Как решать задачи по химии егэ 34 задание - Помощь в подготовке к экзаменам и поступлению

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

гимназия №4 г. Канска

Методическое пособие для обучающихся 11 классов

профильного направления «Химия»

Алгоритмы решения 34 задания ЕГЭ по химии

Подготовил:

ученик 11Б класса

МАОУ гимназии №4

Ходасевич Егор

Канск, 2022 г.

Оглавление

Спецификация:…………………………………	3
Оценивание 34 задания……………………….	4
Типы задач……………………………………..	5
Что нужно знать для выполнения?…………….	7
Химические свойства…………………………	8
• Оксиды ……………………………………	8
• Основания…………………………………	9
• Соли………………………………………..	10
• Кислоты……………………………………	11
Алгоритм решения…………………………….	12
Примеры решения задач по алгоритму………	13
Задача на электролиз…………………………..	13
Задача на кристаллогидрат……………………	18
Задача на пластинку ……………………………	21
Задача на выход реакции………………………	24
Задача на растворимость………………………	26

34 задание ЕГЭ по химии является расчётной задачей высокого уровня сложности. При решении данного типа задач задействуются все алгоритмы, механизмы и знания по неорганической химии за школьный курс.

Спецификация:

Расчёты с использованием понятий «растворимость», «массовая доля вещества в растворе».
Расчёты массы (объёма, количества вещества) продуктов реакции, если одно из веществ дано в избытке (имеет примеси).
Расчёты массы (объёма, количества вещества) продукта реакции, если одно из веществ дано в виде раствора с определённой массовой долей растворённого вещества.
Расчёты массовой доли (массы) химического соединения в смеси

Так как задание повышенного уровня сложности, решает его маленький процент сдающих экзамен.

Правильный ответ должен включать в себя:

Правильно записанные уравнения всех реакций
Правильно выполненные вычисления
Логическую взаимосвязь физических величин, на основании которой проводятся расчёты
Правильно определённая искомая величина

Оценивание 34 задания

Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы: • правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания; • правильно произведены вычисления, в которых используются необходимые физические величины, заданные в условии задания; • продемонстрирована логически обоснованная взаимосвязь физических величин, на основании которой проводятся расчёты; • в соответствии с условием задания определена искомая физическая величина	4
Правильно записаны три элемента ответа	3
Правильно записаны два элемента ответа	2
Правильно записаны один элемента ответа	1
Все элементы ответа записаны неверно	0
Максимальный балл	4

Типы задач

Существует несколько типов 34 задания

На атомы

Смесь малахита ((CuOH)2CO3) и карбоната цинка, в которой
соотношение числа атомов углерода к числу атомов кислорода равно 5 : 19, растворили в 580,1 г разбавленного раствора серной кислоты. При этом все исходные вещества прореагировали полностью, и выделилось 11,2 л газа (н.у.). К полученному раствору добавили 52 г цинка. После того как массовая доля сульфата меди(II) уменьшилась до 2,5%, всю смесь цинка и меди отделили. Вычислите массовую долю сульфата цинка в конечном растворе.

На растворимость

Растворимость карбоната аммония составляет 96 г на 100 г воды. Приготовили насыщенный раствор с 250 мл воды, разделили его на две колбы. В первую колбу добавили избыток твёрдого гидроксида натрия и нагрели, а во вторую — 250 г соляной кислоты (тоже в избытке). При этом из второй колбы выделилось в три раза меньше газа (при одинаковых условиях), чем из первой. Определите массовую долю соли во второй пробирке.

На электролиз

Для проведения электролиза взяли раствор нитрата серебра. После того
как объём газа, выделившийся на аноде, оказался в 1,2 раза меньше
объёма газа, выделившегося на катоде, процесс остановили. (Объёмы
газов измерены при одинаковых условиях). Масса образовавшегося в
процессе электролиза раствора оказалась на 51,8% меньше массы
исходного раствора. К полученному раствору добавили равный ему по
массе 20%-ный раствор гидроксида натрия. Определите среду конечного
раствора и массовую долю соли в нём.

На неполное разложение

При нагревании образца нитрата алюминия часть вещества разложилась.
При этом образовался твёрдый остаток массой 37,98 г. В этом остатке
число атомов алюминия в 5 раз меньше числа атомов кислорода.
Остаток полностью растворили в необходимом для реакции
минимальном объёме 24%-ного раствора гидроксида натрия. При этом
образовался тетрагидроксоалюминат натрия. Определите массовую
долю нитрата натрия в полученном растворе.

На пластинку

Магниевую пластинку поместили в 483 г 20%-ного раствора сульфата цинка. После того как масса раствора уменьшилась на 20,5 г, пластинку вынули. К оставшемуся раствору добавили 224 г 40%-ного раствора гидроксида калия. Определите массовую долю гидроксида калия в образовавшемся растворе. (Процессами гидролиза пренебречь.)

Определение типа соли

Раствор гидрокарбоната кальция содержит 88,8% кислорода по массе.
Этот раствор массой 540 г по каплям добавили к 120 г 0,4%-ного
раствора гидроксида натрия. Выпавший осадок отделили, а оставшийся
раствор нагрели до прекращения выделения газа. Вычислите массу
конечного раствора и массу соли в нём.

Выход реакции

При обжиге 65,79 г известняка, содержащего 5% примесей, был получен углекислый газ с выходом 80%, который пропустили через 328 мл 20%-ого раствора гидроксида натрия (p=1,22 г/мл). Определите состав и массовые доли веществ в полученном растворе.

На смесь

Смесь, состоящую из порошков алюминия и угля, прокалили без доступа воздуха. После завершения реакции масса твёрдого остатка составила 12,24 г. К этому остатку добавили 300 г раствора гидроксида калия, взятого в избытке. При этом выделилось 10,752 л (н.у.) смеси газов. Вычислите массовую долю тетрагидроксоалюмината калия в конечном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

На кристаллогидрат

Оксид меди (II) массой 16 г обработали 40 мл 5,0%-ного раствора серной кислоты (р = 1,03 г/см3). Полученный раствор отфильтровали, фильтрат упарили. Определите массу полученного кристаллогидрата.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Что нужно знать для выполнения?

