Задание 34 ЕГЭ по химии · CA09D9
Электролитическая диссоциация и ионный обмен · 3 заданий
Через 522 г 10%-ного раствора нитрата бария пропускали электрический ток до тех пор, пока на катоде не выделилось 94,08 л газа (н.у.). К образовавшемуся раствору добавили насыщенный при некоторой температуре раствор, полученный добавлением к воде медного купороса (CuSO4·5H2O) массой 100 г. В результате реакции массовая доля сульфата меди(II) в растворе уменьшилась в 4 раза. Вычислите растворимость сульфата меди(II) при данной температуре в граммах на 100 г воды.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
На катоде при электролизе водного раствора нитрата бария выделяется водород, а на аноде — кислород. Суммарное уравнение процесса:
2H2O → (электролиз) 2H2+O2
Количество вещества водорода:
n(H2)=V(H2)Vm=94,08 л22,4 л/моль=4,2 моль
По уравнению электролиза количество вещества воды, израсходованной на образование водорода, равно количеству вещества водорода:
n(H2O)=4,2 моль; m(H2O)=4,2·18=75,6 г
Масса нитрата бария в исходном растворе и его количество вещества:
m(Ba(NO3)2)=522·0,10=52,2 г; n(Ba(NO3)2)=52,2261=0,2 моль
Масса образовавшегося после электролиза раствора:
m1=522-75,6=446,4 г
При растворении 100 г кристаллогидрата в растворе содержится следующая масса безводного сульфата меди(II):
M(CuSO4·5H2O)=250 г/моль; M(CuSO4)=160 г/моль; m(CuSO4)=100·160250=64 г
С нитратом бария протекает реакция обмена:
Ba(NO3)2+CuSO4→ BaSO4↓+Cu(NO3)2
В растворе содержится 0,2 моль нитрата бария, поэтому он реагирует с 0,2 моль сульфата меди(II):
m(CuSO4, reacted)=0,2·160=32 г
После реакции в растворе остается:
m(CuSO4, осталось)=64-32=32 г
Пусть x — масса воды в добавленном насыщенном растворе сульфата меди(II). Тогда массовая доля CuSO4 в этом насыщенном растворе равна:
ω1=6464+x
После смешивания растворов масса смеси составляет 446,4+64+x=510,4+x г, а массовая доля оставшегося сульфата меди(II):
ω2=32510,4+x
По условию массовая доля уменьшилась в 4 раза:
32510,4+x=14·6464+x
Решаем уравнение:
128(64+x)=64(510,4+x); 128+2x=510,4+x; x=382,4 г
Растворимость — это масса безводного сульфата меди(II), приходящаяся на 100 г воды:
S=64382,4·100=16,74 г/100 г воды
2H2O → (электролиз) 2H2+O2
Количество вещества водорода:
n(H2)=V(H2)Vm=94,08 л22,4 л/моль=4,2 моль
По уравнению электролиза количество вещества воды, израсходованной на образование водорода, равно количеству вещества водорода:
n(H2O)=4,2 моль; m(H2O)=4,2·18=75,6 г
Масса нитрата бария в исходном растворе и его количество вещества:
m(Ba(NO3)2)=522·0,10=52,2 г; n(Ba(NO3)2)=52,2261=0,2 моль
Масса образовавшегося после электролиза раствора:
m1=522-75,6=446,4 г
При растворении 100 г кристаллогидрата в растворе содержится следующая масса безводного сульфата меди(II):
M(CuSO4·5H2O)=250 г/моль; M(CuSO4)=160 г/моль; m(CuSO4)=100·160250=64 г
С нитратом бария протекает реакция обмена:
Ba(NO3)2+CuSO4→ BaSO4↓+Cu(NO3)2
В растворе содержится 0,2 моль нитрата бария, поэтому он реагирует с 0,2 моль сульфата меди(II):
m(CuSO4, reacted)=0,2·160=32 г
После реакции в растворе остается:
m(CuSO4, осталось)=64-32=32 г
Пусть x — масса воды в добавленном насыщенном растворе сульфата меди(II). Тогда массовая доля CuSO4 в этом насыщенном растворе равна:
ω1=6464+x
После смешивания растворов масса смеси составляет 446,4+64+x=510,4+x г, а массовая доля оставшегося сульфата меди(II):
ω2=32510,4+x
По условию массовая доля уменьшилась в 4 раза:
32510,4+x=14·6464+x
Решаем уравнение:
128(64+x)=64(510,4+x); 128+2x=510,4+x; x=382,4 г
Растворимость — это масса безводного сульфата меди(II), приходящаяся на 100 г воды:
S=64382,4·100=16,74 г/100 г воды
Пример ответа
Растворимость сульфата меди(II) при данной температуре равна примерно 16,7 г на 100 г воды.
Похожие задания
34Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 470 г 20%-ного раствора нитрата меди(II). После…Электролитическая диссоциация и ионный обмен · 3 заданий · 0AB6A734Через 500 г раствора хлорида бария, в котором 53% от общей массы раствора составляет масса протонов в ядрах…Электролитическая диссоциация и ионный обмен · 3 заданий · F807F334Растворимость безводного сульфида натрия Na2S при некоторой температуре составляет 15,6 г на 100 г воды. При…Химические реакции · 2 заданий · 0110A034При нагревании образца нитрата меди(II) массой 94 г часть вещества разложилась. При этом выделилось 11,2 л (в…Химические расчёты · 75 заданий · 03555534Смесь 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 · 0B92A9
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.