Задание №64136 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] CuSO₄ + Ba(NO₃)₂ = Cu(NO₃)₂ + BaSO₄
[2] CuSO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + Cu(OH)₂
[3] Cu(NO₃)₂ + 2NaOH = 2NaNO₃ + Cu(OH)₂

2. Найдем массу и число моль протонов растворе:
m_{протонов} = ω_{протонов} · m_р-ра CuSO₄ = 446 · 0,5022 = 223,98 г
n_{протонов} = m_{протонов} / M_{протона} = 223,98 / 1 = 223,98 моль

3. Вычислим число моль сульфата меди(II) в растворе:
Сульфат меди(II) содержит 77 протонов, а вода – 10 протонов.
Пусть n CuSO₄ = x моль, n H₂O = y моль, тогда 

n (протонов CuSO₄) + n (протонов H₂O) = n_{протонов}
m CuSO₄ + m H₂O = m_р-ра CuSO₄

77x + 10y = 223,98
160x + 18y = 446

x = 2 моль; n CuSO₄ = 2 моль
y = 6,985 моль

4. Вычислим массу и число моль нитрата бария:
m Ba(NO₃)₂ = ω Ba(NO₃)₂ · m_р-ра Ba(NO₃)₂ = 0,5 · 522 = 261 г
n Ba(NO₃)₂ = m Ba(NO₃)₂ / M Ba(NO₃)₂ = 261 / 261 = 1 моль 

CuSO₄ находится в избытке, расчет числа моль продуктов в реакции №1 ведем по недостатку, то есть по Ba(NO₃)₂

5. Найдем число моль продуктов реакции 1:
n Cu(NO₃)₂ = n BaSO₄ = n₁ CuSO₄ = n Ba(NO₃)₂ = 1 моль 

6. Вычислим число моль оставшегося сульфата меди(II):
n_ост. CuSO₄ = n CuSO₄ – n₁ CuSO₄ = 2 – 1 = 1 моль

7. Найдем число моль NaOH в реакциях 2 и 3:
n₂ NaOH = 2n_ост. CuSO₄ = 2 · 1 = 2 моль
n₃ NaOH = 2n Cu(NO₃)₂ = 2 · 1 = 2 моль
n_сум. NaOH = n₂ NaOH + n₃ NaOH = 2 + 2 = 4 моль
m_сум. NaOH = n_сум.NaOH · M NaOH = 4 · 40 = 160 г

8. Найдем массу добавленного раствора NaOH по пропорции:
160 / x = 40 / 140
x = 560
m_р-ра NaOH = 560 г

9. Найдем массы веществ в итоговом растворе:
n Na₂SO₄ = n_ост. CuSO₄ = 1 моль
m Na₂SO₄ = n Na₂SO₄ · M Na₂SO₄ = 1 · 142 = 142 г 

n NaNO₃ = 2n Cu(NO₃)₂ = 2 · 1 = 2 моль
m NaNO₃ = n NaNO₃ · M NaNO₃ = 2 · 85 = 170 г 

n₂ Cu(OH)₂ = n_ост. CuSO₄ = 1 моль
n₃ Cu(OH)₂ = n Cu(NO₃)₂ = 1 моль
n_сум. Cu(OH)₂ = n₂ Cu(OH)₂ + n₃ Cu(OH)₂ = 1 + 1 = 2 моль
m_сум. Cu(OH)₂ = n_сум. Cu(OH)₂ · M Cu(OH)₂ = 2 · 98 = 196 г

m BaSO₄ = n BaSO₄ · M BaSO₄ = 1 · 233 = 233 г

10. Найдем массовые доли веществ в итоговом растворе:
m _{итог. р-ра} = m_р-ра CuSO₄ + m_р-ра Ba(NO₃)₂ – m BaSO₄ + m_р-ра NaOH – m Cu(OH)₂ = 446 + 522 – 233 + 560 – 196 = 1099 г

ω Na₂SO₄ = m Na₂SO₄ / m _{итог. р-ра} = 142 / 1099 = 0,1292 или 12,92%
ω NaNO₃ = m NaNO₃ / m _{итог. р-ра} = 170 / 1099 = 0,1547 или 15,47%
ω H₂O = 100 – 12,92 – 15,47 = 71,61%

Ответ: ω Na₂SO₄ = 12,92%; ω NaNO₃ = 15,47%; ω H₂O = 71,61%.

Источник: NeoFamily (курс Юлиана)