Задачи, рекомендованные разработчиками заданий ЕГЭ для прорешивания в 2020 году.

[raw shortcodes=1]

Задание №1

Некоторое количество смеси гидрата дигидрофосфата калия и дигидрата гидрофосфата калия с равными массовыми долями веществ растворили в воде, которую взяли в 10 раз больше по массе, чем смеси. Сколько атомов кислорода приходится на один атом фосфора в полученном растворе?

Решение

По условию массовые доли солей в смеси равны:
ω(KH2PO4·H2O) = ω(K2HPO4·2H2O)

Из данного равенства следует, что массы солей тоже равны:
m(KH2PO4·H2O) = m(K2HPO4·2H2O)

По условию мы не ограничены в выборе масс участников. Пусть масса смеси солей будет равна 100 г. Тогда имеем следующее:
m(KH2PO4·H2O + K2HPO4·2H2O) = 100 г
m(KH2PO4·H2O) = m(K2HPO4·2H2O) = 100/2 = 50 (г)
m(H2O) = m(KH2PO4·H2O + K2HPO4·2H2O)·10 = 100·10 = 1000 (г)

Рассчитаем количества веществ в данном растворе:
ν(KH2PO4·H2O) = 50/154 = 0,3247 (моль)
ν(K2HPO4·2H2O) = 50/210 = 0,2381 (моль)
ν(H2O) = 1000/18 = 55,5556 (моль)

Далее вычислим количество моль атомов кислорода в составе каждого из участников и суммарно:
ν(О из KH2PO4·H2O) = 0,3247·5 = 1,6235 (моль)
ν(О из K2HPO4·2H2O) = 0,2381·6 = 1,4286 (моль)
ν(О из H2O) = 55,5556·1 = 55,5556 (моль)
ν(O суммарно) = 1,6235+1,4286+55,5556 = 58,6077 (моль)

Далее вычислим количество моль атомов фосфора в составе каждого из участников и суммарно:
ν(Р из KH2PO4·H2O) = 0,3247·1 = 0,3247 (моль)
ν(Р из K2HPO4·2H2O) = 0,2381·1 = 0,2381 (моль)
ν(Р суммарно) = 0,3247+0,2381 = 0,5628 (моль)

Для ответа на вопрос задачи найдем отношение количеств атомов кислорода и фосфора:
N(O)/N(P) = ν(O суммарно)/ν(Р суммарно) = 58,6077/0,5628 = 104,1 ≈ 104
Ответ: N(O)/N(P) ≈ 104

Подробный видеоразбор этой задачи на моем канале

Задание №2

После нагревания 28,44 г перманганата калия образовалось 27,16 г твердой смеси. Какой максимальный объем хлора (н.у.) можно получить при действии на образовавшуюся смесь 36,5% -ной соляной кислоты (плотность 1,18 г/мл) при нагревании? Какой объем кислоты для этого понадобится?

Решение

При нагревании перманганата калия происходит его разложение с образованием кислорода. Запишем уравнение протекающей реакции:

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

Исходя из приведенного уравнения можно понять, что масса навески уменьшается из-за выделения кислорода. Тогда найдем массу и количество выделившегося кислорода:

m(O2) = 28,44-27,16 = 1,28 (г)
ν(О2) = 1,28/32 = 0,04 (моль)
По количеству вещества кислорода кислорода установим, сколько образовалось манганата калия и диоксида марганца по количеству и массе:
ν(K2MnO4) = ν(О2) = 0,04 (моль)
ν(MnO2) = ν(О2) = 0,04 (моль)
m(K2MnO4) = 0,04·197 = 7,88 (г)
m(MnO2) = 0,04·87 = 3,48 (г)

Далее можно проверить, остался ли в смеси после прокаливания перманганат калия. Все, что останется после вычитания из массы смеси масс манганата калия и диоксида марганца, будет относиться к перманганату калия. Вычислим его массу и количество:
m(KMnO4 оставшийся) = 27,16-7,88-3,48 = 15,8 (г)
ν(KMnO4 оставшийся) = 15,8/158 = 0,1 (моль)
Все три компонента твердой смеси могут реагировать с концентрированной соляной кислотой с образованием хлора. Запишем уравнения происходящих при этом процессов:

2KMnO4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
K2MnO4 + 8HCl = 2KCl + MnCl2 + 2Cl2 + 4H2O
MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O

