Задание №61227 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] Li₃P + 3HCl → 3LiCl + PH₃
[2] Li₃N + 4HCl → 3LiCl + NH₄Cl

2. Найдем число моль и массу фосфина:
n PH₃ = V PH₃ / V_m = 5,6 / 22,4 = 0,25 моль
m PH₃ = n PH₃ ⋅ M PH₃ = 0,25 ⋅ 34 = 8,5 г

3. Найдем число моль и массу фосфида лития:
n Li₃P = n PH₃ = 0,25 моль
m Li₃P = n Li₃P ⋅ M Li₃P = 0,25 ⋅ 52 = 13 г

4. Найдем число моль нитрида лития в смеси:
Пусть n Li₃N = x моль, тогда n_{протонов} в Li₃N = 16x моль
n_{протонов} в Li₃P = N_{протонов} в Li₃P ⋅ n Li₃P = 24 ⋅ 0,25 = 6 моль
m_смеси = m Li₃N + m Li₃P = 35x + 13
m_{протонов} = (n_{протонов} в Li₃N + n_{протонов} в Li₃P) ⋅ M_{протонов} = 16x + 6

⍵_{протонов} = m_{протонов} / m_смеси
0,46 = (16x + 6) / (35x + 13)

x = 0,2; n Li₃N = 0,2 моль

5. Найдем массу нитрида лития:
m Li₃N = n Li₃N = 0,2 ⋅ 35 = 7 г

6. Найдем массу смеси нитрида и фосфида лития:
m_смеси = m Li₃N + m Li₃P = 13 + 7 = 20 г

7. Найдем массу соляной кислоты в растворе:
m HCl = m_р-ра HCl ⋅ ⍵ HCl = 200 ⋅ 0,365 = 73 г

8. Найдем число моль и массу соляной кислоты, прореагировавшей в первой и во второй реакциях:
n₁ HCl = 3n Li₃P = 3 ⋅ 0,25 = 0,75 моль
n₂ HCl = 4n Li₃N = 4 ⋅ 0,2 = 0,8 моль
m_{прореаг.} HCl = (n₁ HCl + n₂ HCl) ⋅ M HCl = 1,55 ⋅ 36,5 = 56,575 г

9. Найдем оставшуюся массу соляной кислоты:
m_ост. HCl = m HCl – m_{прореаг.} HCl = 73 – 56,575 = 16,425 г

10. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_смеси + m_р-ра HCl – m PH₃ = 20 + 200 – 8,5 = 211,5 г

11. Найдем массовую долю соляной кислоты в конечном растворе:
⍵_{в конечн. р-ре} HCl = m_ост. HCl / m_{конечн. р-ра} = 16,425 / 211,5 = 0,07766 → 7,766%

Ответ: ⍵_{в конечн. р-ре} HCl = 7,766%

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