Формулы
Химические свойства веществ, чтобы записать уравнения реакций
Примерный алгоритм решения

Начнём с формул. На самом деле формулы для решения задач запомнить не так трудно, потому что их небольшое количество. Большую часть формул можно вывести из других.

Пример: m = n ∙ M

n = m/М

Для решения расчетных задач по химии понадобятся следующие физические величины и формулы для их вычисления.

	Формула
Количество вещества n (моль)	n=m/Mr n=V/22.4 (л/моль)
Масса вещества m (г)	m=n•Mr
Объем вещества V (л)	V=n • 22.4 (л/моль) V=m/ρ
Массовая доля W (%)	А)элемента W=Arn/Mr100% Б)веществаW=m(ч.в.)/m(р-ра)*100%
Плотность ρ (г/мл)	ρ=m(р-ра)/V(р-ра)
Выход продукта реакции (%)	η=m(пр.)/m(теор.)
Относительная плотность газа А по газу В	Dв(A)=M(A)/M(B)

Химические свойства

Для составления уравнений реакций в решении задачи, следует знать все химические свойства всех веществ. Ведь это обязательное условие для решения задачи.

Оксиды

это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов (т. е. бинарные соединения), один из которых — кислород в степени окисления −2.

Оксиды делятся на две группы солеобразующие (ВеО, ZnO, CaO) и несолеобразующие (NO, N2O, CO).

В свою очередь солеобразующие делятся ещё на три группы: основные (степень окисления метала +1,+2), амфотерные (степень окисления метала +3,+4,+5), кислотные (степень окисления метала +6,+7; степень окисления не метала +3 и больше)

Основные

1.Взаимодействие оксидов щелочных и щелочноземельных металлов с водой

CaO + H2O → Ca(OH)2

2.Взаимодействие с кислотами

MgO+ 2HNO3 → Mg(NO3)2+ 2H2O

3.Взаимодействие с кислотными оксидами

BaO + SO3 → BaSO4

4. Взаимодействие с амфотерными оксидами

Na2O + Al2O33 → NaAlO2

Кислотные

1.Взаимодействие с водой (образование кислоты)

SO3 + H2O → H2SO4

2. Взаимодействие с основными оксидами

SO3 + CuO → CuSO4

3. Взаимодействие с амфотерными оксидами

SO3 + Al2O3 → Al2 (SO4) 3

4. Взаимодействие с основаниями

N2O5 + 2NaOH → 2NaNO3 + H2O

Амфотерные

1. С кислотами (образование соли этой кислоты и воды)

Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O

2. Взаимодействие с кислотными оксидами

Al2O3 + N2O5 → 2Al(NO3) 3

3.Взаимодействие с основными оксидами

Al2O3 + Na2O → 2NaAlO2

4. Взаимодействие с щелочами (раствор)

Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH) 4]

5. Взаимодействие с щелочами (расплав)

ZnO + 2KOH → K2ZnO2 + H2O

Основания

это сложные вещества, которые состоят из катиона металла и гидроксильной группы (OH).

1.Взаимодействие с кислотными оксидами

N2O5 + 2NaOH → 2NaNO3 + H2O

2. Взаимодействие с кислотами

Ba(OH) 2 + 2HNO3 → Ba(NO3) 2 + 2H2O

3. Взаимодействие с солями

KOH + MgSO4 → Mg(OH) 2↓ + K2SO4

4. Термическое разложение (только нерастворимые основания)

Cu(OH) 2 → CuO +H2O

5. Взаимодействие амфотерных гидроксидов со щелочами

Al(OH) 3(тв.) + KOH(тв.) → KAlO2 + 2H2O

Al(OH) 3(р-р) + KOH(р-р) → K[Al(OH) 4]

Соли

это сложные вещества, в состав которых входят катионы металла и анионы кислотного остатка. Иногда в состав солей входят водород или гидроксид-ион.

Соли делятся на 4 группы: средние (метал + кислотный остаток), кислые (метал + Н + кислотный остаток), основные (метал + ОН + кислотный остаток), комплексные(K[Al(OH)4])

Средние

1.Диссоциация

NaCl → Na+ + Cl—

2. Термическое разложение

CaCO3 → CaO + CO2

3. Взаимодействие солей с металлами

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

4. Гидролиз

Na2 CO3 + H2 O → NaOH + NaHCO3

5.Взаимодействие с кислотами

K2 CO3 + 2HCl → 2KCl + CO2 +H2 O

6. Взаимодействие с основаниями

Fe(NO3)3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaNO3

7.Взаимодействие с солями

AgCl + 2Na2 S2 O3 → Nа3 [Ag(S2 O3)2] + NaCl

Кислые

1.Диссоциация.

NaHCO3 → Na + +HCO3 — HCO3− → H + + CO3 2-

2. Термическое разложение

Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2 O

3. Взаимодействие солей со щелочью.

Ba(HCO3)2 + Ba(OH)2 → 2BaCO3 + 2H2 O

Основные

1.Термическое разложение

[Cu(OH)]2 CO3 → 2CuO + CO2 + H2 O

2.Взаимодействие с кислотами

Sn(OH)Cl + HCl → SnCl2 + H2 O

3. Диссоциация

Mg(OH)Cl → Mg(OH)+ + Cl— Mg(OH)+ → Mg2+ + OH—

Комплексные

1.Взаимодействие с кислотами

Na[Al(OH)4] + 4HCl(изб.) → NaCl + AlCl3 + 4H2 O

Na[Al(OH)4] + HCl(нед.) → NaCl + Al(OH)3 + H2 O

2.Диссоциация

K[Al(OH)4] → K++ [Al(OH)4] —

3. Взаимодействие с сероводородом

K[Al(OH)4]+ H2 S → KHS+Al(OH)3 ↓ +H2 O

4. Взаимодействие с кислотными оксидами

K[Al(OH)4]+CO2 → KHCO3+Al(OH)3 ↓

5.Термическое разложение

K[Al(OH)4] → KAlO2 +2H2 O

Кислоты

это сложные вещества, состоящие из атомов водорода (которые могут замещаться на атомы металлов) и кислотных остатков.

