Банк заданий
Химия
Задание 61287

Задание №61287 ЕГЭ по Химии

Тема : Неорганическая задача

Раздел: Задачи

34 линия

Не выполнено

Растворимость хлороводорода при нормальных условиях составляет 448 л на 1 л воды. При этих условиях приготовили насыщенный раствор, растворив необходимое количество хлороводорода в 100 мл воды. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток цинка. К раствору во второй колбе добавили 300 г раствора карбоната калия, также взятого в избытке. При этом, объём газа, выделившийся из второй колбы, оказался в 1,5 раза больше объёма газа, выделившегося из первой колбы. (Объёмы газов измерены при одинаковых условиях). Определите массовую долю хлорида калия 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] Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂[2] K₂CO₃ + 2HCl → 2KCl + CO₂ + H₂O

2. Найдем массу хлороводорода в насыщенном растворе:
n_{в насыщ. р-ре} HCl = V_{в насыщ. р-ре} HCl / V_m = 448 / 22,4 = 20 моль
m_{в насыш. р-ре} HCl = n_{в насыщ. р-ре} HCl ⋅ M HCl = 20 ⋅ 36,5 = 730 г

3. Найдем число моль хлороводорода в насыщенном растворе:
Пусть m HCl = x г, тогда
730 / 1000 = x / 100
x = 73; m HCl = 73 г
n HCl = m HCl / M HCl = 73 / 36,5 = 2 моль

4. Найдем массовую долю хлороводорода в исходном растворе:
m_р-ра HCl = m HCl + m H₂O = 73 + 100 = 173 г
ω HCl = m HCl / m_р-ра HCl = 73 / 173 = 0,422

5. Найдем число моль хлороводорода добавленного в первую и во вторую колбы:
Пусть n₁ HCl = x моль, тогда n H₂ = 0,5n₁ HCl = 0,5x моль;
Пусть n₂ HCl = y моль, тогда n CO₂ = 0,5n₂ HCl = 0,5y моль

n₁ HCl + n₂ HCl = n HCl
x + y = 2

1,5V H₂ = V CO₂1,5n H₂ ⋅ V_m = n CO₂ ⋅ V_m1,5n H₂ = n CO₂0,75x = 0,5y

x + y = 2
0,75x = 0,5y

x = 0,8; n₁ HCl = 0,8 моль
y = 1,2; n₂ HCl = 1,2 моль

6. Найдем массу выделившегося углекислого газа:
n CO₂ = n₂ HCl / 2 = 1,2 / 2 = 0,6 моль
m CO₂ = n CO₂ ⋅ M CO₂ = 0,6 ⋅ 44 = 26,4 г

7. Найдем массу образовавшегося хлорида калия:
n KCl = n₂ HCl = 1,2 моль
m KCl = n KCl ⋅ M KCl = 1,2 ⋅ 74,5 = 89,4 г

8. Найдем массу раствора хлороводорода, добавленного во вторую колбу:
m₂ HCl = n₂ HCl ⋅ M HCl = 1,2 ⋅ 36,5 = 43,8 г
ω HCl= ω₂ HCl= 0,422
m_р-ра HCl = m₂ HCl / ω₂ HCl = 43,8 / 0,422 = 103,8 г

9. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_{добавл. р-ра} HCl + m_р-ра K₂CO₃ – m CO₂ = 103,8 + 300 – 26,4 = 377,4 г

10. Найдем массовую долю хлорида калия в конечном растворе:
ω KCl = m KCl / m_{конечн. р-ра} = 89,4 / 377,4 = 0,237 → 23,7%

Ответ: ω KCl = 23,7%

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