Банк заданий
Химия
Задание 61286

Задание №61286 ЕГЭ по Химии

Тема : Неорганическая задача

Раздел: Задачи

34 линия

Не выполнено

Растворимость безводного сульфита аммония при некоторой температуре составляет 58 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили насыщенный раствор, добавив необходимое количество сульфита аммония к 120 мл воды. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток концентрированной азотной кислоты. Реакция протекала с выделением только бурого газа. К раствору во второй колбе добавили 120 г соляной кислоты, также взятой в избытке. При этом объём газа, выделившегося из второй колбы, оказался в 4 раза меньше объёма газа, выделившегося из первой колбы. (Объёмы газов измерены в одинаковых условиях). Определите массовую долю соли в конечном растворе во второй колбе.

В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

1. По условию протекают реакции:
[1] (NH₄)₂SO₃ + 2HNO₃ → (NH₄)₂SO₄ + 2NO₂ + H₂O
[2] (NH₄)₂SO₃ + 2HCl → 2NH₄Cl + SO₂ + H₂O

2. Найдем число моль сульфита аммония в насыщенном растворе:
Пусть m (NH₄)₂SO₃ = x г, тогда
58 / 100 = x / 120
x = 69,6; m (NH₄)₂SO₃ = 69,6 г
n (NH₄)₂SO₃ = m (NH₄)₂SO₃/ M (NH₄)₂SO₃ = 69,6 / 116 = 0,6 моль

3. Найдем массовую долю сульфита аммония в исходном растворе:
m_р_-_ра (NH₄)₂SO₃ = m (NH₄)₂SO₃ + m H₂O = 69,6 + 120 = 189,6 г
ω (NH₄)₂SO₃ = m (NH₄)₂SO₃ / m_р_-_ра (NH₄)₂SO₃ = 69,6 / 189,6 = 0,3671

4. Найдем число моль сульфита аммония добавленного в первую и во вторую колбы:
Пусть n₁ (NH₄)₂SO₃ = x моль, тогда n NO₂ = 2n₁ (NH₄)₂SO₃ = 2x моль;
Пусть n₂ (NH₄)₂SO₃ = y моль, тогда n SO₂ = n₂ (NH₄)₂SO₃ = y моль

n₁ (NH₄)₂SO₃ + n₂ (NH₄)₂SO₃ = n (NH₄)₂SO₃x + y = 0,6

V NO₂ = 4V SO₂n NO₂ ⋅ V_m = 4n₂ SO₂ ⋅ V_mn NO₂ = 4n SO₂2x = 4y

x + y = 0,6
2x = 4y

x = 0,4; n₁ (NH₄)₂SO₃ = 0,4 моль
y = 0,2; n₂ (NH₄)₂SO₃ = 0,2 моль

5. Найдем массу выделившегося сернистого газа:
n SO₂ = n₂ (NH₄)₂SO₃ = 0,2 моль
m SO₂ = n SO₂ ⋅ M SO₂ = 0,2 ⋅ 64 = 12,8 г

6. Найдем массу образовавшегося хлорида аммония:
n NH₄Cl = 2n₂ (NH₄)₂SO₃ = 2 ⋅ 0,2 = 0,4 моль
m NH₄Cl = n NH₄Cl ⋅ M NH₄Cl = 0,4 ⋅ 53,5 = 21,4 г

7. Найдем массу раствора сульфита аммония, добавленного во вторую колбу:
m₂ (NH₄)₂SO₃ = n₂ (NH₄)₂SO₃ ⋅ M (NH₄)₂SO₃ = 0,2 ⋅ 116 = 23,2 г
ω (NH₄)₂SO₃= ω₂ (NH₄)₂SO₃= 0,3671
m_р_-_ра (NH₄)₂SO₃ = m₂ (NH₄)₂SO₃ / ω₂ (NH₄)₂SO₃ = 23,2 / 0,3671 = 63,2 г

8. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_{добавл. р-ра} (NH₄)₂SO₃ + m_р-ра HCl – m SO₂ = 63,2 + 120 – 12,8 = 170,4 г

9. Найдем массовую долю хлорида аммония в конечном растворе:
ω NH₄Cl = m NH₄Cl / m_{конечн. р-ра} = 21,4 / 170,4 = 0,1256 → 12,56%

Ответ: ω NH₄Cl = 12,56%

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