Задание №61275 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] Na₂CO₃ + Ca(NO₃)₂ → CaCO₃ + 2NaNO₃
[2] Na₂CO₃ + 2HNO₃ → 2NaNO₃ + CO₂ + H₂O

2. Найдем число моль карбоната натрия в насыщенном растворе:
Пусть m Na₂CO₃ = x г, тогда
31,8 / 131,8 = x / 395,4
x = 95,4; m Na₂CO₃ = 95,4 г
n Na₂CO₃ = m Na₂CO₃ / M Na₂CO₃ = 95,4 / 106 = 0,9 моль

3. Найдем массовую долю карбоната натрия в исходном растворе:
ω Na₂CO₃ = m Na₂CO₃ / m_р-ра Na₂CO₃ = 95,4 / 395,4 = 0,2413

4. Найдем число моль карбоната кальция, выпавшего в осадок в первой колбе:
n CaCO₃ = m CaCO₃ / M CaCO₃ = 50 / 100 = 0,5 моль

5. Найдем число моль карбоната натрия в первой реакции:
n₁ Na₂CO₃ = n CaCO₃ = 0,5 моль

6. Найдем число моль карбоната натрия во второй реакции:
n₂ Na₂CO₃ = n Na₂CO₃ – n₁ Na₂CO₃ = 0,9 – 0,5 = 0,4 моль 

7. Найдем число моль азотной кислоты в растворе:
m HNO₃ = m_р-ра HNO₃ ⋅ ω HNO₃ = 252 ⋅ 0,3 = 75,6 г
n HNO₃ = m HNO₃ / M HNO₃ = 75,6 / 63 = 1,2 моль

8. Найдем массу оставшейся азотной кислоты:
n_{прореаг.} HNO₃ = 2n₂ Na₂CO₃ = 2 ⋅ 0,4 = 0,8 моль
n_ост. HNO₃ = n HNO₃ – n_{прореаг.} HNO₃ = 1,2 – 0,8 = 0,4 моль
m_ост. HNO₃ = n_ост. HNO₃ ⋅ M HNO₃ = 0,4 ⋅ 63 = 25,2 г 

9. Найдем массу образовавшегося углекислого газа:
n CO₂ = n₂ Na₂CO₃ = 0,4 моль
m CO₂ = n CO₂ ⋅ M CO₂ = 0,4 ⋅ 44 = 17,6 г 

10. Найдем массу раствора карбоната натрия, добавленного во вторую колбу:
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

11. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра Na₂CO₃ + m_р-ра HNO₃ – m CO₂ = 175,7 + 252 – 17,6 = 410,1 г

12. Найдем массовую долю оставшейся азотной кислоты в конечном растворе:
ω_ост. HNO₃ = m_ост. HNO₃ / m_{конечн. р-ра} = 25,2 / 410,1 = 0,0614 → 6,14%

Ответ: ω_ост. HNO₃  = 6,14%

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