ЕГЭ-2011 (С4)

ЕГЭ-2011
Расчёты: массы (объёма, количества
вещества) продуктов реакции, если одно
из веществ дано в избытке (имеет
примеси), если одно из веществ дано в
виде раствора с определённой массовой
долей растворённого вещества.
C4.Углекислый газ, объёмом 5,6л пропустили через 164мл 20%ного раствора NaOH (ρ=1,22г/мл). Определите состав и массовые
доли веществ в полученном растворе.
CO2 + NaOH → NaHCO3 + H2O (1)
1 моль 1 моль
CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O (2)
1 моль 2 моль
1) n(CO2) = 5,6л/22,4л/моль = 0,25 моль
2) m(NaOH)20% = 164г ∙ 1,22г/мл = 200,08г
m(NaOH) = 200,08г ∙ 0,2г = 40,016г
n(NaOH) = 1,004 моль
3) NaOH – избыток, расчёт по второму уравнению
4) n(NaOH)ост. = 1 моль – 0,5 моль = 0,5 моль
m(NaOH) ост. = 0,5 моль ∙ 40 г/моль = 20г
5) n(Na2CO3) = 0,25 моль
m(Na2CO3) = 0,25моль ∙ 106г/моль = 26,5г
6) m(р-ра) = m(NaOH)20% + m(СO2) = 200,08г + 0,25моль ∙ 44г/моль = 211,08г
7) w(Na2CO3) = 26,5г/211,08г = 0,1255 или 12,55%
w(NaОН) = 20г/211,08г = 0,0948 или 9,48%
С4. В 15% растворе H2SO4 массой 300г растворили карбид
алюминия, выделившийся при этом метан занял объём 2,24л
(н.у.). Рассчитать массовую долю серной кислоты в полученном
растворе.
AI4C3 + 6H2SO4 → 2AI2(SO4)3 + 3CH4
n(CH4) = 2,24л/22,4л/моль= 0,1 моль
n(AI4C3) = 0,1моль/3= 0,0333 моль
m(AI4C3) = 0,0333моль ∙ 144г/моль = 4,8г
m(CН4) = 0,1моль ∙ 16г/моль = 1,6г
m(H2SO4) исх. = 300г ∙ 0,15 = 45г
nисх. (H2SO4) = 45г/98г/моль = 0,459моль
n(H2SO4)изр. = 0,2моль
n(H2SO4)ост. = 0,459моль – 0,2моль = 0,259моль
m(H2SO4) ост. = 0,259моль ∙ 98г/моль = 25,382г
m(р-ра) = m(AI4C3) + m(H2SO4) - m(CН4) = 300г + 4,8г – 1,6г = 302,2г
w(H2SO4) = 25,382г/302,2г = 0,084 или 8,4%
C4. К раствору гидроксида натрия массой 1200г прибавили 490г
40%-ного раствора серной кислоты. Для нейтрализации
получившегося раствора потребовалось 143г кристаллической
соды Na2CO3∙10H2O. Рассчитайте массу и массовую долю
гидроксида натрия в исходном растворе.
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + H2O (1)
m(H2SO4)исх. = 490г ∙ 0,4 = 196г
n(H2SO4)исх. = 2 моль
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + СO2 (2)
n(Na2CO3∙10H2O) = 143г/286г/моль = 0,5 моль
n(Na2CO3) = 0,5 моль
n(H2SO4) (2ур)= 0,5 моль
n(H2SO4) (1ур) = 2моль – 0,5моль = 1,5 моль
n(NaOH) = 1,5моль ∙ 2 = 3,0 моль
m(NaOH) = 120г
w(NaOH) = 120г/1200г = 0,1 или 10%
C4. Карбонат магния массой 8,4г растворили в 250мл раствора
H2SO4 (ρ=1,08г/мл) с массовой долей 15%. Вычислить массовую
долю сульфата магния в конечном растворе.
