегося хлорида лития:
n_{прореаг.} LiCl = 2n Cl₂ = 2 ⋅ 0,1 = 0,2 моль
n_ост. LiCl = n LiCl – n_{прореаг.} LiCl = 0,6 – 0,2 = 0,4 моль

7. Найдем число моль фосфата натрия в растворе:
m Na₃PO₄ = m_р-ра Na₃PO₄ ⋅ ω Na₃PO₄ = 410 ⋅ 0,16 = 65,6 г
n Na₃PO₄ = m Na₃PO₄ / M Na₃PO₄ = 65,6 / 164 = 0,4 моль 

8. Найдем массу оставшегося фосфата натрия:
n_{прореаг.2} Na₃PO₄ = n LiOH / 3 = 0,2 / 3 = 0,067 моль
n_{прореаг.3} Na₃PO₄ = n_ост. LiCl / 3 = 0,4 / 3 = 0,13 моль
n_ост. Na₃PO₄ = n Na₃PO₄ – n_{прореаг.2} Na₃PO₄ – n_{прореаг.3} Na₃PO₄ = 0,4 – 0,067 – 0,13 = 0,203 моль
m_ост. Na₃PO₄ = n_ост. Na₃PO₄ ⋅ M Na₃PO₄ = 0,203 ⋅ 164 = 33,292 г 

9. Найдем массу фосфата лития, выпавшего в осадок во второй и в третьей реакциях:
n₂ Li₃PO₄ = n LiOH / 3 = 0,2 / 3 = 0,067 моль
n₃ Li₃PO₄ = n_ост. LiCl / 3 = 0,4 / 3 = 0,13 моль
n Li₃PO₄ = n₂ Li₃PO₄ + n₃ Li₃PO₄ = 0,067 + 0,13 = 0,197 моль
m Li₃PO₄ = n Li₃PO₄ ⋅ M Li₃PO₄ = 0,197 ⋅ 116 = 22,852 г   

10. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра LiCl + m_р-ра Na₃PO₄ – m H₂ – m Cl₂ – m Li₃PO₄ = 170 + 410 – 0,2 – 7,1 – 22,852 = 549,848 г

11. Найдем массовую долю оставшегося фосфата натрия в конечном растворе:
ω_ост. Na₃PO₄ = m_ост. Na₃PO₄ / m_{конечн. р-ра} = 33,292 / 549,848 = 0,061 → 6,1%

Ответ: ω_ост. Na₃PO₄ = 6,1%

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