1. Диссоциация

HNO3 → H + + NO -3

2. Разложение

H2CO3 → H2O + CO2 ↑

3. Взаимодействие с металлами (до Н)

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 ↑

4. Взаимодействие с основаниями

H3 PO4+3NaOH →Na 3 PO4+3H2O

5. Взаимодействие с солями

BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl↑

6. Взаимодействие с основными оксидами

K2O + 2HNO3 → 2KNO3 + H2O

7. Взаимодействие с амфотерными оксидами

2HNO 3 +ZnO → Zn(NO3) 2+H2O

Алгоритм решения

На самом деле все задачи уникальны и сложны по-своему. Очень трудно составить один алгоритм для решения всех задач. Можно только выявить некоторые базовые модули, определяющие общую стратегию и основные этапы решения задачи. А уже из них выстраивать ход решения, наполняя пустой алгоритм содержанием.

Поэтому я разработал алгоритм, которым можно пользоваться при решении этих задач

А) Определяем тип задачи

Б) Структурируем все данные (пишем дано)

В) Проводим анализ условия (составляем уравнения химических реакций, о которых упоминается в условии задачи)

Г) Устанавливаем логические связи (формулируем главный вопрос задачи, т.е. находим вещество, количество которого необходимо рассчитать, и логическую цепочку, связывающую количество этого вещества с веществами, количество которых мы знаем или можем вычислить).

Д)Решаем задачу

Примеры решения задач по алгоритму

Задача на электролиз

Электролиз 640  г 15%-го раствора сульфата меди(II) прекратили, когда масса раствора уменьшилась на 32,0  г. К образовавшемуся раствору добавили 400  г 20%-го раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю щёлочи в полученном растворе.

В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

А) Определяем тип задачи

Данная задача относится к типу задач на электролиз. Нужно вспомнить что мы знаем про электролиз.

Электролиз (греч. elektron — янтарь + lysis — разложение) — химическая реакция, происходящая при прохождении постоянного тока через электролит. Это разложение веществ на их составные части под действием электрического тока.

Процесс электролиза заключается в перемещении катионов (положительно заряженных ионов) к катоду (заряжен отрицательно), и отрицательно заряженных ионов (анионов) к аноду (заряжен положительно).

NaCl + H2O → H2 + Cl2 + NaOH

CuSO4 + H2O → Cu + O2 + H2SO4

Медь относится к малоактивным металлам, поэтому сама в чистом виде выделяется на катоде. Анион кислородсодержащий, поэтому в реакции выделяется кислород. Сульфат-ион никуда не исчезает, он соединяется с водородом воды и превращается в серую кислоту.

В безводных расплавах реакции записываются еще проще: вещества распадаются на составные части:

AlCl3 → Al + Cl2

LiBr → Li + Br2

Если в условии задачи электролиз прекратили, то в дальнейшем взаимодействует не только продукт реакции, но и то вещество, которое подверглось электролизу.

Пример: При проведении электролиза 500  г 16%-го раствора сульфата меди(II) процесс прекратили, когда на аноде выделилось 1,12  л газа (н. у.). К образовавшемуся раствору прибавили 53,0  г 10%-го раствора карбоната натрия. Определите массовую долю сульфата меди(II) в полученном растворе.

В данном случае будет составлено 3 уравнения реакций:

Электролиз сульфата меди (II).
Реакция остатка сульфата меди (II) с карбонатом натрия
Реакция серной кислоты с карбонатом натрия

Б) Структурируем все данные (пишем дано)

m (р-ра)(CuSO4)=640г

w (CuSO4)=15%

m (р-ра)(NaOH)=400г

w (NaOH)=20%

В) Проводим анализ условия (составляем уравнения химических реакций, о которых упоминается в условии задачи)

1) 2 CuSO4 + 2 H2O → O2 + 2 H2SO4 + 2 Cu

(электролиз 640  г 15%-го раствора сульфата меди(II) прекратили)

2) H2SO4 + 2 NaOH → 2 H2O+ Na2SO4

(К образовавшемуся раствору добавили 400  г 20%-го раствора гидроксида натрия)

3) CuSO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + Cu(OH)2

(так как электролиз прекратили, в нём осталась какая-то доля сульфата меди(II), которая тоже будет реагировать с гидроксидом натрия)

Вывод: у нас получилось 3 уравнения реакций по которым мы будем вести вычисления

Г) Устанавливаем логические связи

Требуется найти массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе.

1.Чтобы найти массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе нужно знать массу раствора и массу самого гидроксида в этом растворе

W=m(ч.в.)/m(р-ра)*100%

2. Сульфат меди количественно связан с гидроксидом натрия- гидроксида натрия в 2 раза больше (3 реакция)

3. Гидроксид натрия связан с серной кислотой- гидроксида натрия в 2 раза больше (2 реакция)

4. Сульфат меди связан с серной кислотой – равны (1 реакция)

5.Сульфат меди связан с гидроксидом меди- равны (3 реакция)

Д)Решаем задачу

1.m(ч-в)(CuSO4)= 640г*15%/100% = 96г

2.n(CuSO4)= m/Mr = 96г/160 = 0,6 моль

3.m(ч-в)(NaOH)= 400г*20%/100% = 80г

4.n(NaOH)= m/Mr = 80г/40 = 2 моль

Пусть количество вещества образовавшегося кислорода n(O2) = х моль. Тогда количество вещества образовавшейся меди n(Сu) = 2xмоль. m(O2) = 32x(г), а m(Сu) = 64∙2x = 128x(г). По условию задачи: m(O2) + m(Сu) = 32.
32x + 128x = 32
х = 0,2(моль)

5.n(O2)=0,2 моль, а n(Cu)=0,4 моль, тогда n( изр)(CuSO4)=0,4 моль

6. n(ост)(CuSO4)(3ур.)=0,2 моль, а n(NaOH) в 2 раза больше (по 3 уравнению).

n(NaOH)=0,4 моль (в 3 реакции)

7.m(NaOH)=0,4 моль*40г/моль=16г

8.n( изр)(CuSO4)(1ур)=n(H2SO4)=0,4 моль

9.m(1ур)(H2SO4)=0,4 моль*98г/моль=39,2г

10.n(2ур.)(NaOH) в 2 раза больше n(H2SO4) (по 2 реакции)

n (2ур.) (NaOH)=0,8 моль

11.n(изр)(NaOH)=0,8+0,4=1,2 моль

12.n(ост)(NaOH)=2 моль-1,2 моль=0,8моль

13.m(ост)(NaOH)=0,8*40=32г

14.n(Cu(OH2)=n(CuSO4)=0,2 моль (по 3 реакции)

