Задание №61272 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекает реакция:
[1] Al₂(SO₄)₃ + 6NH₃∙H₂O → 2Al(OH)₃ + 3(NH₄)₂SO₄

2. Найдем число моль сульфата алюминия в насыщенном растворе:
Пусть m Al₂(SO₄)₃ = x г, тогда
34,2 / 100 = x / 300
x = 102,6; m Al₂(SO₄)₃ = 102,6 г
n Al₂(SO₄)₃ = m Al₂(SO₄)₃ / M Al₂(SO₄)₃ = 102,6 / 342 = 0,3 моль

3. Найдем массовую долю сульфата алюминия в исходном растворе:
m_р-ра Al₂(SO₄)₃ = m Al₂(SO₄)₃ + m H₂O = 102,6 + 300 = 402,6 г
ω Al₂(SO₄)₃ = m Al₂(SO₄)₃ / m_р-ра Al₂(SO₄)₃ = 102,6 / 402,6 = 0,2548

4. Найдем число моль гидроксида алюминия, выпавшего в осадок в первой колбе:
n Al(OH)₃ = m Al(OH)₃ / M Al(OH)₃ = 15,6 / 78 = 0,2 моль

5. Найдем число моль сульфата алюминия в первой реакции:
n₁ Al₂(SO₄)₃ = n Al(OH)₃ / 2 = 0,2 / 2 = 0,1 моль

6. Найдем число моль сульфата алюминия во второй реакции:
n₂ Al₂(SO₄)₃ = n Al₂(SO₄)₃ – n₁ Al₂(SO₄)₃ = 0,3 – 0,1 = 0,2 моль

7. Найдем число моль гидроксида натрия в растворе:
m NaOH = m_р-ра NaOH ⋅ ω NaOH = 320 ⋅ 0,25 = 80 г
n NaOH = m NaOH / M NaOH = 80 / 40 = 2 моль

8. Так как n NaOH относится к n₂ Al₂(SO₄)₃ как 1 : 10, гидроксида натрия находится в избытке:
[2] Al₂(SO₄)₃ + 8NaOH → 2Na[Al(OH)₄] + 3Na₂SO₄ 

9. Найдем массу образовавшегося сульфата натрия:
n Na₂SO₄ = 3n₂ Al₂(SO₄)₃ = 3 ⋅ 0,2 = 0,6 моль
m Na₂SO₄ = n Na₂SO₄ ⋅ M Na₂SO₄ = 0,6 ⋅ 142 = 85,2 г 

10. Найдем массу раствора сульфата алюминия, добавленного во вторую колбу:
m₂ Al₂(SO₄)₃ = n₂ Al₂(SO₄)₃ ⋅ M Al₂(SO₄)₃ = 0,2 ⋅ 342 = 68,4 г
ω Al₂(SO₄)₃ = ω₂ Al₂(SO₄)₃ = 0,2548
m_р-ра Al₂(SO₄)₃ = m₂ Al₂(SO₄)₃ / ω₂ Al₂(SO₄)₃ = 68,4 / 0,2548 = 268,45 г

11. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра Al₂(SO₄)₃ + m_р-ра NaOH = 268,45 + 320 = 588,45 г

12. Найдем массовую долю сульфата натрия в конечном растворе:
ω Na₂SO₄ = m Na₂SO₄ / m_{конечн. р-ра} = 85,2 / 588,45 = 0,1448 → 14,48%

Ответ: ω Na₂SO₄  = 14,48%

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