Далее по известным количествам компонентов твердой смеси вычислим количество и объем хлора, который можно получить с ее помощью:
ν(Cl2 из KMnO4) = 0,1/2·5 = 0,25 (моль)
ν(Cl2 из K2MnO4) = 0,04·2 = 0,08 (моль)
ν(Cl2 из MnO2) = 0,04·1 = 0,04 (моль)
ν(Cl2 суммарно) = 0,25+0,08+0,04 = 0,37 (моль)
V(Cl2 суммарно) = 0,37·22,4 = 8,29 (л)

По известным количествам компонентов твердой смеси вычислим также количество и объем раствора кислоты, которую использовали для реакций:

ν(НCl для KMnO4) = 0,1/2·16 = 0,8 (моль)
ν(НCl для K2MnO4) = 0,04·8 = 0,32 (моль)
ν(НCl для MnO2) = 0,04·4 = 0,16 (моль)
ν(НCl суммарно) = 0,8+0,32+0,16 = 1,28 (моль)
m(НCl суммарно) = 1,28·36,5 = 46,72 (г)
m(р-ра НCl суммарно) = 46,72/0,365 = 128 (г)
V(р-ра НCl суммарно) = 128/1,18 =108,5 (мл)

Ответ: V(Cl2) = 8,29 л, V(р-ра НCl) = 108,5 мл

Задание №3

Чтобы посеребрить медную пластинку массой 10 г, ее опустили в стакан, содержащий 250 г 20% раствора нитрата серебра. Когда пластинку вынули, оказалось, что масса нитрата серебра в растворе уменьшилась на 20%. Какой стала масса посеребренной пластинки и какова массовая доля нитрата серебра в образовавшемся растворе?

Решение

Запишем уравнение реакции, протекающей при помещении медной пластинки в раствор нитрата серебра:

Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag

Рассчитаем массу нитрата серебра в исходном растворе до погружения в него пластинки:

mисх.(AgNO3) = mисх.р-р(AgNO3)·ωисх.(AgNO3)/100% = 250·0,2 =50 г

В условии сказано, что масса нитрата серебра в растворе уменьшилась на 20%, то есть 20% от исходного количества нитрата серебра  вступило в реакцию:

mпрореаг.(AgNO3) = 50 г · 20%/100% = 10 г
νпрореаг.(AgNO3) = 10/170 = 0,06 моль

(Комментарий: в реальной задаче на ЕГЭ я бы советовал брать более точное значение количества моль прореагировавшего нитрата серебра, а именно 0,0588 или 0,059 моль. Такое грубое округление (до 0,06 моль) нам пришлось сделать, чтобы ответ точно совпал с ответом, который разработчики предоставили к этой задаче).

Для того, чтобы рассчитать массу пластинки после ее извлечения из раствора нитрата серебра упрощенно изобразим схему процесса, происходящего при ее помещении в раствор нитрата серебра, учитывая, что нитрат серебра по условию израсходовался не весь:Чтобы посеребрить медную пластинку массой 10 г, ее опустили в стакан

Следует понимать, что в реальности медь растворяется равномерно по всей погруженной в раствор поверхности пластинки, также равномерно оседает и серебро.

Однако, такое упрощенное изображение позволяет нам увидеть, что масса пластинки меняется за счет «налипания» серебра и частичного растворения меди.

То есть, чтобы посчитать массу пластинки после реакции надо из исходной массы пластинки вычесть массу растворившейся меди и прибавить массу выделившегося металлического серебра. 

В соответствии с уравнением реакции:
ν(Ag) = νпрореаг.(AgNO3) = 0,06 моль, тогда
m(Ag) = ν·M = 0,06·108 = 6,48 г
В свою очередь, количество вещества растворившейся меди в соответствии с уравнением реакции будет равно:
νпрореаг.(Cu) = νпрореаг.(AgNO3)/2 = 0,06/2 = 0,03 моль
mпрореаг.(Cu) = 0,03·64 = 1,92 г

Таким образом, масса пластинки после реакции будет равна:

mконечн.(пластинки) = mисх.(пластинки) − mпрореаг.(Cu) + m(Ag) = 10-1,92+6,48 = 14,6 г

