Банк заданий
Химия
Задание 74344

Задание №74344 ЕГЭ по Химии

Тема : Неорганическая задача

Раздел: Задачи

34 линия

Не выполнено

Нитрид натрия смешали с хлороводородом и водой в массовом соотношении 3 : 8 : 12, при этом все исходные вещества полностью прореагировали. К полученному раствору прилили раствор гидроксида натрия и нагрели. В результате выделился газ и образовался раствор с массовой долей единственного растворенного вещества 15%, который затем подвергали электролизу до тех пор, пока на аноде не начал выделяться бесцветный газ. Объем образовавшегося на аноде газа составил 17,47 л. Определите массовую долю гидроксида натрия в добавленном растворе.

В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

1. По условию протекают реакции:
[1] Na₃N + 4HCl → 3NaCl + NH₄Cl
[2] NH₄Cl + NaOH Формула NaCl + NH₃ + H₂O
[3] 2NaCl + 2H₂O H₂ + Cl₂ + 2NaOH

Так как электролиз проводили до выделения бесцветного газа, соль полностью подверглась электролизу. Электролиз воды не протекал

2. Найдем число моль выделившегося хлора и вступившего в реакцию 3 хлорида натрия:
n Cl₂= V Cl₂ / V_m = 17,47 / 22,4 = 0,78 моль
n₃ NaCl = 2n Cl₂ = 2 · 0,78 = 1,56 моль

3. Найдем массу хлорида натрия в растворе до электролиза и массу этого раствора:
m₃ NaCl = n NaCl · M NaCl = 1,56 · 58,5 = 91,26 г
m_р_-_ра₂ = m₃ NaCl / ω NaCl = 91,26 / 0,15 = 608,4 г

4. Так как по условию масса Na₃N относится к массе HCl и H₂O как 3 : 8 : 12,
пусть m Na₃N = 3x г, тогда m HCl = 8x г, m H₂O = 12x г.

n Na₃N = m Na₃N / M Na₃N = 3x / 83 моль
n HCl = m HCl / M HCl = 8x / 36,5 моль
n H₂O = m H₂O / M H₂O = 12x / 18 = 2x / 3 моль

n₁ NaCl = 3n Na₃N = 9x / 83 моль
n₁ NH₄Cl = n Na₃N = 3x / 83 моль

5. Выразим число моль хлорида натрия, образовавшегося во второй реакции:
n₂ NaCl = n₁ NH₄Cl = 3x / 83 моль

n₃ NaCl = n₁ NaCl + n₂ NaCl = 9x / 83 + 3x / 83 = 12x / 83 = 1,56 моль
12x / 83 = 1,56

x = 10,79; m Na₃N = 3 · 10,79 = 32,37 г
m HCl = 8x = 8 · 10,79 = 86,32 г
m H₂O = 12x = 12 · 10,79 = 129,48 г

6. Выразим массу раствора после добавления гидроксида натрия:
m_{р-ра 2} = m Na₃N + m HCl + m H₂O + m_р-ра NaOH – m NH₃ = 608,4 г
n NH₃ = n₁ NH₄Cl = 3x / 83 = 3 · 10,79 / 83 = 0,39 моль
m NH₃ = n NH₃ · M NH₃ = 0,39 · 17 = 6,63 г

m_р_-_ра NaOH = m_р_-_ра₂ – m Na₃N – m HCl – m H₂O + m NH₃ = 608,4 – 32,37 – 86,32 – 129,48 + 6,63 = 366,86 г

7. Определим число моль и массу гидроксида натрия в добавленном растворе:
n NaOH = n NH₃ = 0,39 моль
m NaOH = n NaOH · M NaOH = 0,39 · 40 = 15,6 г

8. Найдем массовую долю гидроксида натрия в добавленном растворе:
ω NaOH = m NaOH / m_р-ра NaOH = 15,6 / 366,86 = 0,0425 или 4,25%

Ответ: ω NaOH = 4,25%

Источник: NeoFamily