Задание №61621 ЕГЭ по Химии

1. В первой колбе пойдет реакция:
[1] ZnSO₄ + BaCl₂ → ZnCl₂ + BaSO₄

n BaSO₄ = m BaSO₄ / M BaSO₄ = 139,8 / 233 = 0,6 моль 

так как BaCl₂ по условию дан в избытке:
n₁ ZnSO₄ = n BaSO₄ = 0,6 моль
m₁ ZnSO₄ = n₁ ZnSO₄ · M ZnSO₄ = 0,6 · 161 = 96,6 г
ω ZnSO₄ = m₁ ZnSO₄ / m _{нач. колб. 1} = 96,6 / 240 = 0,4025 → 40,25%

2. Во второй колбе пойдут реакции:
[2] 2Al(NO₃)₃ + 3Na₂S + 6H₂O → 2Al(OH)₃ + 3H₂S + 6NaNO₃
[3] ZnSO₄ + Na₂S → ZnS + Na₂SO₄ 

m Na₂S = m_р-ра Na₂S · ω Na₂S = 334 · 0,8 = 267,2 г
ω Na₂S_ост. = 80 – 67,53 = 12,47%

так как исходные массовые доли солей во всех трех колбах одинаковы:
m₂ ZnSO₄ = m _{р-ра колб. 2} · ω ZnSO₄ = 500 · 0,4025 = 201,25 г
n₂ ZnSO₄ = m₂ ZnSO₄ / M ZnSO₄ = 201,25 / 161 = 1,25 моль

3. Пусть исходно во второй колбе содержалось x моль нитрата алюминия

В реакциях 2 и 3 Na₂S находится в избытке
n Na₂S _{прореаг.} = n₂ ZnSO₄ + 1,5n Al(NO₃)₃ = (1,25 + 1,5x) моль
m Na₂S _{прореаг.} = (1,25 + 1,5x) · 78 = (117x + 97,5) г
m Na₂S _ост. = m Na₂S – m Na₂S _{прореаг.} = 267,2 – 117x – 97,5 = (169,7 – 117x) г

n Al(OH)₃ = n Al(NO₃)₃ = x моль
m Al(OH)₃ = 78x г

n H₂S = 1,5n Al(OH)₃ = 1,5x моль
m H₂S = 51x г 

n ZnS = n₂ ZnSO₄ = 1,25 моль
m ZnS = 1,25 · 97 = 121,25 г 

m _{р-ра кон.} = m _{р-ра колб. 2} + m_р-ра Na₂S – m Al(OH)₃ – m H₂S – m ZnS = 500 + 334 – 78x – 51x – 121,25

ω Na₂S _ост. = m Na₂S _ост. / m _{р-ра кон.}
0,1247 = (169,7 – 117x) / (500 + 334 – 78x – 51x – 121,25)
x = 0,8 

n Al(NO₃)₃ = x = 0,8 моль
m Al(NO₃)₃ = 0,8 · 213 = 170,4 г
ω Al(NO₃)₃ = m Al(NO₃)₃ / m _{р-ра колб. 2} = 170,4 / 500 = 0,3408

Ответ: массовая доля ZnSO₄ в третьей колбе 40,25%, массовая доля Al(NO₃)₃ в третьей колбе 34,08%

Источник: NeoFamily