15.m(Cu(OH2)=0,2 моль *98г/моль=19,6 г

16.m(кон.раств.)=m(CuSO4)+ m(NaOH)-32г- m(Cu(OH2)=640+400-32- 19,6=988,4г

17.w(NaOH)= m(NaOH)/ m(кон.раств.)=32г*100%/988,4г=3,24%

Ответ: w(NaOH)= 3,24%

Задача на кристаллогидрат

Смесь цинка и цинкового купороса (ZnSO4 · 7H2O) полностью растворилась в 160 г раствора гидроксида натрия, при этом выделилось 2,24 л газа (н.у.) и образовался раствор массой 172,04 г. Вычислите массовые доли солей в полученном растворе

А) Определяем тип задачи

Кристаллогидраты — это сложные вещества, которые содержат в кристаллической решетке молекулы воды.

Многие соединения (чаще всего соли) выкристаллизовываются из водных растворов в виде кристаллогидратов.

При расчёте молярной массы нельзя забывать про воду.

Пример: ZnSO4 · 7H2O

Его молярная масса будет не 161г/моль, а 287г/моль (161 — ZnSO4 ,126 — 7H2O)

Часто встречающиеся кристаллогидраты в ЕГЭ

Кристаллогидрат	Тривиальное название/ название по систематической номенклатуре
Na2CO3 · 10H2O	Кристаллическая сода, декагидрат карбоната натрия
CaSO4 · 2H2O	Гипс, дигидрат сульфата кальция
CuSO4 · 5H2O	Медный купорос, пентагидрат сульфата меди(II)
Na2SO4 · 10H2O	Кристаллическая сода, декагидрат карбоната натрия
FeSO4 · 7H2O	Железный купорос, гептагидрат сульфата железа(II)
ZnSO4 · 7H2O	Цинковый купорос, гептагидрат сульфата цинка(II)

Б) Пишем «дано» исходя из условия задачи

m(NaOH)=160г

V(H2)=2,24л

m(кон.раств.)=172,04г

В) Проводим анализ условия (составляем уравнения химических реакций, о которых упоминается в условии задачи)

1) ZnSO4 + 4NaOH → Na2 [Zn(OH)4] + Na2SO4

(Смесь цинка и цинкового купороса (ZnSO4 ·7H2O) полностью растворилась в 160 г раствора гидроксида натрия)

2) Zn + 2NaOH + 2H2O → Na2 [Zn(OH)4] + H2

(Смесь цинка и цинкового купороса (ZnSO4 · 7H2O) полностью растворилась в 160 г раствора гидроксида натрия)

Г) Устанавливаем логические связи

Требуется найти массовые доли солей в полученном растворе

1.Чтобы найти массовые доли солей в полученном растворе нужно знать массу раствора и массу самих солей в этом растворе

W=m(ч.в.)/m(р-ра)*100%

2. Цинк связан с водородом –равны (2 реакция)

3. Сульфат натрия связан с сульфатом цинка- равны(1 реакция)

Д)Решаем задачу

1.n(H2)=2,24л/22,4л/моль=0,1 моль

2.m(H2)=0,1 моль*2 г/моль=0,2 г

3. n(Zn)= n(H2)=0,1 моль

4. m(Zn)= 0,1 моль* 65г/моль=6,5г

5. m(кон.раств.)= m(исх)+m(Zn)+m(ZnSO4 · 7H2O)-m(H2)

m(ZnSO4 · 7H2O)=m(кон.раств.)-m(исх)— m(Zn)-m(H2)=172,04г-160г-6,5г+0,2г=5,74г

6.n (ZnSO4 · 7H2O)=n(ZnSO4)=5,74г/287г/моль=0,02 моль

7.n(Na2SO4)=n(ZnSO4)= 0,02 моль

8.n(Na2 [Zn(OH)4])=n(Zn)+ n(ZnSO4)=0,1 моль+0,02 моль=0,12 моль

9. m(Na2SO4)=0,02 моль*142г/моль=2,84г

10. m(Na2 [Zn(OH)4])=0,12 моль*179г/моль=21,48г

11.w(Na2SO4)=2,84г/172,04г*100%=1,65%

12. w(Na2 [Zn(OH)4])=21,48г/172,04г*100%=12,49%

Ответ: w(Na2SO4)= 1,65%; w(Na2 [Zn(OH)4])=12,49%

Задача на пластинку

Навеску оксида меди(II) массой 12,0 г растворили в 200 г 9,8 %-й серной кислоты. В полученный раствор опустили железную пластинку, выдержали до прекращения реакции и удалили из раствора. Найдите массовую долю соли в полученном растворе. Примите Ar(Cu)=64. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

А) Определяем тип задачи

Данная задача относится к типу задач на пластинку. Решая задачи, важно понимать, что реакции металлов с солями являются окислительно-восстановительными и протекают на поверхности металла, погруженного в раствор соли а выделившийся в результате реакции металл осаждается на данной поверхности.

Б) Пишем «дано» исходя из условия задачи

m(CuO)=12,0г

m(H2SO4)=200г

w(H2SO4)=9,8%

Ar(Cu)=64

В) Проводим анализ условия (составляем уравнения химических реакций, о которых упоминается в условии задачи)

1) CuO+ H2SO4→ CuSO4+ H2O

(Навеску оксида меди(II) массой 12,0 г растворили в 200 г 9,8 %-й серной кислоты)

2) CuSO4+Fe→FeSO4+Cu

(В полученный раствор опустили железную пластинку, выдержали до прекращения реакции и удалили из раствора)

3) H2SO4+ Fe→ FeSO4+ H2

( В полученный раствор опустили железную пластинку, выдержали до прекращения реакции и удалили из раствора)

Г) Устанавливаем логические связи

Требуется найти массовую долю соли в полученном растворе

1.Чтобы найти массовую долю соли в полученном растворе нужно знать массу раствора и массу самой соли в этом растворе

W=m(ч.в.)/m(р-ра)*100%

2.Сульфид меди связан с оксидом меди — равны (1 реакция)

