Задание №61351 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] Al₂(SO₄)₃ + 3BaCl₂ → 3BaSO₄ + 2AlCl₃
[2] 2AlCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O → 2Al(OH)₃ + 3CO₂ + 6NaCl

2. Так как в растворе не осталось ни ионов бария, ни сульфат-анионов, сульфат алюминия и хлорид бария прореагировали полностью.

3. Найдем число моль сульфата алюминия:
Пусть n Al₂(SO₄)₃ = x моль, тогда n BaCl₃ = 3x моль
m Al₂(SO₄)₃ + m BaCl₂ = 9,66 г
342x + 624x = 9,66

x = 0,01; n Al₂(SO₄)₃ = 0,01 моль

4. Найдем массу сульфата бария, выпавшего в осадок:
n BaSO₄ = 3n Al₂(SO₄)₃ = 3 ⋅ 0,01 = 0,03 моль
m BaSO₄ = n BaSO₄⋅ M BaSO₄ = 0,03 ⋅ 233 = 6,99 г

5. Найдем число моль образовавшегося хлорида алюминия:
n AlCl₃ = 2n Al₂(SO₄)₃ = 2 ⋅ 0,01 = 0,02 моль

6. Найдем число моль карбоната натрия в растворе:
m Na₂CO₃ = m_р-ра Na₂CO₃ ⋅ωNa₂CO₃ = 53 ⋅ 0,1 = 5,3 г
n Na₂CO₃ = m Na₂CO₃ / M Na₂CO₃ = 5,3 / 106 = 0,05 моль

7. Найдем массу оставшегося карбоната натрия:
n_{прореаг.}Na₂CO₃ = 3n AlCl₃ / 2 = 3 ⋅ 0,02 / 2 = 0,03 моль
n_ост.Na₂CO₃ = n Na₂CO₃ – n_{прореаг.}Na₂CO₃ = 0,05 – 0,03 = 0,02 моль
m_ост.Na₂CO₃ = n_ост.Na₂CO₃ ⋅ M Na₂CO₃ = 0,02 ⋅ 106 = 2,12 г

8. Найдем массу гидроксида алюминия, выпавшего в осадок:
n Al(OH)₃ = n AlCl₃ = 0,02 моль
m Al(OH)₃ = n Al(OH)₃⋅ M Al(OH)₃ = 0,02 ⋅ 78 = 1,56 г

9. Найдем массу выделившегося углекислого газа:
n CO₂ = n_{прореаг.} Na₂CO₃ = 0,03 моль
m CO₂ = n CO₂⋅ M CO₂ = 0,03 ⋅ 44 = 1,32 г

10. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_смеси + m H₂O + m_р-ра Na₂CO₃ – m BaSO₄ – m Al(OH)₃ – m CO₂ = 9,66 + 100 + 53 – 6,99 – 1,56 – 1,32 = 152,79 г

11. Найдем массовую долю оставшегося карбоната натрия в конечном растворе:
ω_ост. Na₂CO₃ = m_ост. Na₂CO₃ / m_{конечн. р-ра} = 2,12 / 152,79 = 0,0139 → 1,39%

Ответ: ω_ост. Na₂CO₃ = 1,39%

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