- Банк заданий
- Химия
- Задание 75623
Задание №75623 ЕГЭ по Химии
Смесь нитрата магния и нитрата калия, в которой массовая доля азота составляет 0,1636, нагрели до постоянной массы. При этом выделилось 5,6 л (н.у.) кислорода. Такую же навеску растворили в 160 мл воды, а после прилили 260 мл фторида натрия с концентрацией 0,4 моль/л. Вычислите массовую долю нитрат-ионов в конечном растворе. Плотность всех растворов принять за 1 г/мл.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).
1. По условию протекают реакции:
[1] 2Mg(NO3)2 
2MgO + 4NO2 + O2
[2] 2KNO3 2KNO2 + O2
2. Найдем число моль нитрата магния и нитрата калия в смеси. Для этого составим и решим систему уравнений:
Пусть n Mg(NO3)2 = x моль, тогда n N (в Mg(NO3)2) = 2x моль
Пусть n KNO3 = y моль, тогда n N (в KNO3) = y моль
nв смеси N = n N (в Mg(NO3)2) + n N (в KNO3) = 2x + y моль
mв смеси N = nв смеси N ⋅ M N = (2x + y) ⋅ 14 = 28x + 14y г
m Mg(NO3)2 = n Mg(NO3)2 ⋅ M Mg(NO3)2 = 148x г
m KNO3 = n KNO3 ⋅ M KNO3 = 101y г
mсмеси = m Mg(NO3)2 + m KNO3 = 148x + 101y г
ω N = mв смеси N / mсмеси
0,1636 = (28x + 14y) / (148x + 101y)
n1 O2 = n Mg(NO3)2 / 2 = 0,5x моль
n2 O2 = n KNO3 / 2 = 0,5y моль
n O2 = V O2 / Vm = 5,6 / 22,4 = 0,25 моль
0,5x + 0,5y = 0,25
Система уравнений:
0,5x + 0,5y = 0,25
0,1636 = (28x + 14y) / (148x + 101y)
x = 0,2; n Mg(NO3)2 = 0,2 моль
y = 0,3; n KNO3 = 0,3 моль
3. После растворения исходной навески в растворе фторида натрия протекает реакции:
[3] Mg(NO3)2 + 2NaF → MgF2 + 2NaNO3
4. Найдем число моль фторида натрия в растворе и массу этого раствора:
n NaF = C NaF ⋅ Vр-ра NaF = 0,4 ⋅ 0,26 = 0,1 моль
mр-ра NaF = ρр-ра NaF ⋅ Vр-ра NaF = 1 ⋅ 260 = 260 г
5. Определим, кто из реагентов в третьей реакции находится в недостатке:
поделим моли нитрата магния и фторида натрия на свои коэффициенты
Mg(NO3)2 : NaF
(0,2 / 1) : (0,1 / 2)
(0,2 / 1) > (0,1 / 2)
Mg(NO3)2 > NaF
Приходим к выводу, что Mg(NO3)2 находится в избытке, а NaF в недостатке. Далее расчеты идут по недостатку, то есть по NaF.
6. Найдем массу фторида магния, выпавшего в осадок:
n MgF2 = n NaF / 2 = 0,1 / 2 = 0,05 моль
m MgF2 = n MgF2 ⋅ M MgF2 = 0,05 ⋅ 62 = 3,1 г
7. Найдем массу нитрат-ионов в растворе:
n NO3– = n KNO3 + 2n Mg(NO3)2 = 0,3 + 2 ⋅ 0,2 = 0,7 моль
m NO3– = n NO3– ⋅ M NO3– = 0,7 ⋅ 62 = 43,4 г
8. Найдем массу конечного раствора:
mконечн. р-ра = m Mg(NO3)2 + m KNO3 + mдобавл. H2O + mр-ра NaF – m MgF2
m Mg(NO3)2 = n Mg(NO3)2 ⋅ M Mg(NO3)2 = 0,2 ⋅ 148 = 29,6 г
m KNO3 = n KNO3 ⋅ M KNO3 = 0,3 ⋅ 101 = 30,3 г
mконечн. р-ра = 29,6 + 30,3 + 160 + 260 – 3,1 = 476,8 г
9. Найдем массовую долю нитрат-ионов в конечном растворе:
ω NO3– = m NO3– / mконечн. р-ра = 43,4 / 476,8 = 0,091 → 9,1%
Ответ: ω NO3– = 9,1%
Задание было на ЕГЭ-2025
Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано NeoFamily)