Задание №62553 ЕГЭ по Химии

1. По условию задачи протекают следующие реаĸции:
[1] Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu
[2] Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂
[3] HCl + KOH = KCl + H₂O

2. Найдем число моль щелочи, которое потребовалось для нейтрализации:
m KOH = 160 ⋅ 0,35 = 56 г
n KOH = m KOH / M KOH = 56 / 56 = 1 моль 

3. Найдем массу раствора, оставшегося после реакции 2:

В реакции 3 реагенты даны в соотношении 1 : 1

n_ост HCl = n KOH = 1 моль
m_ост HCl = n_ост HCl ⋅ M HCl = 1 ⋅ 36,5 = 36,5 г
m_{р-ра после реаĸции 2} = m_ост HCl / ω_ост HCl = 36,5 / 0,2 = 182,5 г
m_{р-ра после реаĸции 2} = m_{насыщ р-р} HCl + m₂ Fe – m H₂ = 182,5 г

4. Найдем число моль железа, оставшегося в пластинке после реакции 1:
n Fe = m Fe / M Fe = 47,6 / 56 = 0,85 моль
Пусть n₁ Fe = x моль, тогда n₁ Cu = х моль 

Так как молярная масса меди больше молярной массы железа, масса пластинки увеличилась на 4,5 г
m₁ Cu – m₁ Fe = 4,5 г
64x – 56x = 4,5
8x = 4,5
x = 0,56 моль
n_ост Fe = n Fe – n₁ Fe = 0,85 – 0,56 = 0,29 моль

Так как хлороводород в избытке, все оставшееся в пластинке железо вступит в реакцию, а медь останется на дне пробирки.

5. Найдем массу насыщенного раствора хлороводорода:
m₂ Fe = n₂ Fe ⋅ M Fe = 0,29 ⋅ 56 = 16,24 г
n H₂ = n₂ Fe = 0,29 моль
m H₂ = n H₂ ⋅ M H₂ = 0,29 ⋅ 2 = 0,58 г
m_{насыщ р-ра} HCl = 182,5 – m Fe + m H₂ = 182,5 – 16,24 + 0,58 = 166,84 г

6. Найдем массу хлороводорода, содержащегося в его насыщенном растворе:
n_{прореаг} HCl = 2 ⋅ n₂ Fe = 2 ⋅ 0,29 = 0,58 моль
n_общ HCl = n_{прореаг} HCl + n_ост HCl = 0,58 + 1 = 1,58 моль
m_общ HCl = n_общ HCl ⋅ M HCl = 1,58 ⋅ 36,5 = 57,67 г

7. Найдем растворимость хлороводорода на 100 г воды:
m H₂O в насыщ. р-ре = m_{насыщ р-ра} HCl – m_общ HCl = 166,84 – 57,67 = 109,17 г

S HCl = 57,67 г HCl на 109,17 г воды
x г HCl на 100 г воды
x = 52,83 г 

Ответ: растворимость хлороводорода равна 52,83 г на 100 г воды

Источник: NeoFamily