Задание №74412 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекали реакции:
[1] HI + NaOH → NaI + H₂O
[2] 4NaI + 2CuSO₄ → 2CuI + I₂ + 2Na₂SO₄
[3] 2NaOH + CuSO₄ = Cu(OH)₂ + Na₂SO₄ 

2. Найдем число моль сульфата натрия в конечном растворе:
m Na₂SO₄ = m_{конечн. р-ра} · ω Na₂SO₄ = 805 · 0,15 = 120,75 г
n Na₂SO₄ = m Na₂SO₄ / M Na₂SO₄ = 120,75 / 142 = 0,85 моль 

3. Так как по условию реакции был получен голубой осадок, гидроксид натрия в реакции №1 находился в избытке и затем прореагировал с сульфатом меди(II) в реакции №3. Найдем число моль сульфата натрия, образовавшегося в реакциях №2 и №3:
n Cu(OH)₂ = m Cu(OH)₂ / M Cu(OH)₂ = 29,4 / 98 = 0,3 моль
n₃ Na₂SO₄ = n Cu(OH)₂ = 0,3 моль
n₂ Na₂SO₄ = n Na₂SO₄ – n₃ Na₂SO₄ = 0,85 – 0,3 = 0,55 моль 

4. Найдем массу исходного раствора йодоводорода и гидроксида натрия:
n HI = n NaI = 2n₂ Na₂SO₄ = 1,1 моль
m HI = M HI · M HI = 1,1 · 128 = 140,8 г  

Пусть V H₂O в растворе HI равен x л, тогда
420 / 1 = m HI / x
420 / 1 = 140,8 / x
x = 0,33524
V H₂O в растворе HI = 0,33524 л = 335,24 мл
m H₂O в растворе HI = V H₂O в растворе HI · р H₂O = 335,24 мл · 1 г/мл = 335,24 г
m_р-ра HI = m HI + m H₂O в растворе HI = 140,8 + 335,24 = 476,04 г 

n NaOH = n HI + 2n Cu(OH)₂ = 1,1 + 0,3 · 2 = 1,7 моль
m NaOH = M NaOH · n NaOH = 40 · 1,7 = 68 г  

Пусть V H₂O в растворе гидроксида натрия равен y л, тогда
1087 / 1 = m NaOH / y
1087 / 1 = 68 / y
y = 0,06256
V H₂O в растворе NaOH = 0,06256 л = 62,56 мл
m H₂O в растворе NaOH = V H₂O в растворе NaOH · р H₂O = 62,56 мл · 1 г/мл = 62,56 г 

m_р-ра NaOH = m NaOH + m H₂O в растворе NaOH = 68 + 62,56 = 130,56 г 

5. Найдем массу раствора сульфата меди(II):
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра HI + m_р-ра NaOH + m_р-ра CuSO₄ – m Cu(OH)₂ – m CuI – m I₂ = 805 г 

n CuI = n₂ Na₂SO₄ = 0,55 моль
m СuI = n СuI · M CuI = 0 55 · 191 = 105 05 г 

n I₂ = 1/2n CuI = 0,275 моль
m I₂ = n I₂ · M I₂ = 0,275 · 254 = 69,85 г  

m_р-ра CuSO₄ = m_{конечн. р-ра} – m_р-ра HI – m_р-ра NaOH + m Cu(OH)₂ + m CuI + m I₂ = 805 – 476,04 – 130,56 + 29,4 + 105,05 + 69,85 = 402,7 г 

6. Найдем массовую долю сульфата меди(II) в добавленном растворе:
n CuSO₄ = n₂ Na₂SO₄ + n₃ Na₂SO₄ = 0,55 + 0,3 = 0,85 моль
m CuSO₄ = n CuSO₄ · M CuSO₄ = 0,85 · 160 = 136 г
ω CuSO₄ = m CuSO₄ / m_р-ра CuSO₄ = 136 / 402,7 = 0,3377 → 33,77% 

Ответ: ω CuSO₄ = 33,77%

Источник: NeoFamily