Задание 34 ЕГЭ по химии
Химические расчёты · 75 заданий
Массовая доля элемента азота в смеси нитратов магния и калия составляет 0,1636. Навеску этой смеси осторожно нагрели до постоянной массы. При этом выделилось 5,6 л (н.у.) кислорода. Такую же навеску смеси растворили в 160 мл воды и полученный раствор добавили к 250 мл раствора фторида натрия с концентрацией 0,4 моль/л. Плотность всех растворов примите равной 1 г/мл. Рассчитайте массовую долю нитрат-ионов в образовавшемся растворе.
Запишите уравнения реакций, указанных в условии, и приведите необходимые вычисления с единицами измерения и обозначениями искомых физических величин.
Запишите уравнения реакций, указанных в условии, и приведите необходимые вычисления с единицами измерения и обозначениями искомых физических величин.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Запишем уравнения термического разложения нитратов:
2Mg(NO3)2 → (t) 2MgO+4NO2+O2
Для нитрата калия уравнение разложения имеет вид:
2KNO3 → (t) 2KNO2+O2
Пусть в навеске содержится x моль Mg(NO3)2 и y моль KNO3. Количество выделившегося кислорода: n(O2)=5,6 л22,4 л/моль=0,25 моль. Так как из одного моля каждой соли образуется 0,5 моль кислорода, получаем:
0,5x+0,5y=0,25, x+y=0,5
Масса навески равна 148x+101y г, а масса азота в ней — 28x+14y г. По условию:
28x+14y148x+101y=0,1636
Решая систему x+y=0,5 и 28x+14y148x+101y=0,1636, получаем:
x=0,25 моль, y=0,25 моль
Масса навески смеси:
mсмеси=0,25·148+0,25·101=62,25 г
Количество вещества фторида натрия в добавленном растворе:
n(NaF)=cV=0,4 моль/л·0,250 л=0,100 моль
Магния содержится 0,25 моль, а для его полного осаждения потребовалось бы 0,50 моль фторид-ионов. Поэтому фторид натрия является недостаточным реагентом. Уравнение осаждения:
Mg(NO3)2+2NaF→ MgF2↓+2NaNO3
Количество образовавшегося фторида магния:
n(MgF2)=n(NaF)2=0,050 моль
Количество нитрат-ионов в растворе не изменяется. В исходной смеси их количество:
n(NO3-)=2x+y=2·0,25+0,25=0,75 моль
Масса нитрат-ионов:
m(NO3-)=0,75·62=46,5 г
Масса осадка фторида магния:
m(MgF2)=0,050·(24+2·19)=3,10 г
Масса образовавшегося раствора равна сумме масс навески, воды и раствора фторида натрия за вычетом массы осадка:
mраствора=62,25+160+250-3,10=469,15 г
Массовая доля нитрат-ионов в образовавшемся растворе:
w(NO3-)=46,5469,15=0,0991=9,91%
2Mg(NO3)2 → (t) 2MgO+4NO2+O2
Для нитрата калия уравнение разложения имеет вид:
2KNO3 → (t) 2KNO2+O2
Пусть в навеске содержится x моль Mg(NO3)2 и y моль KNO3. Количество выделившегося кислорода: n(O2)=5,6 л22,4 л/моль=0,25 моль. Так как из одного моля каждой соли образуется 0,5 моль кислорода, получаем:
0,5x+0,5y=0,25, x+y=0,5
Масса навески равна 148x+101y г, а масса азота в ней — 28x+14y г. По условию:
28x+14y148x+101y=0,1636
Решая систему x+y=0,5 и 28x+14y148x+101y=0,1636, получаем:
x=0,25 моль, y=0,25 моль
Масса навески смеси:
mсмеси=0,25·148+0,25·101=62,25 г
Количество вещества фторида натрия в добавленном растворе:
n(NaF)=cV=0,4 моль/л·0,250 л=0,100 моль
Магния содержится 0,25 моль, а для его полного осаждения потребовалось бы 0,50 моль фторид-ионов. Поэтому фторид натрия является недостаточным реагентом. Уравнение осаждения:
Mg(NO3)2+2NaF→ MgF2↓+2NaNO3
Количество образовавшегося фторида магния:
n(MgF2)=n(NaF)2=0,050 моль
Количество нитрат-ионов в растворе не изменяется. В исходной смеси их количество:
n(NO3-)=2x+y=2·0,25+0,25=0,75 моль
Масса нитрат-ионов:
m(NO3-)=0,75·62=46,5 г
Масса осадка фторида магния:
m(MgF2)=0,050·(24+2·19)=3,10 г
Масса образовавшегося раствора равна сумме масс навески, воды и раствора фторида натрия за вычетом массы осадка:
mраствора=62,25+160+250-3,10=469,15 г
Массовая доля нитрат-ионов в образовавшемся растворе:
w(NO3-)=46,5469,15=0,0991=9,91%
Пример ответа
Массовая доля нитрат-ионов в образовавшемся растворе равна 0,0991, или 9,91%.
Похожие задания
34Гидрокарбонат натрия массой 43,34 г прокалили до постоянной массы. Остаток растворили в избытке соляной…Химические расчёты · 75 заданий · B07D7834Смесь меди и оксида меди(I) растворили в избытке концентрированной азотной кислоты. При этом образовалось 470…Химические расчёты · 75 заданий · B5302534Смесь фосфида лития Li3P и нитрида лития Li3N, в которой масса протонов в ядрах всех атомов составляет 46% от…Химические расчёты · 75 заданий · B5E58C34Растворимость безводного карбоната аммония при некоторой температуре составляет 96 г на 100 г воды. При этой…Химические расчёты · 75 заданий · B68C8334Смесь железной окалины и оксида железа(III), в которой соотношение числа атомов железа к числу атомов…Химические расчёты · 75 заданий · C0634534Нитрид лития массой 3,5 г растворили в 365 г 10%-ного раствора соляной кислоты. К полученному раствору…Химические расчёты · 75 заданий · C3387C34К 632 г раствора сульфата железа(III), в котором в общей сложности содержится 1,806 · 10^(25) атомов…Химические расчёты · 75 заданий · CAD97134Медный купорос (CuSO4 · 5H2O) массой 12,5 г растворили в воде и получили раствор с массовой долей соли 20%. К…Химические расчёты · 75 заданий · CB7996
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.