Банк заданий
Химия
Задание 61252

Задание №61252 ЕГЭ по Химии

Тема : Неорганическая задача

Раздел: Задачи

34 линия

Не выполнено

Кристаллогидрат сульфата алюминия, в котором массовая доля атомов серы меньше массовой доли атомов кислорода в 5 раз, растворили в воде. При этом образовался раствор массой 722,4 г. Через образовавшийся раствор пропускали электрический ток до тех пор, пока на аноде не выделилось 35,84 л (н.у.) газа. К образовавшемуся в процессе электролиза раствору добавили 424 г 10%-ного раствора карбоната натрия. При этом массовая доля карбоната натрия в растворе уменьшилась в 10 раз. Вычислите массу растворенного кристаллогидрата сульфата алюминия.

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 протекают реакции:
Формула

2. Определим формулу кристаллогидрата:
Пусть Al₂(SO₄)₃ ⋅ xH₂O, тогда M Al₂(SO₄)₃ ⋅ xH₂O = M Al₂(SO₄)₃ + xM H₂O = 342 + 18x
ω S = 3M S / M Al₂(SO₄)₃ ⋅ xH₂O = 96 / 342 + 18x
ω O = 12M O / M Al₂(SO₄)₃ ⋅ xH₂O = 192 + 16x / 342 + 18x

ω S / ω O = 1 / 5
96 / 192 + 16x = 1 / 5
x = 18
Получаем формулу кристаллогидрата Al₂(SO₄)₃ ⋅ 18H₂O

3. Найдем массу кислорода, выделившегося на аноде:
n O₂ = V O₂ / V_m = 35,84 / 22,4 = 1,6 моль

4. Найдем массу воды, вступившей в электролиз:
n H₂O = 2n O₂ = 2 ⋅ 1,6 = 3,2 моль
m H₂O = n H₂O ⋅ M H₂O = 3,2 ⋅ 18 = 57,6 г

5. Найдем массу карбоната натрия в растворе:
m Na₂CO₃= m_р_-_ра Na₂CO₃⋅ ω Na₂CO₃= 424 ⋅ 0,1 = 42,4 г

6. Найдем массу сульфата алюминия, вступившего в реакцию:
Пусть n Al₂(SO₄)₃ = y моль, тогда n_{прореаг.} Na₂CO₃ = 3n Al₂(SO₄)₃ = 3y моль
m_{прореаг}_. Na₂CO₃ = n_{прореаг}_. Na₂CO₃ ⋅ M Na₂CO₃ = 318y г

n Al(OH)₃ = 2n Al₂(SO₄)₃ = 2y моль
m Al(OH)₃ = n Al(OH)₃ ⋅ M Al(OH)₃ = 156y г

n CO₂ = 3n Al₂(SO₄)₃ = 3y моль
m CO₂ = n CO₂ ⋅ M CO₂ = 132y

m_конечн_._р_-_ра = m_р_-_ра Al₂(SO₄)₃ + m_р_-_ра Na₂CO₃ – m H₂O – m CO₂ – m Al(OH)₃ = 722,4 + 424 – 57,6 – 132y – 156y = (1088,8 – 288y) г

ω_ост_. Na₂CO₃ = ω Na₂CO₃ / 10 = 0,1 / 10 = 0,01

ω_ост_. Na₂CO₃ = (m Na₂CO₃ – m_{прореаг}_. Na₂CO₃) / m_конечн_._р_-_ра0,01 = (42,4 – 318y) / (1088,8 – 288y)

y = 0,1; n Al₂(SO₄)₃ = 0,1 моль

7. Найдем массу кристаллогидрата:
n Al₂(SO₄)₃ ⋅ 18H₂O = n Al₂(SO₄)₃ = 0,1 моль
m Al₂(SO₄)₃ ⋅ 18H₂O = n Al₂(SO₄)₃ ⋅ 18H₂O ⋅ M Al₂(SO₄)₃ ⋅ 18H₂O = 0,1 ⋅ 666 = 66,6 г

Ответ: m Al₂(SO₄)₃ ⋅ 18H₂O = 66,6 г

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