Задание №61145 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:

[1] ZnO + Na₂O → Na₂ZnO₂

[2] Na₂O + H₂O → 2NaOH

 

2. Найдем массу и число моль водорода в растворе:

m H = m_р-ра ⋅ ⍵ H = 210,3 ⋅ 0,097 = 20,4 г

n H = m H / M H = 20,4 / 1 = 20,4 моль

 

3. Найдем исходные число моль и массу воды:

n H₂O = n H / 2 = 20,4 / 2 = 10,2 моль

m H₂O = n H₂O ⋅ M H₂O = 10,2 ⋅ 18 = 183,6 г

 

4. Найдем число моль оксида цинка и оксида натрия:

Пусть n Na₂O = x моль, тогда n Na (в Na₂O) = 2x моль, n O (в Na₂O) = x моль;

Пусть n ZnO = y моль, тогда n O (в ZnO) = y моль

 

n Na = n Na (в Na₂O) = 2x

n O = n O (в Na₂O) + n O (в ZnO) = y + x 

 

n Na / n O = 3 / 2

2x / (y + x) = 3 / 2 

 

m Na₂O = 62x г

m ZnO = 81y г

 

m H₂O + m Na₂O + m ZnO = m_{получ. р-ра}

183,6 + 62x + 81y = 210,3

 

Получаем систему уравнений:

2x / (y + x) = 3 / 2

183,6 + 62x + 81y = 210,3

 

x = 0,3; n Na₂O = 0,3 моль

y = 0,1; n ZnO = 0,1 моль

 

5. Определим, кто из реагентов в первой реакции находится в недостатке:

поделим моли оксида цинка и оксида натрия на свои коэффициенты

ZnO : Na₂O

(0,1 / 1) : (0,3 / 1) 

(0,1 / 1) < (0,3 / 1)

ZnO < Na₂O

 

Приходим к выводу, что Na₂O находится в избытке, а ZnO находится в недостатке. Далее расчеты идут по недостатку, то есть по ZnO.

 

6. Найдем число моль цинката натрия:

n Na₂ZnO₂ = n ZnO = 0,1 моль

 

7. Найдем число моль оксида натрия во второй реакции:

n_{прореаг. в 1 реакции} Na₂O = n ZnO = 0,1 моль

n_{во 2 реакции} Na₂O = n Na₂O – n_{прореаг. в 1 реакции} Na₂O = 0,3 – 0,1 = 0,2 моль

 

8. Найдем число моль и массу гидроксида натрия, образующегося во второй реакции:

n NaOH = 2n_{во 2 реакции} Na₂O = 2 ⋅ 0,2 = 0,4 моль

m NaOH = n NaOH ⋅ M NaOH = 0,4 ⋅ 40 = 16 г

 

9. Найдем массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе:

⍵ NaOH = m NaOH / m_{получ. р-ра} = 16 / 210,3 = 0,076 → 7,6%  

 

10. Образующийся цинкат натрия реагирует с водой, образуя тетрагидроксоцинкат натрия:

[3] Na₂ZnO₂ + 2H₂O → Na₂[Zn(OH)₄]

 

11. Найдем число моль и массу тетрагидроксоцинката натрия:

n Na₂[Zn(OH)₄] = n Na₂ZnO₂ = 0,1 моль

m Na₂[Zn(OH)₄] = n Na₂[Zn(OH)₄] ⋅ M Na₂[Zn(OH)₄] = 0,1 ⋅ 179 = 17,9 г

 

12. Найдем массовую долю тетрагидроксоцинката натрия в полученном растворе:

⍵ Na₂[Zn(OH)₄] = m Na₂[Zn(OH)₄] / m_{получ. р-ра} = 17,9 / 210,3 = 0,085 → 8,5%

 

Ответ: ⍵ NaOH = 7,6%;  ⍵ Na₂[Zn(OH)₄] = 8,5%

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