Банк заданий
Химия
Задание 61224

Задание №61224 ЕГЭ по Химии

Тема : Неорганическая задача

Раздел: Задачи

34 линия

Не выполнено

К 125 г водного раствора аммиака, в котором 56% от общей массы раствора составляет масса протонов в ядрах всех атомов, добавили 40,05 г хлорида алюминия. Через образовавшийся раствор пропустили сернистый газ, при этом прореагировало 2,24 л (н.у.) газа. Вычислите массовые доли солей в конечном растворе.

В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

1. По условию протекает реакция:
[1] AlCl₃ + 3NH₃ + 3H₂O → Al(OH)₃ + 3NH₄Cl

2. Найдем массу и число моль протонов в растворе:
m_{протонов} = m_смеси ⋅ ⍵_{протонов} = 125 ⋅ 0,56 = 70 г
n_{протонов} = m_{протонов} / M_{протонов} = 70 / 1 = 70 моль

3. Найдем число моль аммиака:
Пусть n NH₃ = x моль, тогда n_{протонов} в NH₃ = 10x моль;
Пусть n H₂O = y моль, тогда n_{протонов} в H₂O = 10y моль

n_{протонов} в NH₃ + n_{протонов} в H₂O = 70
10x + 10y = 70

m NH₃ + m H₂O = 125
17x + 18y = 125

Получаем систему уравнений:
10x + 10y = 70
17x + 18y = 125

x = 1; n NH₃ = 1 моль
y = 6

4. Найдем число моль хлорида алюминия:
n AlCl₃ = m AlCl₃ / M AlCl₃ = 40,05 / 133,5 = 0,3 моль

5. Определим, кто из реагентов в первой реакции находится в недостатке:
поделим моли хлорида алюминия и аммиака на свои коэффициенты
AlCl₃ : NH₃(0,3 / 1) : (1 / 3)
(0,3 / 1) < (1 / 3)
AlCl₃ < NH₃

Приходим к выводу, что NH₃ находится в избытке, а AlCl₃ в недостатке. Далее расчеты идут по недостатку, то есть по AlCl₃.

6. Найдем число моль и массу гидроксида алюминия, выпавшего в осадок:
n Al(OH)₃ = n AlCl₃ = 0,3 моль
m Al(OH)₃ = n Al(OH)₃ ⋅ M Al(OH)₃ = 0,3 ⋅ 78 = 23,4 г

7. Найдем число моль и массу хлорида аммония:
n NH₄Cl = 3n AlCl₃ = 3 ⋅ 0,3 = 0,9 моль
m NH₄Cl = n NH₄Cl ⋅ M NH₄Cl = 0,9 ⋅ 53,5 = 48,15 г

8. Найдем оставшееся число моль аммиака:
n_{прореаг.} NH₃ = 3n AlCl₃ = 3 ⋅ 0,3 = 0,9 моль
n_ост. NH₃ = n NH₃ – n_{прореаг.} NH₃ = 1 – 0,9 = 0,1 моль

9. Найдем число моль и массу прореагировавшего сернистого газа:
n SO₂ = V SO₂ / V_m = 2,24 / 22,4 = 0,1 моль
m SO₂ = n SO₂ ⋅ M SO₂ = 0,1 ⋅ 64 = 6,4 г

10. Так как n_{прореаг.} SO₂ = n_ост. NH₃ будет протекать следующая реакция:
[2] SO₂ + NH₃ + H₂O → NH₄HSO₃

11. Найдем число моль и массу гидросульфита аммония:
n NH₄HSO₃ = n SO₂ = 0,1 моль
m NH₄HSO₃ = n NH₄HSO₃ ⋅ M NH₄HSO₃ = 0,1 ⋅ 99 = 9,9 г

12. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра NH₃ + m AlCl₃ + m SO₂ – m Al(OH)₃ = 125 + 40,05 + 6,4 – 23,4 = 148,05 г

13. Найдем массовые доли хлорида аммония и гидросульфита аммония в конечном растворе:
⍵ NH₄Cl = m NH₄Cl / m_{конечн. р-ра} = 48,15 / 148,05 = 0,325 → 32,5%
⍵ NH₄HSO₃ = m NH₄HSO₃ / m_{конечн. р-ра} = 9,9 / 148,05 = 0,0669 → 6,69%

Ответ: ⍵ NH₄Cl = 32,5%; ⍵ NH₄HSO₃ = 6,69%

Задание было на ЕГЭ-2025

Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано NeoFamily)