Задание №61147 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:

[1] 2Mg(NO₃)₂ → 2MgO + 4NO₂ + O₂

[2] 2AgNO₃ → 2Ag + 2NO₂ + O₂

[3] 4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃

 

2. Непоглотившемся газом является кислород, так как в отличие от оксида азота(IV) он не растворяется в воде. Найдем число моль непоглотившегося кислорода:

n_ост. O₂ = V O₂ / V_m = 13,44 / 22,4 = 0,6 моль

 

3. Найдем число моль нитрата магния и нитрата серебра(I) в смеси:

Пусть n Mg(NO₃)₂ = x моль, тогда n_{протонов} в Mg(NO₃)₂ = 74x моль, n₁ NO₂ = 2x моль, n₁ O₂ = 0,5x моль;

Пусть n AgNO₃ = y моль, тогда n_{протонов} в AgNO₃ = 78y моль, n₂ NO₂ = y моль, n₂ O₂ = 0,5y моль

 

m_{протонов в смеси} = (n_{протонов} в Mg(NO₃)₂ + n_{протонов} в AgNO₃) ⋅ M_{протонов} = 74x + 78y

 

m_смеси = m Mg(NO₃)₂ + m AgNO₃ = 148x + 170y

 

⍵_{протонов} = m_{протонов в смеси} / m_смеси

0,4832 = (74x + 78y) / (148x + 170y)

 

n NO₂ = n₁ NO₂ + n₂ NO₂ = 2x + y

n O₂ = 0,5x + 0,5y 

n_{прореаг. в 2 реакции} O₂ = n NO₂ / 4 = (2x + y) ⋅ 0,25

 

n O₂ = n_{прореаг. в 2 реакции} O₂ + n_ост. O₂

0,5x + 0,5y = (2x + y) ⋅ 0,25 + 0,6

 

Получаем систему уравнений:

0,4832 = (74x + 78y) / (148x + 170y)

0,5x + 0,5y = (2x + y) ⋅ 0,25 + 0,6

 

x = 4; n Mg(NO₃)₂ = 4 моль

y = 2,4; n AgNO₃ = 2,4 моль

 

4. Найдем число моль и массу оксида азота(IV), прореагировавшего во второй реакции:

n NO₂ = 2x + y = 2 ⋅ 4 + 2,4 = 10,4 моль

m NO₂ = n NO₂ ⋅ M NO₂ = 10,4 ⋅ 46 = 478,4 г  

 

5. Найдем число моль и массу кислорода, прореагировавшего во второй реакции:

n O₂ = (2x + y) ⋅ 0,25 = (2 ⋅ 4 + 2,4) ⋅ 0,25 = 2,6 моль

m O₂ = n O₂ ⋅ M O₂ = 2,6 ⋅ 32 = 83,2 г

 

6. Найдем число моль и массу азотной кислоты:

n HNO₃ = n NO₂ = 10,4 моль

m HNO₃ = n HNO₃ ⋅ M HNO₃ = 10,4 ⋅ 63 = 655,2 г

 

7. Найдем массу полученного раствора во второй реакции:

m_{получ. р-ра} = m NO₂ + m O₂ + m H₂O = 478,4 + 83,2 + 800 = 1361,6 г

 

8. Найдем массовую долю азотной кислоты в полученном растворе:

⍵ HNO₃ = m HNO₃ / m_{получ. р-ра} = 655,2 / 1361,6 = 0,481 → 48,1%

 

Ответ: ⍵ HNO₃ = 48,1%

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