MgCO3 + H2SO4 = MgSO4 + CO2 + H2O
n(MgCO3 ) = 8,4г/84г/моль = 0,1 моль
m (H2SO4 )15% = 1,08г/мл ∙ 250мл = 270г
m(H2SO4 ) = 270г ∙ 0,15 = 40,5г
n(H2SO4) = 40,5г /98г/моль = 0,413 моль
H2SO4- избыток
n(MgSO4 ) = 0,1 моль
M(MgSO4) = 0,1моль ∙ 120г/моль = 12г
n(CO2) = 0,1 моль
m (CO2) = 0,1моль ∙ 44г/моль = 4,4г
m(р-ра) = 8,4г + 270г - 4,4г = 274 г
w(MgSO4) = 12г/274г ≈0,044 или 4,4%
C4. Карбид кальция массой 6,4г растворили в 87мл
бромоводородной кислоты (ρ=1,12г/мл) с массовой долей 20%.
Какова массовая доля бромоводорода в образовавшемся
растворе?
CaC2 + 2HBr = CaBr2 + C2H2
n(CaC2) = 6,4г/64г/моль = 0,1 моль
m (HBr)20% = 87мл ∙ 1,12г/мл = 97,44г
m(HBr) = 97,44г ∙ 0,2 = 19,488г
n(HBr) = 19,488г /81г/моль = 0,24моль
HBr- избыток
n(HBr)изр. = 0,2 моль
n(HBr)ост. = 0,04 моль
m(HBr) ост. = 0,04моль ∙ 81г/моль = 3,24 г
n(C2H2) = 0,1 моль
m(C2H2) = 0,1моль ∙ 26г/моль = 2,6 г
m(р-ра) = 6,4г + 97,44г - 2,6г = 101,24г
w(HBr) = 3,24г/101,24г = 0,032 или 3,2%
C5. В 1л H2O при н.у. последовательно растворили сначала 2,24л
аммиака, затем 4,48л хлороводорода. Определите массовую долю
хлорида аммония в полученном растворе.
NH3 + HCI = NH4CI
n(NH3 ) = 2,24л/22,4л/моль = 0,1 моль
n (HCI) = 4,48л/22,4л/моль = 0,2 моль
HCI - избыток
n(NH4CI) = 0,1 моль
m(NH4CI) = 53,5г/моль ∙ 0,1моль = 5,35г
m(H2O) = 1000г
m(NH3) = 0,1моль ∙ 17г/моль = 1,7г
m (HCI) = 0,2 моль ∙ 36,5г/моль = 7,3г
m(р-ра) = 1000г + 1,7г + 7,3г = 1009г
w(HBr) = 5,35г/1009г = 0,0053 или 0,53%
С4. Сероводород объёмом 2,24л (н.у.) прореагировал с 125г 12%ного раствора хлорида меди (II). Рассчитайте массовую долю
хлороводородной кислоты в полученном растворе.
1) CuCI2 + H2S → CuS↓ + 2HCI
2) n(H2S) = 0,1 моль
3) n(CuCI2) = 125г ∙ 0,12/135г/моль = 0,11 моль
CuCI2 – в избытке
3) n(HCI) = 0,2 моль
m(HCI) = 0,2моль ∙ 36,5г/моль = 7,3г
n(CuS) = 0,1 моль
m(CuS) = 0,1моль ∙ 96г/моль = 9,6г
4) m(H2S) = 0,1 моль ∙ 34г/моль = 3,4г
m(р-ра) = 125г + 3,4г – 9,6г = 118,8г
w(HCI) = 7,3г/118,8г = 0,061 или 6,1%
С4. Смешали 300 мл 70%-ного карбоната натрия (плотностью 1,03
г/моль) и 200 мл 15%-ного раствора хлорида бария (плотностью
1,07 г/мл). Определить массовую долю хлорида натрия в
образовавшемся растворе.
1) Na2CO3 + BaCI2 → 2NaCI + BaCO3↓
2) n(Na2CO3)исх. = 300мл ∙ 1,03г/мл ∙ 0,07/106г/моль = 0,204моль
n(BaCI2) = 200мл ∙ 1,07г/мл ∙ 0,15 /208г/моль = 0,154 моль
Na2CO3 - избыток
3) n(BaCO3) = 0,154 моль
m(BaCO3) = 0,154моль ∙ 197г/моль = 30,3г
m(р-ра) = 300мл ∙ 1,03г/мл + 200мл ∙ 1,07г/мл – 30,3г = 492,7г
4) n(NaCI) = 0,308 моль
m(NaCI) = 0,308моль ∙ 58,5г/моль = 18,02г
w(NaCI) = 18,02г/492,7г = 0,0366 или 3,6%