Задание №61270 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O
[2] Na₂CO₃ + CaCl₂ → CaCO₃ + 2NaCl   

2. Найдем число моль карбоната натрия в насыщенном растворе:
Пусть m Na₂CO₃ = x г, тогда
31,8 / 100 = x / 200
x = 63,6; m Na₂CO₃ = 63,6 г
n Na₂CO₃ = m Na₂CO₃ / M Na₂CO₃ = 63,6 / 106 = 0,6 моль

3. Найдем массовую долю карбоната натрия в исходном растворе:
m_р-ра Na₂CO₃ = m Na₂CO₃ + m H₂O = 63,6 + 200 = 263,6 г
ω Na₂CO₃ = m Na₂CO₃ / m_р-ра Na₂CO₃ = 63,6 / 263,6 = 0,2413

4. Найдем число моль углекислого газа, выделившегося в первой реакции:
n CO₂ = V CO₂ / V_m = 4,48 / 22,4 = 0,2 моль

5. Найдем число моль карбоната натрия в первой реакции:
n₁ Na₂CO₃ = n CO₂ = 0,2 моль

6. Найдем число моль карбоната натрия во второй реакции:
n₂ Na₂CO₃ = n Na₂CO₃ – n₁ Na₂CO₃ = 0,6 – 0,2 = 0,4 моль

7. Найдем число моль хлорида кальция в растворе:
m CaCl₂ = m_р-ра CaCl₂ ⋅ ω CaCl₂ = 222 ⋅ 0,25 = 55,5 г
n CaCl₂ = m CaCl₂ / M CaCl₂ = 55,5 / 111 = 0,5 моль

8. Найдем массу оставшегося хлорида кальция:
n_{прореаг.} CaCl₂ = n₂ Na₂CO₃ = 0,4 моль
n_ост. CaCl₂ = n CaCl₂ – n_{прореаг.} CaCl₂ = 0,5 – 0,4 = 0,1 моль
m_ост. CaCl₂ = n_ост. CaCl₂ ⋅ M CaCl₂ = 0,1 ⋅ 111 = 11,1 г

9. Найдем массу карбоната кальция, выпавшего в осадок:
n CaCO₃ = n₂ Na₂CO₃ = 0,4 моль
m CaCO₃ = n CaCO₃ ⋅ M CaCO₃ = 0,4 ⋅ 100 = 40 г 

10. Найдем массу раствора карбоната натрия, добавленного во вторую реакцию:
m₂ Na₂CO₃ = n₂ Na₂CO₃ ⋅ M Na₂CO₃ = 0,4 ⋅ 106 = 42,4 г
ω Na₂CO₃ = ω₂ Na₂CO₃ = 0,2413
m_р-ра Na₂CO₃ = m₂ Na₂CO₃ / ω₂ Na₂CO₃ = 42,4 / 0,2413 = 175,7 г

10. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра Na₂CO₃ + m_р-ра CaCl₂ – m CaCO₃ = 175,7 + 222 – 40 = 357,7 г

11. Найдем массовую долю оставшегося хлорида кальция в конечном растворе:
ω_ост. CaCl₂ = m_ост. CaCl₂ / m_{конечн. р-ра} = 11,1 / 357,7 = 0,031 → 3,1%

Ответ: ω_ост. CaCl₂  = 3,1%

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