Задание №61279 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] NaHCO₃ + Ba(OH)₂ → BaCO₃ + NaOH + H₂O
[2] 2NaHCO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2CO₂ + 2H₂O 

2. Найдем число моль гидрокарбоната натрия в насыщенном растворе:
Пусть m NaHCO₃ = x г, тогда
12,6 / 112,6 = x / 450,4
x = 50,4; m NaHCO₃ = 50,4 г
n NaHCO₃ = m NaHCO₃ / M NaHCO₃ = 50,4 / 84 = 0,6 моль 

3. Найдем массовую долю гидрокарбоната натрия в исходном растворе:
ω NaHCO₃ = m NaHCO₃ / m_р-ра NaHCO₃ = 50,4 / 450,4 = 0,112

4. Найдем число моль карбоната бария, выпавшего в осадок в первой колбе:
n BaCO₃ = m BaCO₃ / M BaCO₃ = 39,4 / 197 = 0,2 моль

5. Найдем число моль гидрокарбоната натрия в первой реакции:
n₁ NaHCO₃ = n BaCO₃ = 0,2 моль

6. Найдем число моль гидрокарбоната натрия во второй реакции:
n₂ NaHCO₃ = n NaHCO₃ – n₁ NaHCO₃ = 0,6 – 0,2 = 0,4 моль

7. Найдем число моль серной кислоты в растворе:
m H₂SO₄ = m_р-ра H₂SO₄ ⋅ ω H₂SO₄ = 245 ⋅ 0,2 = 49 г
n H₂SO₄ = m H₂SO₄ / M H₂SO₄ = 49 / 98 = 0,5 моль

8. Найдем массу оставшейся серной кислоты:
n_{прореаг.} H₂SO₄ = n₂ NaHCO₃ / 2 = 0,4 / 2 = 0,2 моль
n_ост. H₂SO₄ = n H₂SO₄ – n_{прореаг.} H₂SO₄ = 0,5 – 0,2 = 0,3 моль
m_ост. H₂SO₄ = n_ост. H₂SO₄ ⋅ M H₂SO₄ = 0,3 ⋅ 98 = 29,4 г 

9. Найдем массу образовавшегося углекислого газа:
n CO₂ = n₂ NaHCO₃ = 0,4 моль
m CO₂ = n CO₂ ⋅ M CO₂ = 0,4 ⋅ 44 = 17,6 г 

10. Найдем массу раствора гидрокарбоната натрия, добавленного во вторую колбу:
m₂ NaHCO₃ = n₂ NaHCO₃ ⋅ M NaHCO₃ = 0,4 ⋅ 84 = 33,6 г
ω NaHCO₃ = ω₂ NaHCO₃ = 0,112
m_р-ра NaHCO₃ = m₂ NaHCO₃ / ω₂ NaHCO₃ = 33,6 / 0,112 = 300 г 

11. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра NaHCO₃ + m_р-ра H₂SO₄ – m CO₂ = 300 + 245 – 17,6 = 527,4 г

12. Найдем массовую долю оставшейся серной кислоты в конечном растворе:
ω_ост. H₂SO₄ = m_ост. H₂SO₄ / m_{конечн. р-ра} = 29,4 / 527,4 = 0,0557 → 5,57%

Ответ: ω_ост. H₂SO₄  = 5,57%

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