Задание 34 ЕГЭ по химии · 1244A3
Химические расчёты · 75 заданий
Раствор нитрата меди(II) массой 2 кг 730 г с массовой долей нитрата меди(II) 18,8%, содержащий в качестве примеси нитрат серебра, разлили на две колбы в соотношении 1 : 2. В первую колбу, содержащую меньшую часть раствора, опустили медную проволоку. После завершения реакции проволоку извлекли из раствора. При этом массовая доля нитрата меди(II) в первой колбе составила 20%. (Возможной реакцией меди с нитратом меди(II) пренебречь.) В раствор во второй колбе внесли порошок цинка, в результате получили бесцветный раствор. Вычислите массовую долю соли в конечном растворе во второй колбе.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Масса исходного раствора равна 2730 г. Массовая доля нитрата меди(II) составляет 18,8%, поэтому его масса во всём растворе:
m(Cu(NO3)2)=2730· 0,188=513,24 г
Раствор разделили в отношении 1:2, поэтому масса раствора в первой колбе равна 910 г, а во второй — 1820 г. В первой колбе первоначально содержалось:
m1(Cu(NO3)2)=513,24·13=171,08 г
В первой колбе медь реагирует с нитратом серебра:
Cu+2AgNO3→ Cu(NO3)2+2Ag
Пусть x моль меди растворилось. Тогда образовалось x моль Cu(NO3)2 и выделилось 2x моль серебра. Принимаем M(Cu)=64 г/моль, M(Ag)=108 г/моль, M(Cu(NO3)2)=188 г/моль. Масса раствора изменилась на 64x-216x=-152x г для удалённой проволоки с учётом перехода меди в раствор и осаждения серебра, то есть масса раствора увеличилась на 152x г.
171,08+188x910+152x=0,20
Решаем уравнение для x:
171,08+188x=182+30,4x; 157,6x=10,92; x=0,0693 моль
В первой колбе израсходовалось x моль нитрата серебра, следовательно, во всём исходном растворе его было 3x моль. Во второй колбе содержалось 2x моль нитрата серебра:
n2(AgNO3)=2x=0,1386 моль
Во второй колбе находилось 342,16 г нитрата меди(II), то есть:
n(Cu(NO3)2)=342,16188=1,82 моль
Цинк взаимодействует с солями серебра и меди:
Zn+2AgNO3→ Zn(NO3)2+2Ag; Zn+Cu(NO3)2→ Zn(NO3)2+Cu
Количество образовавшегося нитрата цинка равно сумме количества нитрата меди(II) и половины количества нитрата серебра:
n(Zn(NO3)2)=1,82+0,13862=1,8893 моль
Масса нитрата цинка (M(Zn(NO3)2)=189 г/моль):
m(Zn(NO3)2)=1,8893·189=357,1 г
Масса израсходованного цинка равна 1,8893·65=122,8 г. Из раствора выпали 0,1386·108=15,0 г серебра и 1,82·64=116,5 г меди. Поэтому масса конечного раствора:
mр-ра=1820+122,8-15,0-116,5=1811,3 г
Массовая доля соли в конечном растворе:
w(Zn(NO3)2)=357,11811,3·100%=19,7%
m(Cu(NO3)2)=2730· 0,188=513,24 г
Раствор разделили в отношении 1:2, поэтому масса раствора в первой колбе равна 910 г, а во второй — 1820 г. В первой колбе первоначально содержалось:
m1(Cu(NO3)2)=513,24·13=171,08 г
В первой колбе медь реагирует с нитратом серебра:
Cu+2AgNO3→ Cu(NO3)2+2Ag
Пусть x моль меди растворилось. Тогда образовалось x моль Cu(NO3)2 и выделилось 2x моль серебра. Принимаем M(Cu)=64 г/моль, M(Ag)=108 г/моль, M(Cu(NO3)2)=188 г/моль. Масса раствора изменилась на 64x-216x=-152x г для удалённой проволоки с учётом перехода меди в раствор и осаждения серебра, то есть масса раствора увеличилась на 152x г.
171,08+188x910+152x=0,20
Решаем уравнение для x:
171,08+188x=182+30,4x; 157,6x=10,92; x=0,0693 моль
В первой колбе израсходовалось x моль нитрата серебра, следовательно, во всём исходном растворе его было 3x моль. Во второй колбе содержалось 2x моль нитрата серебра:
n2(AgNO3)=2x=0,1386 моль
Во второй колбе находилось 342,16 г нитрата меди(II), то есть:
n(Cu(NO3)2)=342,16188=1,82 моль
Цинк взаимодействует с солями серебра и меди:
Zn+2AgNO3→ Zn(NO3)2+2Ag; Zn+Cu(NO3)2→ Zn(NO3)2+Cu
Количество образовавшегося нитрата цинка равно сумме количества нитрата меди(II) и половины количества нитрата серебра:
n(Zn(NO3)2)=1,82+0,13862=1,8893 моль
Масса нитрата цинка (M(Zn(NO3)2)=189 г/моль):
m(Zn(NO3)2)=1,8893·189=357,1 г
Масса израсходованного цинка равна 1,8893·65=122,8 г. Из раствора выпали 0,1386·108=15,0 г серебра и 1,82·64=116,5 г меди. Поэтому масса конечного раствора:
mр-ра=1820+122,8-15,0-116,5=1811,3 г
Массовая доля соли в конечном растворе:
w(Zn(NO3)2)=357,11811,3·100%=19,7%
Пример ответа
Массовая доля соли в конечном растворе составляет примерно 19,7%; солью является нитрат цинка Zn(NO3)2.
Похожие задания
34Смесь оксида магния и фосфида магния, в которой массовая доля атомов магния равна 54,4%, растворили в 365 г…Химические расчёты · 75 заданий · 0498A134При нагревании образца карбоната бария часть вещества разложилась, при этом выделилось 4,48 л (н.у.) газа. К…Химические расчёты · 75 заданий · 0B92A934К 64 г насыщенного раствора гидроксида натрия добавили 25,7 г фосфида цинка. После окончания реакции к…Химические расчёты · 75 заданий · 0E42B834Газовую смесь, состоящую из водорода и угарного газа, взятых в массовом соотношении 8 : 7, сожгли в избытке…Химические расчёты · 75 заданий · 0F01D234При нагревании образца карбоната кальция часть вещества разложилась. В результате образовался твёрдый…Химические расчёты · 75 заданий · 18C6A234Бромид фосфора(V) смешали с раствором гидроксида натрия в массовом соотношении 1:10. При этом оба вещества…Химические расчёты · 75 заданий · 1B07C734Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 500 г 16%-ного раствора сульфата меди(II). После…Химические расчёты · 75 заданий · 1C204834Порцию олеума, в котором массовая доля элемента серы составляет 38,28 %, растворили в 100 мл воды. Полученный…Химические расчёты · 75 заданий · 21D07A
Нужен репетитор по химии?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по химии в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.