- Банк заданий
- Химия
- Задание 75628
Задание №75628 ЕГЭ по Химии
Навеску нитрата цинка и нитрата серебра(I), массовая доля кислорода в которой 0,4234, осторожно прокалили до постоянной массы. При этом выделилось 5,6 л кислорода. Такую же навеску растворили в 300 мл воды, а после прилили 200 мл раствора хлорида стронция с концентрацией соли 0,75 моль/л. Найдите массовую долю ионов цинка 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] 2Zn(NO3)2 
2ZnO + 4NO2 + O2
[2] 2AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2
2. Найдем число моль нитрата цинка и нитрата серебра(I) в смеси. 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
nв смеси O = n O (в Zn(NO3)2) + n O (в AgNO3) = 6x + 3y моль
mв смеси O = nв смеси O ⋅ M O = (6x + 3y) ⋅ 16 = 96x + 48y г
m Zn(NO3)2 = n Zn(NO3)2 ⋅ M Zn(NO3)2 = 189x г
m AgNO3 = n AgNO3 ⋅ M AgNO3 = 170y г
mсмеси = m Zn(NO3)2 + m AgNO3 = 189x + 170y г
ω O = mв смеси O / mсмеси
0,4234 = (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 / Vm = 5,6 / 22,4 = 0,25 моль
0,5x + 0,5y = 0,25
Система уравнений:
0,5x + 0,5y = 0,25
0,4234 = (96x + 48y) / (189x + 170y)
x = 0,3; n Zn(NO3)2 = 0,3 моль
y = 0,2; n AgNO3 = 0,2 моль
3. После растворения исходной навески в растворе хлорида стронция протекает реакции:
[3] 2AgNO3 + SrCl2 → 2AgCl + Sr(NO3)2
4. Найдем число моль хлорида стронция в растворе и массу этого раствора:
n SrCl2 = C SrCl2 ⋅ Vр-ра SrCl2 = 0,75 ⋅ 0,2 = 0,15 моль
mр-ра SrCl2 = ρр-ра SrCl2 ⋅ Vр-ра SrCl2 = 1 ⋅ 200 = 200 г
5. Определим, кто из реагентов в третьей реакции находится в недостатке:
поделим моли нитрата серебра(I) и хлорида стронция на свои коэффициенты
AgNO3 : SrCl2
(0,2 / 2) : (0,15 / 1)
(0,2 / 2) < (0,15 / 1)
AgNO3 < SrCl2
Приходим к выводу, что SrCl2 находится в избытке, а AgNO3 в недостатке. Далее расчеты идут по недостатку, то есть по AgNO3.
6. Найдем массу хлорида серебра(I), выпавшего в осадок:
n AgCl = n AgNO3 = 0,2 моль
m AgCl = n AgCl ⋅ M AgCl = 0,2 ⋅ 143,5 = 28,7 г
7. Найдем массу ионов цинка в растворе:
n Zn2+ = n Zn(NO3)2 = 0,3 моль
m Zn2+ = n Zn2+ ⋅ M Zn2+ = 0,3 ⋅ 65 = 19,5 г
8. Найдем массу конечного раствора:
mконечн. р-ра = m AgNO3 + m Zn(NO3)2 + mдобавл. H2O + mр-ра SrCl2 – m AgCl
m Zn(NO3)2 = n Zn(NO3)2 ⋅ M Zn(NO3)2 = 0,3 ⋅ 189 = 56,7 г
m AgNO3 = n AgNO3 ⋅ M AgNO3 = 0,2 ⋅ 170 = 34 г
mконечн. р-ра = 34 + 56,7 + 300 + 200 – 28,7 = 562 г
9. Найдем массовую долю ионов цинка в конечном растворе:
ω Zn2+ = n Zn2+ / mконечн. р-ра = 19,5 / 562 = 0,0347 → 3,47%
Ответ: ω Zn2+ = 3,47%
Задание было на ЕГЭ-2025
Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано NeoFamily)