3.Сульфид железа связан с сульфидом меди – равны (2 реакция)

4.Серная кислота связана с оксидом меди – равны

5.Сульфид железа связан с серной кислотой – равны (3 реакция)

Д)Решаем задачу

1)n(CuO)=12/80=0,15 моль

2) m(H2SO4)=200*9,8%/100%=19,6г

3) n(H2SO4)=200*0,098/98=0,2 моль

4) n(CuSO4)= n(CuO)=0,15 моль (1 реакция)

5) n(FeSO4)= n(CuSO4)= )=0,15 моль (2 реакция)

6) n(H2SO4)= n(CuO)=0,15 моль

7) n(H2SO4)=0,2 моль-0,15 моль=0,05 моль (3 реакция)

n(FeSO4)= n(H2SO4)=0,05моль (3 реакция)

9)m(FeSO4)=(0,15+0,05)*152=30,4г

10)m(H2O в FeSO4)= m(H2O в H2SO4)+ m(H2O) = (200 -19,6)+0,15*18= 183,1г

11)mраств(FeSO4)=m(FeSO4)+m(H2O)=30,4+183,1= 213,5

12) w(FeSO4)=30,4*100/213,5=14,2%

Ответ: w(FeSO4)= 14,2%

Задача на выход реакции

При взаимодействии в сернокислой среде 17,4 г диоксида марганца с 58 г бромида калия при 77%-ном выходе выделился бром. Какой объём (н. у.) пропена может провзаимодействовать с полученным количеством брома?

А) Определяем тип задачи

Данная задача относится к типу задач на выход реакции. Выход продукта реакции (выход реакции) — это коэффициент, определяющий полноту протекания химической реакции. Он численно равен отношению количества (массы, объема) реально полученного продукта к его количеству (массе, объему), которое может быть получено по стехиометрическим расчетам (по уравнению реакции).

Б) Пишем «дано» исходя из условия задачи

m (MnO2)=17,4г

m (KBr)=58г

η=77%=0,77

В) Проводим анализ условия (составляем уравнения химических реакций, о которых упоминается в условии задачи)

1)MnO2+2KBr+2 H2SO4 →MnSO4+Br2+K2SO4+2 H2O

(При взаимодействии в сернокислой среде 17,4 г диоксида марганца с 58 г бромида калия при 77%-ном выходе выделился бром)

2)C3H6+Br2→C3H6Br2

(Какой объём (н. у.) пропена может провзаимодействовать с полученным количеством брома)

Г) Устанавливаем логические связи

1)Требуется найти объём пропена. Что бы найти объём нужно знать его количество

V=n • 22.4 (л/моль)

2)Бром связан с диоксидом марганца – равны (1 реакция)

3)Пропен связан с бромом – равны (2 реакция)

Д)Решаем задачу

1) n(MnO2)=17,4/81=0,2 моль

2) n(KBr)=58/119=0,49

KBr – избыток

3) n(Br2)= n(MnO2)=0,2 моль (1 реакция)

4) n(Br2)=0,2 моль*0,77=0,154 моль (с учётом выхода реакции)

5) n(C3H6)= n(Br2)=0,154 моль (2 реакция)

6)V(C3H6)=0,154 моль *22,4 л/моль=3,450 л

Ответ: V(C3H6)= 3,450 л

Задача на расстворимость

А) Определяем тип задачи

Данная задача относится к типу задач на растворимость.

Б) Пишем «дано» исходя из условия задачи

m(H2O)=250г

m(HCl)=250г

В) Проводим анализ условия (составляем уравнения химических реакций, о которых упоминается в условии задачи)

1) (NH4)2CO3+2NaOH→Na2CO3+NH3+2H2O

(В первую колбу добавили избыток твёрдого гидроксида натрия и нагрели)

2) (NH4)2CO3+2HCl→2NH4Cl+H2O+CO2

(а во вторую — 250 г соляной кислоты (тоже в избытке))

Г) Устанавливаем логические связи

Требуется найти массовую долю соли во 2 пробирке

1.Чтобы найти массовую долю соли во 2 пробирке нужно знать массу раствора и массу самой соли в этом растворе

W=m(ч.в.)/m(р-ра)*100%

2)Углекислый газ связан с карбонатом амония – равны (2 реакция)

3)Хлорид амония связан с карбонатом амония – в 2 раза меньше (2 реакция)

Д)Решаем задачу

1) m((NH4)2CO3)= 96г – m(H2O)=100г

m((NH4)2CO3)=x г — m(H2O)=250г

m((NH4)2CO3)=96г*250г/100г=240г

2)n((NH4)2CO3)=240г/96г/моль=2,5 моль

3) Пусть n((NH4)2CO3) во 2 колбе = х моль, тогда n((NH4)2CO3) в 1 колбе =1,5х моль

х+1,5х=2,5

х=1 моль n((NH4)2CO3)=1 моль (2 реакция)

4)m((NH4)2CO3)=1 моль*96г/моль= 96г (2 реакция)

5) m раств((NH4)2CO3)=196г

6) n(CO2)= n((NH4)2CO3)=1 моль (2 реакция)

7) m(CO2)=1 моль *44г/ моль =44г

n (NH4Cl)=2 n((NH4)2CO3)=2 моль (2 реакция)

9) m(NH4Cl)= 2 моль * 53,5 г/моль= 107 г

10)w(NH4Cl)= m(NH4Cl)/ (m раств((NH4)2CO3)+ m(HCl) — m(CO2))*100%=107г/(196+250-44)*100%=107г/402г*100%=26,6%

Ответ: w(NH4Cl)= 26,6%

Источник

За это задание ты можешь получить 4 балла. На решение дается около 15 минут. Уровень сложности: высокий.
Средний процент выполнения: 23.8%
Ответом к заданию 34 по химии может быть развернутый ответ (полная запись решения с обоснованием выполненных действий).

