Банк заданий
Химия
Задание 74523

Задание №74523 ЕГЭ по Химии

Тема : Неорганическая задача

Раздел: Задачи

34 линия

Не выполнено

Раствор хлорида магния и хлорида бария массой 200,5 г, в котором общее число протонов в 105 раз больше числа Авогадро, разделили на две колбы поровну. В первую колбу прилили избыток раствора гидроксида натрия, в результате чего образовался осадок массой 14,5 г. Во вторую колбу прилили 145 г 23%-го раствора серной кислоты. Определите массовую долю хлорида магния в конечном растворе во второй колбе.

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] MgCl₂ + 2NaOH → Mg(OH)₂ + 2NaCl
[2] BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2HCl

2. Найдем число моль протонов в начальном растворе:
N_А = 6,02 ⋅ 10²³N_{протонов} = 105 N_Аn_{протонов} = N_{протонов} / N_A = 105 N_A / N_A = 105 моль

3. Выразим массы компонентов начального раствора:
Пусть n MgCl₂ = x моль, тогда n_{протонов} в MgCl₂ = 46x моль
Пусть n BaCl₂ = y моль, тогда n_{протонов} в BaCl₂ = 90y моль
Пусть n H₂O = z моль, тогда n_{протонов} в H₂O = 10z моль

n_{протонов} в MgCl₂ + n_{протонов} в BaCl₂ + n_{протонов} в H₂O = 105 моль
46x + 90y + 10z = 105

m MgCl₂ = n MgCl₂ ⋅ M MgCl₂ = 95x г
m BaCl₂ = n BaCl₂ ⋅ M BaCl₂ = 208y г
m H₂O = n H₂O ⋅ M H₂O = 18z г

m MgCl₂ + m BaCl₂ + m H₂O = 200,5 г
95x + 208y + 18z = 200,5

4. Найдем число моль гидроксида магния и вступившего в реакцию хлорида магния:
n Mg(OH)₂ = m Mg(OH)₂ / M Mg(OH)₂ = 14,5 / 58 = 0,25 моль
n₁ MgCl₂ = n Mg(OH)₂ = 0,25 моль

Известно, что исходный раствор разделили на две колбы поровну, следовательно, число моль хлорида магния в начальном растворе вдвое больше, чем в первой колбе.

5. Определим число моль и массу исходного хлорида магния:
n MgCl₂ = 2n₁ MgCl₂ = 0,25 ⋅ 2 = 0,5 моль
x = 0,5 моль
m_нач MgCl₂ = n MgCl₂ ⋅ M MgCl₂ = 0,5 ⋅ 95 = 47,5 г

6. Составим систему уравнений, подставим найденные данные и решим ее:
46x + 90y + 10z = 105
95x + 208y + 18z = 200,5

23 + 90y + 10z = 105
47,5 + 208y + 18z = 200,5

90y + 10z = 82
208y + 18z = 153

y = 0,12 моль; n BaCl₂ = 0,12 моль
z = 7,14 моль; n H₂O = 7,14 моль

7. Найдем массу и число моль серной кислоты и число моль хлорида бария во второй колбе:
m H₂SO₄ = m_р_-_ра H₂SO₄ ⋅ ω H₂SO₄ = 145 ⋅ 0,23 = 33,35 г
n H₂SO₄ = m H₂SO₄ / M H₂SO₄ = 33,35 / 98 = 0,34 моль

n₂ BaCl₂ = n BaCl₂ / 2 = 0,12 / 2 = 0,06 моль

n H₂SO₄ > n BaCl₂, следовательно, серная кислота в избытке. Расчет ведем по хлориду бария.

8. Вычислим массу образовавшегося осадка:
n BaSO₄ = n₂ BaCl₂ = 0,06 моль
m BaSO₄ = n BaSO₄ ⋅ M BaSO₄ = 0,06 ⋅ 233 = 13,98 г

9. Найдем массу хлорида магния во второй колбе:
n₂ MgCl₂ = n₁ MgCl₂ = 0,25 моль
m₂ MgCl₂ = n₂ MgCl₂ ⋅ M MgCl₂ = 0,25 ⋅ 95 = 23,75 г

10. Найдем массу конечного раствора во второй колбе:
m_{р-ра 2} = m_р-ра / 2 = 200,5 / 2 = 100,25 г
m_{конечного р-ра 2} = m_{р-ра 2} + m_р-ра H₂SO₄ – m BaSO₄ = 100,25 + 145 – 13,98 = 231,27 г

11. Вычислим массовую долю хлорида магния в конечном растворе во второй колбе:
ω MgCl₂ = m₂ MgCl₂ / m_{конечного р-ра 2} = 23,75 / 231,27 = 0,1027 или 10,27%

Ответ: ω MgCl₂ = 10,27%

Источник: NeoFamily