Задание №70778 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:

2. Найдем число моль нитрата цинка и нитрата серебра(I) в навеске. Для этого составим и решим систему уравнений:
Пусть n Zn(NO₃)₂ = x моль, тогда n O в Zn(NO₃)₂ = 6x моль;
Пусть n AgNO₃ = y моль, тогда n O в AgNO₃ = 3y моль

n O = n O в Zn(NO₃)₂ + n O в AgNO₃ = (6x + 3y) моль
m O = n O · M O = (6x + 3y) · 16 = (96x + 48y) г

m_{навески} = m Zn(NO₃)₂ + m AgNO₃
m Zn(NO₃)₂ = n Zn(NO₃)₂ · M Zn(NO₃)₂ = 189x г
m AgNO₃ = n AgNO₃ · M AgNO₃ = 170y г
m_{навески} = (189x + 170y) г 

ω O = m O / m_{навески}
0,3625 = (96x + 48y) / (189x + 170y)

n₁ O₂ = n Zn(NO₃)₂ / 2 = 0,5x моль
n₂ O₂ = n AgNO₃ / 2 = 0,5y моль
n O₂ = V O₂ / V_m = 6,72 / 22,4 = 0,3 моль
n O₂ = n₁ O₂ + n₂ O₂
0,5x + 0,5y = 0,3
Составим систему уравнений:

0,3625 = (96x + 48y) / (189x + 170y) 
0,5x + 0,5y = 0,3

x = 0,2; n Zn(NO₃)₂ = 0,2 моль
y = 0,4; n AgNO₃ = 0,4 моль

3. Найдем число моль бромида бария в растворе:
m_р-ра BaBr₂ = V BaBr₂ · ρ BaBr₂ = 200 · 1 = 200 г
m BaBr₂ = m_р-ра BaBr₂ · ω BaBr₂ = 200 · 0,223 = 44,6 г
n BaBr₂ = m BaBr₂ / M BaBr₂ = 44,6 / 297 = 0,15 моль

4. Определим, кто из реагентов в третьей реакции находится в недостатке:
поделим моли нитрата серебра(I) и бромида бария на свои коэффициенты
AgNO₃ : BaBr₂
(0,4 / 2) : (0,15 / 1)
(0,2 / 1) > (0,15 / 1)
AgNO₃ > BaBr₂

Приходим к выводу, что AgNO₃ находится в избытке, а BaBr₂ в недостатке. Далее расчеты идут по недостатку, то есть по BaBr₂.

5. Найдем массу нитрат-ионов, которые образуются в конечном растворе:
Нитрат-ионы содержатся в нитрате цинка, оставшемся нитрате серебра(I) и образовавшемся нитрате бария. 
Так как в ходе реакции 3 нитрат-ионы в полном объеме остаются в растворе, для упрощения расчетов посчитаем нитрат-ионы по исходным количествам нитрата цинка и нитрата серебра(I) 

n NO₃^– = 2n Zn(NO₃)₂ + n AgNO₃
n NO₃^– = 2 · 0,2 + 0,4 = 0,8 моль
m NO₃^– = n NO₃^– · M NO₃^– = 0,8 · 62 = 49,6 г

6. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_{навески} + m H₂O + m_р-ра BaBr₂ – m AgBr
m_{навески} = m Zn(NO₃)₂ + m AgNO₃ = 189 · 0,2 + 170 · 0,4 = 105,8 г
m H₂O = V H₂O · ρ H₂O = 250 · 1 = 250 г
n AgBr = 2n BaBr₂ = 2 · 0,15 = 0,3 моль
m AgBr = n AgBr · M AgBr = 0,3 · 188 = 56,4 г
m_{конечн. р-ра} = 105,8 + 250 + 200 – 56,4 = 499,4 г

7. Найдем массовую долю нитрат-ионов:
ω NO₃^– = m NO₃^– / m_{конечн. р-ра} = 49,6 / 499,4 = 0,0993 → 9,93%

Ответ: ω NO₃^– = 9,93%

Задание было на ЕГЭ-2024

Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано NeoFamily)