Разбор сложных заданий в тг-канале

Задачи для практики

Задача 1

Коэффициент растворимости хлорида меди(II) при 100 °С — 110 г / 100 г $Н_2О$, при 20 °С — 72,7 г. 420 г насыщенного при 100 °С раствора соли охладили до 20 °С и выделившийся осадок кристаллогидрата $CuCl_2 ∙ 2H_2O$ отделили. К оставшемуся раствору добавили 200 г 10%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю веществ в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение

1) Уравнения реакций:

$CuCl_2 + 2H_2O = CuCl_2 ∙ 2H_2O$ (1)

$CuCl_2 + 2NaOH = Cu(OH)_2↓ + 2KCl$ (2)

2) Находим количество вещества и массу хлорида меди(II) и воды в исходном растворе (при 100 °С).

Пусть $m(CuCl_2)$ = x моль, тогда справедливо соотношение

${m(CuCl_2)}/{m_{p-pa}(CuCl_2)} = {110}/{110 + 100} = {x}/{420}$

x = 220 г $CuCl_2$; $m(H_2O)$ = 420 – 220 = 200 г

$M(CuCl_2)$ = 135 г/моль; $n(CuCl_2)_{100}$ = 220 / 135 ≈ 1.63 моль

3) Находим количество вещества хлорида меди(II) после кристаллизации кристаллогидрата (при 20 °С).

Пусть выделилось x моль $CuCl_2$. тогда справедливо соотношение

$m(CuCl_2)_{выделился}$ = 135x г; $m(H_2O)$ = 2 ∙ 18x = 36x г

${m(CuCl_2)_{20}}/{m_{p-pa}(CuCl_2)} = {72.7}/{72.7 + 100} = {220 – 135х}/{420 – 135х – 36х}$

x ≈ 0.69 моль $CuCl_2$

$m(CuCl_2)_{выделился}$ = 0.69 ∙ 135 = 93.15 г

$m(H_2O)$ = 0.69 ∙ 36 = 24.84 г

$n(CuCl_2)_{20 (осталось)}$ = 1.63 – 0.69 = 0.94 моль

4) По уравнению (2):

а) $m(NaOH)_{чист.}$ = 0.1 ∙ 200 = 20 г

M(NaOH) = 40 г/моль; n(NaOH) = 20 / 40 = 0.5 моль

б) имеется $CuCl_2$ — 0.94 моль

прореагирует $CuCl_2$ — 0.25 моль

останется $CuCl_2$ — (0.94 – 0.25) = 0.69 моль

$m(CuCl_2)_{остался}$ = 0.69 ∙ 135 = 93.15 г

в) $n(Cu(OH)_2)$ = 0.5n(NaOH) = 0.5 ∙ 0.5 = 0.25 моль

$M(Cu(OH)_2)$ = 98 г/моль; $m(Cu(OH)_2)$ = 0.25 ∙ 98 = 24.5 г

г) n(NaCl) = n(NaOH) = 0.5 моль

M(NaCl) = 58.5 г/моль; m(NaCl) = 0.5 ∙ 58.5 = 29.25 г

5) $m_{р-ра}$ = 420 – 93.15 – 24.84 + 200 – 24.5 = 477.51 г

$ω(CuCl_2)$ = 93.15 / 477.51 ≈ 0.1951. или 19.51 %

ω(NaCl) = 29.25 / 477.51 ≈ 0.0613. или 6.13 %

$ω(H_2O)$ = 100 – 19.51 – 6.13 = 74.36 %

Ответ:

Задача 2

Растворимость безводного сульфида натрия при определённой температуре 18,8 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили 29,6 г насыщенного раствора сульфида натрия. Раствор разделили на две части. К первой части прилили избыток раствора сульфата алюминия. Ко второй части раствора добавили 36,5 г соляной кислоты (избыток), причём объём выделившегося газа в первой порции в два раз меньше, чем во второй. Вычислите массовую долю хлорида натрия во второй колбе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение

1) Уравнения реакций:

$3Na_2S_{(1)} +Al_2(SO_4)_3 + 6H_2O = 3Na_2SO_4 + 3H_2S_{(1)}↑ + 2Al(OH)_3↓$ (1)

$Na_2S_{(2)} + 2HCl = 2NaCl + H_2S_{(2)}$↑

2) Находим количество $Na_2S$ в исходном растворе.

Составляем пропорцию:

18.8 / (18.8 + 100) = x / 29.6

x = 18.8 ∙ 29.6 / 118.8 ≈ 4.68 г

M($Na_2S$) = 78 г/моль, $n(Na_2S)_{(1 + 2)}$ = 4.68 / 78 = 0.06 моль

3) Находим количество $Na_2S$, прореагировавшего по уравнению (2).

Пусть по уравнению (1) прореагировало x моль $Na_2S$, по уравнению (2) – y моль $Na_2S$, тогда:

а) x + y = 0.06

б) $n(H_2S)_{(1)} = n(Na_2S)_{(1)}$ = x моль

$n(H_2S)_{(2)} = n(Na_2S)_{(2)}$ = y моль

y = 2x

${tablex + y = 0.6; y = 2x;$ ${tablex = 0.02 моль H_2S_{(1)}; y = 0.04 моль H_2S_{(2)};$

4) По уравнению (2):

а) $n(NaCl)_{(2)} = 2n(H_2S)_{(2)}$ = 2 ∙ 0.04 / 1 = 0.08 моль

M(NaCl) = 58.5 г/моль, $m(NaCl)_{(2)}$ = 0.08 ∙ 58.5 = 4.68 г

б) $n(Na_2S)_{(2)} = n(H_2S)_{(2)}$ = 0.04 моль

в) $M(H_2S)$ = 34 г/моль, $m(H_2S)$ = 0.04 ∙ 34 = 1.36 г

г) находим массу второй части раствора $Na_2S$.

Так как концентрация вещества в растворе и в любой его части одинакова, то

0.06 / 29.6 = 0.04 / x

x = 0.04 ∙ 29.6 / 0.06 ≈ 19.73 г

5) $ω_2(NaCl)$ = 4.68 / (19.73 + 36.5 – 1.36) = 4.68 / 54.87 ≈ 0.0853, или 8.53 %

Ответ:

Задача 3

При электролизе 9,4 %-ного раствора нитрата меди(II) на катоде выделилось в 1,5 раза больше газа по объёму, чем на аноде. Рассчитайте массовые доли веществ в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение

1) Уравнения реакций:

$2Cu(NO_3)_2 + 2H_2O = 2Cu↓ + O_2↑ + 4HNO_3$ (1)

$2H_2O = 2H_2 + O_2$ (2)

Уравнение (1) описывает электролиз раствора $Cu(NO_3)_2$. После полного осаждения меди будет происходить электролиз воды (раствора $HNO_3$) (уравнение 2).

