Задание №61264 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] S + 2H₂SO₄ → 3SO₂ + 2H₂O
[2] SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O 

2. Найдем число моль серы:
n S = m S / M S = 9,6 / 32 = 0,3 моль

3. Найдем массу образовавшегося сернистого газа:
n SO₂ = 3n S = 3 ⋅ 0,3 = 0,9 моль
m SO₂ = n SO₂ ⋅ M SO₂ = 0,9 ⋅ 64 = 57,6 г 

4. Найдем число моль гидроксида натрия в растворе:
m NaOH = m_р-ра NaOH ⋅ ω NaOH = 200 ⋅ 0,4 = 80 г
n NaOH = m NaOH / M NaOH = 80 / 40 = 2 моль 

5. Найдем массу оставшегося гидроксида натрия:
n_{прореаг.} NaOH = 2n SO₂ = 2 ⋅ 0,9 = 1,8 моль
n_ост. NaOH = n NaOH – n_{прореаг.} NaOH = 2 – 1,8 = 0,2 моль
m_ост. NaOH = n_ост. NaOH ⋅ M NaOH = 0,2 ⋅ 40 = 8 г

6. Найдем массу образовавшегося сульфида натрия:
n Na₂SO₃ = n SO₂ = 0,9 моль
m Na₂SO₃ = n Na₂SO₃ ⋅ M Na₂SO₃ = 0,9 ⋅ 126 = 113,4 г

7. Найдем массу воды в образовавшемся растворе:
ω H₂O = 100 – ω NaOH = 100 – 40 = 60%
m₁ H₂O = m_р-ра NaOH ⋅ ω H₂O = 200 ⋅ 0,6 = 120 г 

n₂ H₂O = n SO₂ = 0,9 моль
m₂ H₂O = n₂ H₂O ⋅ M H₂O = 0,9 ⋅ 18 = 16,2 г 

m H₂O = m₁ H₂O + m₂ H₂O = 120 + 16,2 = 136,2 г 

8. Найдем массу сульфита натрия, который растворится в 136,2 г воды. Для этого составим пропорцию:
Пусть m_{раствор.} Na₂SO₃ = x г, тогда
30,7 / 100 = x / 136,2
x = 41,8; m_{раствор.} Na₂SO₃ = 41,8 г

Приходим к выводу, что часть сульфита натрия выпадает в осадок:
m_осадка Na₂SO₃ = m Na₂SO₃ – m_{раствор.} Na₂SO₃ = 113,4 – 41,8 = 71,6 г

9. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра NaOH + m SO₂ – m_осадка Na₂SO₃ = 200 + 57,6 – 71,6 = 186 г

10. Найдем массовую долю оставшегося гидроксида натрия в конечном растворе:
ω_ост. NaOH = m_ост. NaOH / m_{конечн. р-ра} = 8 / 186 = 0,043 → 4,3%

Ответ: ω_ост. NaOH = 4,3%

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