Для нахождения доли нитрата серебра в конечном растворе необходимо найти массу этого раствора. Расчет массы раствор проводим полностью аналогично тому, как мы считали массу пластинки, с той лишь разницей, что к массе исходного раствора мы прибавляем массу растворившейся мед, и вычитаем массу образовавшегося серебра:

mконечн.(р-ра) = mисх.р-ра(AgNO3) + mпрореаг.(Cu) − m(Ag) = 250+1,92-6,48 = 245,44 г

Для нахождения массы неизрасходованного нитрата серебра нужно из исходной массы нитрата серебра вычесть массу прореагировавшего нитрата серебра:

mконечн.(AgNO3) = mисх.(AgNO3) − mпрореаг.(AgNO3) = 50 − 10 = 40 г, таким образом:

ωконечн.(AgNO3) = 100%·40/245,44 = 16,3%

Ответ: mконечн.(пластинки) = 14,6 г, ω(AgNO3 конечн.) = 16,3%

Задание №4

Имеется смесь меди, углерода и оксида железа (III) с молярным соотношением компонентов 4:2:1 (в порядке перечисления). Какой объем 96%-ной серной кислоты (плотность 1,84 г/мл) нужен для полного растворения при нагревании 2,2 г такой смеси?

Решение

Для начала запишем уравнения всех происходящих процессов:

Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O
C + 2H2SO4 = CO2 + 2SO2 + 2H2O
Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O

Обозначим количество оксида железа за х моль. Поскольку нам известно молярное соотношение компонентов в смеси, то количество углерода будет 2х моль, а количество меди 4х моль. Зная массу всей смеси, составим и решим уравнение относительно х:

64·4х + 12·2х + 160·х = 2,2
440х = 2,2
х = 0,005 (моль)
ν(Cu) = 0,005·4 = 0,02 (моль)
ν(C) = 0,005·2 = 0,01 (моль)
ν(Fe2O3) = 0,005·1 = 0,005 (моль)

Далее вычислим количество и массу серной кислоты, необходимой для реакций:

ν(H2SO4 для Cu) = 2ν(Cu) = 0,02·2 = 0,04 (моль)
ν(H2SO4 для C) = 2ν(C) = 0,01·2 = 0,02 (моль)
ν(H2SO4 для Fe2O3) = 3ν(Fe2O3) = 0,005·3 = 0,015 (моль)
ν(H2SO4 суммарно) = 3ν(Fe2O3) = 0,04 + 0,02 + 0,015 = 0,075 (моль)
m(H2SO4 суммарно) = 0,075·98 = 7,35 (г)

Вычислим объем раствора серной кислоты по данным задачи:

m(р-ра H2SO4 суммарно) = 7,35/0,96 = 7,66 (г)
V(р-ра H2SO4 суммарно) = 7,66/1,84 = 4,2 (мл)

Ответ: V(р-ра H2SO4) = 4,2 мл

Задание №5

Газы, полученные при термическом разложении 27,25 г смеси нитратов натрия и меди (II), пропустили через 115,2 мл воды. При этом 1,12 л газа (н.у.) не поглотилось. Определите массовые доли веществ в исходной смеси и массовую долю вещества в растворе, полученном после поглощения газов.

Решение

Для начала запишем уравнения всех происходящих процессов:

2NaNO3 = 2NaNO2 + O2
2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3

По условию часть газа не поглотилось. Здесь важно заметить, что соотношение оксида азота к кислороду при разложении нитрата меди полностью аналогично таковому при образовании азотной кислоты и равно 4:1. Тогда несложно прийти к выводу, что не смог поглотиться кислород, который выделился при разложении нитрата натрия. Найдем его количество:

ν(O2 из NaNO3) = 1,12/22,4 = 0,05 (моль)

Количество и массу нитрата натрия в изначальной смеси солей найдем по количеству кислорода:

ν(NaNO3) = 2ν(O2 из NaNO3) = 0,05·2 = 0,1 (моль)
m(NaNO3) = 0,1·85 = 8,5 (г)

Зная массу нитрата натрия, найдем его доли солей в изначальной смеси, а также массу и количество нитрата меди:

ω(NaNO3) = 8,5/27,25·100% = 31,2%
ω(Cu(NO3)2) = 100%-31,2% = 68,8%
m(Cu(NO3)2) = 27,25-8,5 = 18,75 (г)
ν(Cu(NO3)2) = 18,75/188 = 0,1 (моль)