2) Пусть в реакции (1) выделился 1 моль $O_2$. тогда рассчитываем по уравнению (1):

а) $М(O_2)$ = 32 г/моль; $m(O_2)_{(1)}$ = 1 · 32 = 32 г

б) $n(Cu(NO_3)_2$ = 2n$(O_2)$ = 2 моль

$M(Cu(NO_3)_2)$ = 188 г/моль; $m(Cu(NO_3)_2)$ = 2 · 188 = 376 г

$m_{р-ра}(Cu(NO_3)_2)$ = 376 / 0,094 = 4000 г

в) n(Cu) = 2n($O_2$) = 2 моль

M(Cu) = 64 г/моль; m(Cu) = 2 · 64 = 128 г

г) $n(HNO_3) = 4n(O_2)$ = 4 моль

$M(HNO_3)$ = 63 г/моль; $m(HNO_3)$ = 4 · 63 = 252 г

3) Пусть по реакции (2) выделилось x моль $O_2$. тогда:

а) $n(H_2) = 2n(O_2)$ = 2x моль

$V(H_2)$ = 2x · 22.4 л

б) общий объём выделившегося кислорода:

$V(O_2)$ = (1 + x) · 22.4 л

в) так как объём водорода в 1.5 раза больше суммарного объёма выделившегося кислорода, то:

2x / (1 + x) = 1.5

x = 3

$n(H_2)_{(2)}$ = 6 моль; $n(O_2)_{(2)}$ = 3 моль

г) рассчитываем массу выделившихся газов:

$M(H_2)$ = 2 г/моль; $m(H_2)$ = 6 · 2 = 12 г

$m(O_2)_{(2)}$ = 3 · 32 = 96 г

4) $ω(HNO_3) = m(HNO_3)$ / $m_{р-ра}(HNO_3)$

$m_{р-ра}(HNO_3)$ = 4000 – (128 + 32 + 12 + 96) = 3732 г

$ω(HNO_3)$ = 252 / 3732 ≈ 0.0675, или 6.75 %

$ω(H_2O)$ = 100 – 6.75 = 93.25 %

Ответ:

Задача 4

При обжиге образца сульфида меди(II) часть вещества прореагировала и образовался остаток массой 16,8 г. После добавления этого остатка в 182,5 г 10%-ного раствора соляной кислоты в растворе осталось 40 % хлороводорода. Рассчитайте первоначальную массу сульфида и массовую долю соли в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение

1) Уравнения реакций:

$2CuS + 3O_2 = 2CuO + 2SO_2↑$ (1)

$CuO + 2HCl = CuCl_2 + H_2O$ (2)

$CuS + HCl ≠$ (3)

2) Находим количество вещества HCl, вступившего в реакцию с CuO:

$m_1(HCl)_{чист.}$ = 0.10 ∙ 182.5 = 18.25 г

M(HCl) = 36.5 г/моль, $n(HCl)_{начальн.}$ = 18.25 / 36.5 = 0.5 моль

$n(HCl)_{прорегировало}$ = 0.5 ∙ 0.6 = 0.3 моль

3) По уравнению (2):

n(CuO) = 0.5n(HCl) = 0.5 ∙ 0.3 = 0.15 моль

M(CuO) = 80 г/моль, m(CuO) = 0.15 ∙ 80 = 12 г

4) Находим количество CuS, вступившего в реакцию окисления.

По уравнению (1):

$n(CuS)_{(1)}$ = n(CuO) = 0.15 моль

M(CuS) = 96 г/моль, $m(CuS)_{прореаг.}$ = 0.15 ∙ 96 = 14.4 г

5) Находим массу исходной смеси:

$m(CuS)_{осталось}$ = 16.8 – 12 = 4.8 г

$m(CuS)_{исходное}$ = 4.8 + 14.4 = 19.2 г

6) По уравнению (2):

$n(CuCl_2)$ = 0.5n(HCl) = 0.5 ∙ 0.3 = 0.15 моль

$M(CuCl_2)$ = 135 г/моль, $m(CuCl_2)$ = 0.15 ∙ 135 = 20.25 г

7) $ω(CuCl_2)$ = 20.25 / (182.5 + 12) = 0.1041, или 10.41 %

Ответ:

Задача 5

Определите массовую долю карбоната калия в растворе, полученном кипячением 150 г 15 %-ного раствора гидрокарбоната калия. Какой объём 15,6 %-ного раствора хлорида бария (плотностью 1,11 г/мл) прореагирует с полученным карбонатом калия? Испарением воды можно пренебречь. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Не знаешь, с чего начать решение? Посмотри подсказку тут:

Решение

1) Уравнения реакций:

$2KHCO_3 = K_2CO_3 + H_2O + CO_2↑$ (1)

$K_2CO_3 + BaCl_2 = BaCO_3↓ + 2KCl$ (2)

2) Количество вещества гидрокарбоната калия $KHCO_3$:

$m(KHCO_3)_{чист.}$ = 0.15 · 150 = 22.5 г

$M(KHCO_3)$ = 100 г/моль; $n(KHCO_3)$ = 22.5 / 100 = 0.225 моль

3) По уравнению (1):

$n(K_2CO_3) = 0.5n(KHCO_3)$ = 0.225 / 2 = 0.1125 моль

$M(K_2CO_3)$ = 138 г/моль; $m(K_2CO_3)$ = 0.1125 · 138 = 15.525 г

4) По уравнению (1):

$n(CO_2) = 0.5n(KHCO_3)$ = 0.1125 моль

$M(CO_2)$ = 44 г/моль; $m(CO_2)$ = 0.1125 · 44 = 4.95 г

5) Массовая доля $K_2CO_3$:

$m_{р-ра}(K_2CO_3) = m_{р-ра}(KHCO_3) – m(CO_2)$ = 150 – 4.95 = 145.05 г

$ω(K_2CO_3)$ = 15.525 / 145.05 ≈ 0.107, или 10.7 %

6) По уравнению (2):

