Задание №61243 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] MgCl₂ + 2AgNO₃ → 2AgCl + Mg(NO₃)₂
[2] Al(NO₃)₃ + 4NaOH → Na[Al(OH)₄] + 3NaNO₃
[3] MgCl₂ + 2NaOH → Mg(OH)₂ + 2NaCl

2. Найдем число моль хлорида серебра(I), выпавшего в осадок:
n AgCl = m AgCl / M AgCl = 114,8 / 143,5 = 0,8 моль 

3. Найдем массу хлорида магния в 1 колбе:
n MgCl₂ = n AgCl / 2 = 0,8 / 2 = 0,4 моль
m MgCl₂ = n MgCl₂ · M MgCl₂ = 0,4 · 95 = 38 г

4. Так как отношение количеств растворенных веществ к общей массе раствора одинаково для каждой колбы. Найдем массовую долю хлорида магния в третьей колбе:
ω_{в 1 колбе} MgCl₂ = ω_{во 2 колбе} MgCl₂ = ω_{в 3 колбе} MgCl₂
ω_{в 1 колбе} Al(NO₃)₃ = ω_{во 2 колбе} Al(NO₃)₃ = ω_{в 3 колбе} Al(NO₃)₃

ω_{в 1 колбе} MgCl₂ = ω_{во 2 колбе} MgCl₂ = ω_{в 3 колбе} MgCl₂ = m_{во 2 колбе} MgCl₂ / m_{исх р-ра во 2 колбе} = 38 / 750 = 0,051 → 5,1%

5. Найдем число моль хлорида магния во 2 колбе:
m_{во 2 колбе} MgCl₂ = ω_{в 1 колбе} MgCl₂ · m_{исх. р-ра во 2 колбе} = 0,051 · 300 = 15,3 г
n₂ MgCl₂ = m_{во 2 колбе} MgCl₂ / M MgCl₂ = 15,3 / 95 = 0,16 моль

6. Найдем массу гидроксида натрия в растворе:
m NaOH = m_р-ра NaOH ⋅ ω NaOH = 868,54 ⋅ 0,2 = 173,71 г

7. Найдем массу гидроксида натрия, вступившего в третью реакцию:
n₃ NaOH = 2n₂ MgCl₂ = 2 ⋅ 0,16 = 0,32 моль
m₃ NaOH = n₃ NaOH ⋅ M NaOH = 0,32 ⋅ 40 = 12,8 г

8. Найдем массу гидроксида магния, выпавшего в осадок:
n Mg(OH)₂ = n₂ MgCl₂ = 0,16 моль
m Mg(OH)₂ = n Mg(OH)₂ ⋅ M Mg(OH)₂ = 0,16 ⋅ 58 = 9,28 г

9. Найдем массу нитрата алюминия во второй колбе:
Пусть n Al(NO₃)₃ = x моль, тогда n₂ NaOH = 4n Al(NO₃)₃ = 4x моль
m₂ NaOH= n₂ NaOH · M NaOH = 160x г

m_{конечн. р-ра} = m_{исх. р-ра во 2 колбе} + m_р-ра NaOH – m Mg(OH)₂ = 300 + 868,54 – 9,28 = 1159,26 г

ω_ост. NaOH = ω NaOH / 1,6 = 0,2 / 1,6 = 0,125
ω_ост. NaOH = (m NaOH – m₂ NaOH – m₃ NaOH) / m_{конечн. р-ра}
0,125 = (173,71 – 160x – 12,8) / 1159,26 

x = 0,1; n Al(NO₃)₃ = 0,1 моль
m Al(NO₃)₃ = n Al(NO₃)₃ ⋅ M Al(NO₃)₃ = 0,1 ⋅ 213 = 21,3 г

10. Найдем массовую долю нитрата алюминия в третьей колбе:
ω_{в 2 колбе} Al(NO₃)₃ = ω_{в 3 колбе} Al(NO₃)₃ = m Al(NO₃)₃ / m_{исх. р-ра во 2 колбе} = 21,3 / 300 = 0,071 → 7,1%

Ответ: ω_{в 3 колбе} MgCl₂ = 5,1%; ω_{в 3 колбе} Al(NO₃)₃ = 7,1%

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