Далее определим количества оксида азота и кислорода, которые получились при разложении нитрата меди:
ν(NO2) = 2ν(Cu(NO3)2) = 0,1·2 = 0,2 (моль)
ν(O2 из Cu(NO3)2) = ν(Cu(NO3)2)/2 = 0,1/2 = 0,05 (моль)

Вычислим количество и массу азотной кислоты, образовавшейся в растворе:

ν(HNO3) = ν(NO2) = 0,2 (моль)
m(HNO3) = 0,2·63 = 12,6 (г)

Для того, чтобы найти долю кислоты в конечном растворе, нужно также вычислить его массу. Она сложится из массы воды, а также оксида азота и кислорода, которые в ней растворились. Найдем указанные массы:

m(O2 из Cu(NO3)2) = 0,05·32 = 1,6 (г)
m(NO2) = 0,2·46 = 9,2 (г)
m(р-ра конечного) = 115,2+1,6+9,2 = 126 (г)

Найдем долю азотной кислоты в образовавшемся растворе:

ω(HNO3) = 12,6/126·100% = 10%

Ответ: ω(NaNO3) = 31,2%, ω(Cu(NO3)2) = 68,8%, ω(HNO3) = 10%

Задание №6

Сколько молей (и граммов) красного фосфора и бертолетовой соли было израсходовано, если при растворении образовавшегося в результате их взаимодействия оксида фосфора(V) в 85,5 г 50%-ного раствора фосфорной кислоты массовая доля последней в растворе увеличилась на 12,5%?

Решение

Для начала запишем уравнения всех происходящих процессов:

5KClO3 + 6P = 5KCl + 3P2O5
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4

По условию известно, что массовая доля фосфорной кислоты увеличилась на 12,5% при добавлении в ее раствор оксида фосфора. Найдем изначальную массу кислоты в растворе:

m(H3PO4 начальная) = 85,5·0,5 = 42,75 (г)

Пусть добавили х моль оксида фосфора. Тогда кислоты из него получится 2х моль. Масса образованной кислоты будет 98·2х г, а масса оксида фосфора – 142х г. Зная, что доля кислоты увеличилась на 12,5%, то есть стала равна 62,5%, составим уравнение:

(42,75+98·2х)/(85,5+142х) = 0,625
42,75+196х = 0,625(85,5+142х)
42,75+196х = 53,44+88,75х
107,25х = 10,69
х = 0,1 (моль)

Далее вычислим количества и массы фосфора и бертолетовой соли, которые ушли на образование такого количества оксида фосфора:

ν(P) = 2ν(P2O5) = 0,1·2 = 0,2 (моль)
m(P) = 0,2·31 = 6,2 (г)
ν(KClO3) = ν(P2O5)/3·5 = 0,1/3·5= 0,1667 (моль)
m(KClO3) = 0,1667·122,5 = 20,4 (г)

Ответ: m(P) = 6,2 г, m(KClO3) = 20,4 г

Задание №7

Смесь хлората и нитрата калия, массой 6,49 г, с каталитической добавкой оксида марганца (IV) нагрели до полного прекращения выделения газа. Этот газ пропустили через трубку с нагретой медью. Образовавшиеся вещество обработали 53,1 мл 19,6%-ного раствора серной кислоты (плотность 1,13 г/мл). Для нейтрализации оставшейся кислоты потребовалось 25 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 1,6 моль/л. Вычислите массовые доли солей в смеси и объем газа (при н.у.), выделившегося при нагревании.

Решение

Для начала запишем уравнения всех происходящих процессов:

2KClO3 = 2KCl + 3O2
2KNO3 = 2KNO2+ O2
2Cu + O2 = 2CuO

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

Вычислим количество гидроксида натрия:

ν(NaOH) = 1,6·25/1000 = 0,04 (моль)

Далее определим количества кислоты изначально и после реакции с оксидом меди:

m(р-ра H2SO4 изначально) = 53,1·1,13 = 60 (г)
m(H2SO4 изначально) = 60·0,196 = 11,76 (г)
ν(H2SO4 изначально) = 11,76/98 = 0,12 (моль)
ν(H2SO4 для NaOH) = ν(NaOH)/2 = 0,04/2 = 0,02 (моль)

По разности полученных величин можно понять, сколько кислоты ушло в реакцию с оксидом меди и сколько было самого оксида:

