Задание №61233 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекает реакция:
[1] 2KI + Br₂ → I₂ + 2KBr 

2. Найдем число моль атомов в растворе йодида калия:
n_атомов = N_атомов / N_A = 4,816 ∙ 10²⁵ / 6,02 ∙ 10²³ = 80 моль

3. Найдем число моль йодида калия в растворе:
Пусть n KI = x моль, тогда n_атомов в KI = 2x моль;
Пусть n H₂O = y моль, тогда n_атомов в H₂O = 3y моль 

n_атомов в KI + n_атомов в H₂O = 80
2x + 3y = 80

m KI + m H₂O = 634
166x + 18y = 634

Получаем систему уравнений:
2x + 3y = 80
166x + 18y = 634

x = 1; n KI = 1 моль
y = 26

4. Найдем число моль брома:
n Br₂ = m Br₂ / M Br₂ = 48 / 160 = 0,3 моль

5. Определим, кто из реагентов в первой реакции находится в недостатке:
поделим моли йодида калия и брома на свои коэффициенты
KI : Br₂
(1 / 2) : (0,3 / 1)
(1 / 2) > (0,3 / 1)
KI > Br₂

Приходим к выводу, что KI находится в избытке, а Br₂ в недостатке. Далее расчеты идут по недостатку, то есть по Br₂.

6. Найдем оставшееся число моль йодида калия:
n_{прореаг.} KI = 2n Br₂ = 2 ∙ 0,3 = 0,6 моль
n_ост. KI = n KI – n_{прореаг.} KI = 1 – 0,6 = 0,4 моль  

7. Запишем уравнение реакции йодида калия с бромидом меди(II):
[2] 2CuBr₂ + 4KI → 2CuI + I₂ + 4KBr

8. Так как по условию необходимо найти массовую долю бромида меди(II) в конечном растворе, можно сделать вывод, что он находится в избытке.

9. Найдем массу бромида меди(II) в растворе:
m CuBr₂ = m_р-ра CuBr₂ ∙ ⍵ CuBr₂ = 448 ∙ 0,25 = 112 г

10. Найдем число моль и массу прореагировавшего бромида меди(II):
n_{прореаг.} CuBr₂ = n_ост. KI / 2 = 0,4 / 2 = 0,2 моль
m_{прореаг.} CuBr₂ = n_{прореаг.} CuBr₂ ∙ M CuBr₂ = 0,2 ∙ 224 = 44,8 г

11. Найдем оставшуюся массу бромида меди(II):
m_ост. CuBr₂ = m CuBr₂ – m_{прореаг.} CuBr₂ = 112 – 44,8 = 67,2 г

12. Найдем число моль и массу йода, выпавшего в осадок в первой и во второй реакциях:
n₁ I₂ = n Br₂ = 0,3 моль
n₂ I₂ = n_ост. KI / 4 = 0,4 / 4 = 0,1 моль
m I₂ = (n₁ I₂ + n₂ I₂) ∙ M I₂ = 0,4 ∙ 254 = 101,6 г

13. Найдем число моль и массу йодида меди(I), выпавшего в осадок:
n CuI = n KI / 2 = 0,4 / 2 = 0,2 моль
m CuI = n Cu ∙ M CuI = 0,2 ∙ 191 = 38,2 г

14. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра KI + m Br₂ + m CuBr₂ – m I₂ – m CuI = 634 + 48 + 448 – 101,6 – 38,2 = 990,2 г

15. Найдем массовую долю бромида меди(II) в конечном растворе:
⍵_{в конечн. р-ре} CuBr₂ = m_ост. CuBr₂ / m_{конечн. р-ра} = 67,2 / 990,2 = 0,0679 → 6,79%

Ответ: ⍵_{в конечн. р-ре} CuBr₂ = 6,79%

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