Задание №60844 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:

2. Найдем число моль хлорида натрия в растворе:
m NaCl= m_р-ра NaCl⋅ω NaCl = 234 ⋅ 0,2 = 46,8 г
n NaCl = m NaCl / M NaCl = 46,8 / 58,5 = 0,8 моль

3. Найдем число моль водорода, выделившегося на катоде:
n H₂ = V H₂ / V_m = 13,44 / 22,4 = 0,6 моль

4. Найдем число моль водорода, выделившегося при полном электролизе хлорида натрия:
n₁ H₂ = n NaCl / 2 = 0,8 / 2 = 0,4 моль

5. Остальной водород выделился при электролизе воды:

6. Найдем массу водорода, выделившегося на катоде:
m H₂ = n H₂⋅ M H₂ = 0,6 ⋅ 2 = 1,2 г

7. Найдем массу кислорода, выделившегося на аноде:
n₂ H₂ = n H₂ – n₁ H₂ = 0,6 – 0,4 = 0,2 моль
n O₂ = n₂ H₂ / 2 = 0,2 / 2 = 0,1 моль
m O₂ = n O₂⋅ M O₂ = 0,1 ⋅ 32 = 3,2 г

8. Найдем массу хлора, выделившегося на аноде:
n Cl₂ = n NaCl / 2 = 0,8 / 2 = 0,4 моль
m Cl₂ = n Cl₂⋅ M Cl₂ = 0,4 ⋅ 71 = 28,4 г

9. Найдем число моль образовавшегося гидроксида натрия:
n NaOH = n NaCl = 0,8 моль

10. 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

11. Найдем массу оставшегося гидроксида натрия:
n_{прореаг.}NaOH = 2n CuSO₄ = 2 ⋅ 0,2 = 0,4моль
n_ост.NaOH = n NaOH – n_{прореаг.}NaOH = 0,8 – 0,4 = 0,4 моль
m_ост.NaOH = n_ост.NaOH⋅ M NaOH = 0,4 ⋅ 40 = 16 г

12. 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

13. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра NaCl + m_р-ра CuSO₄ – m O₂ – m H₂ – m Cl₂ – m Cu(OH)₂ = 234 + 160 – 3,2 – 1,2 – 28,4 – 19,6 = 341,6 г

14. Найдем массовую долю оставшегося гидроксида натрия в конечном растворе:
ω_ост.NaOH= m_ост.NaOH / m_{конечн. р-ра} = 16 / 341,6 = 0,047 → 4,7%

Ответ: ω_ост.NaOH = 4,7%

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