ν(H2SO4 для CuO) = ν(H2SO4 изначально)-ν(H2SO4 для NaOH) = 0,12-0,02 = 0,1 (моль)
ν(CuO) = ν(H2SO4 для CuO) = 0,1 (моль)

Далее найдем количество и объем кислорода, которые получились при разложении исходных солей и пошли на окисление меди:

ν(O2) = ν(CuO)/2 = 0,1/2 = 0,05 (моль)
V(O2) = 0,05·22,4 = 1,12 (л)

Для нахождения количеств солей в исходной смеси предположим, что при разложении хлората калия выделилось х моль кислорода. Тогда при разложении нитрата калия выделилось (0,05-х) моль кислорода. Самого хлората при этом будет х/3·2 моль, а нитрата – 2·(0,05-х) моль. Зная, что общая масса солей равна 6,49 г, составим уравнение:

122,5·х/3·2 + 101·2·(0,05-х) = 6,49
81,67х + 10,1-202х = 6,49
3,61 = 120,33х
х = 0,03 (моль)

Вычислим количества, массы и доли солей в исходной смеси:

ν(KClO3) = 0,03/3·2 = 0,02 (моль)
m(KClO3) = 122,5·0,02 = 2,45 (г)
ω(KClO3) = 2,45/6,49·100% = 37,8%
 ω(KNO3) = 100%-37,8% = 62,2%

Ответ: V(O2) = 1,12 л, ω(KClO3) = 37,8%, ω(KNO3) = 62,2%.

Задание №8

Сплав меди с алюминием массой 2 г обработали раствором щелочи. Остаток растворили в разбавленной азотной кислоте, образовавшуюся при этом смесь выделили и прокалили. Масса остатка после прокаливания составила 0,8 г. Определите объем израсходованного 40%-ного раствора гидроксида натрия (плотность 1,22 г/мл) и содержание металлов в сплаве (в % по массе).

Решение

Для начала запишем уравнения всех происходящих процессов:

2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2

Твердый остаток после прокаливания представляет собой оксид меди. Найдем его количество:

ν(CuO) = 0,8/80 = 0,01 (моль)

Далее можем найти количество и массу меди в сплаве:

ν(Cu) = ν(Cu(NO3)2) = ν(CuO) = 0,01 (моль)
m(Cu) = 0,01·64 = 0,64 (г)

Найдем долю металлов в сплаве, а также массу алюминия в нем:

ω(Cu) = 0,64/2·100% = 32%
ω(Al) = 100%-32% = 68%
m(Al) = 2-0,64 = 1,36 (г)

Далее вычислим количества алюминия и щелочи для реакции с ним:

ν(Al) = 1,36/27 = 0,05 (моль)
ν(NaOH) = ν(Al) = 0,05 (моль)

Вычислим массу щелочи и ее раствора:

m(NaOH) = 0,05·40 = 2 (г)
m(р-ра NaOH) = 2/0,4 = 5 (г)

Найдем объем израсходованного раствора щелочи:

V(р-ра NaOH) = 5/1,22 = 4,1 (мл)

Ответ: ω(Cu) = 32%, ω(Al) = 68%, V(р-ра NaOH) = 4,1 мл

Задание №9

При растворении серебра в 60% -ной азотной кислоте массовая доля кислоты в растворе снизилась до 55%. Затем к полученному раствору добавили равный по массе 2%-ный раствор хлорида натрия. Раствор профильтровали. Определите массовые доли веществ в образовавшемся растворе.

Решение

Для начала запишем уравнения всех происходящих процессов:

Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2 + H2O
AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3

Поскольку в задаче не дана изначальная масса раствора кислоты, примем ее равной 100 г. Тогда найдем массу кислоты в изначальном растворе:

m(HNO3 начальная) = 100·0,6 = 60 (г)

При добавлении серебра к раствору кислоты его масса изменилась, поскольку серебро пришло в раствор, а NO2 из него улетел. Пусть добавили х моль серебра, тогда израсходовали 2х моль кислоты и образовалось х моль NO2. Зная, что доля кислоты после реакции с серебром стала 55%, составим уравнение:

(60-63·2х)/(100+108х-46х) = 0,55
60-126х = 55+59,4х-25,3х
5 = 160,1х
х = 0,0312 (моль)

Далее можем найти количества нитрата серебра и азотной кислоты после растворения серебра:

m(HNO3 конечная) = 60-0,0312·2·63 = 56,07 (г)
m(AgNO3 начальная) = 0,0312·170 = 5,304 (г)

