Задание №61353 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] CuSO₄ + H₂S → CuS + H₂SO₄
[2] H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O
[3] CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂ + Na₂SO₄

2. Найдем число моль сульфата меди(II) в растворе:
m CuSO₄ = m_р-ра CuSO₄ ⋅ω CuSO₄ = 240 ⋅ 0,2 = 48 г
n CuSO₄ = m CuSO₄ / M CuSO₄ = 48 / 160 = 0,3 моль

3. Найдем число моль образовавшейся серной кислоты:
Пусть n H₂SO₄ = x моль, тогда n_{прореаг.} CuSO₄ = x моль
n_ост. CuSO₄ = n CuSO₄ – n_{прореаг.} CuSO₄ = (0,3 – x) моль
m_ост. CuSO₄ = n_ост. CuSO₄⋅ M CuSO₄ = (0,3 – x) ⋅ 160 = (48 – 160x) г

n H₂S = n H₂SO₄ = x моль
m H₂S = n H₂S ⋅ M H₂S = 34x г

n CuS = n H₂SO₄ = x моль
m CuS = n CuS ⋅ M CuS = 96x г

m_{конечн. р-ра} = m_р-ра CuSO₄ + m H₂S – m CuS = 240 + 34x – 96x = (240 – 62x) г

ω_ост. CuSO₄ = m_ост. CuSO₄ / m_{конечн. р-ра}
0,0215 = (48 – 160x) / (240 – 62x)
x = 0,27; n H₂SO₄ = 0,27 моль
n_ост. CuSO₄ = 0,3 – 0,27 = 0,03 моль

4. Найдем число моль гидроксида натрия в растворе:
m NaOH = m_р-ра NaOH ⋅ω NaOH = 128 ⋅ 0,25 = 32 г
n NaOH = m NaOH / M NaOH = 32 / 40 = 0,8 моль

5. Найдем массу оставшегося гидроксида натрия:
n_{прореаг.1} NaOH = 2n H₂SO₄ = 2 ⋅ 0,27 = 0,54 моль
n_{прореаг.2} NaOH = 2n_ост. H₂SO₄ = 2 ⋅ 0,03 = 0,06 моль
n_ост. NaOH = n NaOH – n_{1прореаг.} NaOH – n_{2прореаг.} NaOH = 0,8 – 0,54 – 0,06 = 0,2 моль
m_ост. NaOH = n_ост. NaOH ⋅ M NaOH = 0,2 ⋅ 40 = 8 г

6. Найдем массу гидроксида меди(II), выпавшего в осадок:
n Cu(OH)₂ = n_ост. CuSO₄ = 0,03 моль
m Cu(OH)₂ = n Cu(OH)₂⋅ M Cu(OH)₂ = 0,03 ⋅ 98 = 2,94 г

7. Найдем массу образовавшегося раствора:
m_{образ. р-ра} = m_{конечн. р-ра} + m_р-ра NaOH – m Cu(OH)₂ = 240 – 62 ⋅ 0,27 + 128 – 2,94 = 348,32 г

8. Найдем массовую долю гидроксида натрия в образовавшемся растворе:
ω_ост. NaOH = m_ост. NaOH / m_{образ. р-ра} = 8 / 348,32 = 0,023 → 2,3%

Ответ: ω_ост. NaOH = 2,3%

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