Для дальнейшего решения необходимо найти массу раствора после растворения серебра:

m(р-ра HNO3+AgNO3) = 100+108·0,0312-46·0,0312 = 101,9 (г)

По условию известно, что далее добавили раствор хлорида натрия с равной массой. Тогда можем рассчитать массу и количество добавленного хлорида натрия:

m(р-ра NaCl) = m(р-ра HNO3+AgNO3) = 101,9 (г)
m(NaCl) = 101,9·0,02 = 2,038 (г)
ν(NaCl) = 2,038/58,5 = 0,0348 (моль)

Количество хлорида натрия больше, чем нитрата серебра при соотношении в реакции 1:1. Из этого делаем вывод, что в конечном растворе будут находиться нитрат натрия, хлорид натрия и азотная кислота. Вычислим количество и массу оставшегося хлорида натрия:

ν(NaCl ост) = ν(NaCl) − ν(AgNO3) = 0,0348-0,0312 = 0,0036 (моль)
m(NaCl ост) = 0,0036·58,5 = 0,2106 (г)

Далее вычислим массу нитрата натрия:

ν(NaNO3) = ν(AgNO3) = 0,0312 (моль)
m(NaNO3) = 0,0312·85 = 2,652 (г)

Масса конечного раствора сложится из масс двух растворов, которые смешали, за вычетом осадка хлорида серебра. Найдем массу конечного раствора:

ν(AgCl) = ν(AgNO3) = 0,0312 (моль)
m(AgCl) = 0,0312·143,5 = 4,477 (г)
m(р-ра конечн) = 101,9 + 101,9 − 4,477 = 199,3 (г)

Найдем доли растворенных веществ в полученном растворе:

ω(HNO3) = 56,07/199,3·100% = 28,1%
ω(NaNO3) = 2,652/199,3·100% = 1,3%
ω(NaCl) = 0,2106/199,3·100% = 0,1%
Ответ: ω(HNO3) = 28,1%, ω(NaNO3) = 1,3%, ω(NaCl) = 0,1%

Задание №10

Неизвестный альдегид массой 6,36 г нагрели со смесью, полученной при действии щелочи на 22,4 г сульфата меди(II). Образовавшийся осадок отфильтровали и выдержали при 150 оС до постоянной массы, которая составила 10,24 г. Определите возможную структурную формулу альдегида. Атомную массу меди принять равной Ar(Cu) = 64.

Решение

Для начала запишем уравнения всех происходящих процессов:

CuSO4 + 2OH = Cu(OH)2 + SO42-
RCHO + 2Cu(OH)2 = RCOOH + Cu2O + 2H2O

Cu(OH)2 = CuO + H2O

Вычислим количество сульфата меди:

ν(CuSO4) = 22,4/160 = 0,14 (моль)

Количество гидроксида меди до реакции с альдегидом будет равным:

ν(Cu(OH)2) = ν(CuSO4) = 0,14 (моль)

Предположим, что в реакцию с альдегидом ушло х моль гидроксида меди и из него образовалось 0,5х моль Cu2O. Тогда осталось (0,14-х) моль гидроксида меди, который при прокаливании перешел в (0,14-х) моль CuO. Зная, что масса смеси оксидов равна 10,24 г, составим уравнение:

144·0,5х + 80·(0,14-х) = 10,24
72х + 11,2 − 80х = 10,24
0,96 = 8х
х = 0,12 (моль)

Количество альдегида по уравнению реакции равно количеству Cu2O. Найдем его молярную массу:

ν(RCHO) = ν(Cu2O) = 0,5·0,12 = 0,06 (моль)
M(RCHO) = 6,36/0,06 = 106 (г/моль)

Молярная масса функциональной группы -CHO равна 29 г/моль. Тогда найдем молярную массу радикала:

M(R) = M(RCHO)-M(CHO) = 106-29 = 77 (г/моль)

По найденному значению можно сделать вывод, что исходное органическое вещество представляет собой бензальдегид.

Ответ: C6H5-CHO

Задание №11

Смесь оксидов цинка и железа(III) растворили в разбавленной серной кислоте. К полученному раствору добавили избыток сульфида аммония, при этом выпало 5,13 г осадка. Обработка этого осадка избытком соляной кислоты привела к выделению1,12 л газа (н.у.). Рассчитайте массу исходной смеси оксидов.

Решение

Для начала запишем уравнения всех происходящих процессов:

ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O
Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O
ZnSO4 + (NH4)2S = ZnS + (NH4)2SO4
Fe2(SO4)3 + 3(NH4)2S = 2FeS + S + 3(NH4)2SO4
ZnS + 2HCl = ZnCl2 + H2S

FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S

Найдем количество сероводорода:

ν(H2S) = 1,12/22,4 = 0,05 (моль)

Пусть из сульфида цинка получилось х моль сероводорода, тогда из сульфида железа его вышло (0,05-х) моль. Осадок после обработки сульфидом аммония представляет собой смесь серы и сульфидов. В наших обозначениях серы будет (0,05-х)/2 моль. Составим уравнение:

97х + 88(0,05-х) + 32(0,05-х)/2 = 5,13
97х + 4,4 − 88х + 0,8 − 16х = 5,13
7х = 0,07
х = 0,01 (моль)

Найдем количества и массы исходных оксидов:

ν(ZnO) = ν(ZnSO4) = ν(ZnS) = 0,01 (моль)
m(ZnO) = 0,01·81 = 0,81 (г)
ν(Fe2O3) = ν(Fe2(SO4)3) = ν(FeS)/2 = (0,05-0,01)/2 = 0,02 (моль)
m(Fe2O3) = 0,02·160 = 3,2 (г)

Найдем общую массу смеси оксидов:

m(смеси) = 3,2+0,81 = 4,01 (г)

Ответ: m(смеси) = 4,01 г.

Задание №12

К раствору, содержащему 3,88 г смеси бромида калия и йодида натрия, добавили 78 мл 10%-ного раствора нитрата серебра (плотность раствора 1,09 г/мл). Выпавший осадок отфильтровали. Фильтрат может прореагировать с 13,3 мл соляной кислоты с концентрацией 1,5 моль/л. Определите массовые доли солей в исходной смеси и объем хлороводорода (при н.у.), необходимый для приготовления израсходованной соляной кислоты. (61,3% бромида калия, 38,7 иодида натрия, 448 мл соляной кислоты).

Решение

Для начала запишем уравнения всех происходящих процессов:

AgNO3 + KBr = AgBr + KNO3
AgNO3 + NaI = AgI + NaNO3
AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3

Найдем количество хлороводорода в растворе и его объем:

ν(HCl) = 1,5·13,3/1000 = 0,02 (моль)
V(HCl) = 0,02·22,4 = 0,448 (л)

Далее вычислим начальное количество нитрата серебра:

m(р-ра AgNO3) = 78·1,09 = 85,02 (г)
m(AgNO3) = 85,02·0,1 = 8,502 (г)
ν(AgNO3) = 8,502/170 = 0,05 (моль)

Затем можно вычислить, сколько нитрата серебра ушло в реакцию с бромидом калия и йодидом натрия:

ν(AgNO3 на бромид и йодид) = ν(AgNO3) − ν(HCl) = 0,05-0,02 = 0,03 (моль)

Соотношение реагентов во всех реакциях здесь 1:1. Тогда суммарное количество бромида калия и йодида натрия равно количеству нитрата серебра:

ν(AgNO3 на бромид и йодид) = ν(KBr+ NaI) = 0,03 (моль)

Пусть бромида калия в смеси было х моль, тогда йодида натрия (0,03-х) моль. Зная их суммарную массу, составим уравнение:

119х + 150·(0,03-х) = 3,88
119х + 4,5 − 150х = 3,88
0,62 = 31х
х = 0,02 (моль)
ν(KBr) = 0,02 (моль)
ν(NaI) = 0,03-0,02 = 0,01 (моль)

Найдем массы и доли солей в смеси:

m(KBr) = 0,02·119 = 2,38 (г)
ω(KBr) = 2,38/3,88·100% = 61,3%
ω(NaI) = 100% − 61,3% = 38,7%

Ответ: V(HCl) = 0,448 л, ω(KBr) = 61,3%, ω(NaI) = 38,7%

Комментариев 1
  1. Валентина

    Спасибо, что ещё можно сказать! Это бесспорно огромная помощь и учителям, и ученикам. Спасибо за ваш ОГРОМНЫЙ труд. … Хотя задачи для ЕГЭ можно разработать и попроще.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.