$n(BaCl_2) = n(K_2CO_3)$ = 0.1125 моль

$M(BaCl_2)$ = 208 г/моль; $m(BaCl_2)_{чист.}$ = 0.1125 · 208 = 23.4 г

$m_{р-ра}(BaCl_2)$ = 23.4 / 0.156 ≈ 150 г

$V_{р-ра}(BaCl_2)$ = 150 / 1.11 ≈ 135.14 мл

Ответ:

Задача 6

Железный купорос ($FeSO_4 · 7H_2O$) массой 55,6 г растворили в воде и получили раствор с массовой долей соли 10 %. К этому раствору добавили 39 г цинка. После завершения реакции добавили 250 г 29,2 %-ного раствора соляной кислоты. Определите массовые доли веществ в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение

1) Уравнения реакций:

$FeSO_4 · 7H_2O = FeSO_4 + 7H_2O$ (1)

$FeSO_4 + Zn = Fe↓ + ZnSO_4$ (2)

$Fe + 2HCl = FeCl_2 + H_2↑$ (3)

$Zn + 2HCl = ZnCl_2 + H_2↑$ (4)

2) Находим количество вещества $FeSO_4$ и массу раствора:

а) $M(FeSO_4 · 7H_2O)$ = 278 г/моль, $n(FeSO_4 · 7H_2O)$ = 55.6 / 278 = 0.2 моль

б) По уравнению (1):

$n(FeSO_4) = n(FeSO_4 · 7H_2O)$ = 0.2 моль

$M(FeSO_4)$ = 152 г/моль, $m(FeSO_4)$ = 0.2 · 152 = 30.4 г

$m_{р-ра}(FeSO_4) = m_{в-ва} / ω$; $m_{р-ра}$ = 30.4 / 0.1 = 304 г

3) По уравнению (2):

а) M(Zn) = 65 г/моль; n(Zn) = 39 / 65 = 0.6 моль

б) имеется — 0.6 моль Zn

прореагирует — 0.2 моль Zn

останется — (0.6 – 0.2) = 0.4 моль Zn (избыток)

в) n(Fe) = $n(FeSO_4)$ = 0.2 моль

г) $n(ZnSO_4)$ = n(Fe) = 0.2 моль

$M(ZnSO_4)$ = 161 г/моль, $m(ZnSO_4)$ = 0.2 · 161 = 32.2 г

4) По уравнению (3):

а) $m(HCl)_{чист.}$ = 0.292 · 250 = 73 г

M(HCl) = 36.5 г/моль; n(HCl) = 73 / 36.5 = 2 моль (избыток)

б) $n(FeCl_2)$ = n(Fe) = 0.2 моль

$M(FeCl_2)$ = 127 г/моль, $m(FeCl_2)$ = 0.2 · 127 = 25.4 г

в) $n(H_2)_{(3)}$ = n(Fe) = 0.2 моль

$M(H_2)$ = 2 г/моль; $m(H_2)_{(3)}$ = 0.2 · 2 = 0.4 г

г) $n(HCl)_{(3)}$ = 2n(Fe) = 0.4 моль

5) По уравнению (4):

а) $n(ZnCl_2)$ = n(Zn) = 0.4 моль

$M(ZnCl_2)$ = 136 г/моль, $m(ZnCl_2)$ = 0.4 · 136 = 54.4 г

б) $n(H_2)_{(4)}$ = n(Zn) = 0.4 моль

$m(H_2)_{(4)}$ = 0.4 · 2 = 0.8 г

в) $n(HCl)_{(4)}$ = 2n(Zn) = 0.8 моль

6) Рассчитываем массовые доли веществ в растворе:

а) $m_{р-ра} = m_{р-ра}(FeSO_4) + m(Zn) + m_{р-ра}(HCl) — m(H2)_{(3) + (4)}$ = 304 + 39 + 250 – 0.4 – 0.8 = 591.8 г

б) $ω(ZnSO_4) = m(ZnSO_4)$ / $m_{р-ра}$ = 32.2 / 591.8 ≈ 0.0544. или 5.44 %

в) $ω(FeCl_2) = m(FeCl_2)$ / $m_{р-ра}$ = 25.4 / 591.8 ≈ 0.0429. или 4.29 %

г) $ω(ZnCl_2) = m(ZnCl_2)$ / $m_{р-ра}$ = 54.4 / 591.8 ≈ 0.0919. или 9.19 %

д) $n(HCl)_{изб.}$ = 2 – 0.4 – 0.8 = 0.8 моль

$m(HCl)_{изб.}$ = 0.8 · 36.5 = 29.2 г

ω(HCl) = m(HCl) / $m_{р-ра}$ = 29.2 / 591.8 ≈ 0.0493. или 4.93 %

е) $ω(H_2O)$ = 100 – 5.44 – 4.29 – 9.19 – 4.93 = 76.15 %

Ответ:

Задача 7

Через 120 г 10%-ного раствора едкого натра пропустили электрический ток, в результате выделилось 134,4 л (н. у.) газов. Часть полученного раствора, 12,8 г, использовали для полного осаждения меди из 32 г раствора сульфата меди(II). Вычислите массовую долю сульфата меди(II) в растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение

1) Уравнения реакций:

$2H_2O = 2H_2 + O_2$ (1)

$CuSO_4 + 2NaOH = Cu(OH)↓ + Na_2SO_4$ (2)

2) Количество вещества реагентов:

$m(NaOH)_{чист.}$ = 0.1 ‧ 120 = 12 г

M(NaOH) = 40 г/моль; n(NaOH) = 12 / 40 = 0.3 моль

3) По уравнению (1).

Пусть выделилось x моль $O_2$. тогда:

а) $V(O_2)$ = 22.4x л

б) $n(H_2)$ = 2x моль, $V(H_2)$ = 2x ‧ 22.4 л

в) 2x ‧ 22.4 + 22.4x = 134.4

x = 2

г) $M(H_2)$ = 2 г/моль, $n(H_2)$ = 2 ∙ 2 = 4 моль, $m(H_2)$ = 4 ‧ 2 = 8 г

$M(O_2)$ = 32 г/моль, $n(O_2)$ = 2 моль, $m(O_2)$ = 2 ‧ 32 = 64 г

4) Находим количество NaOH в отобранной порции раствора:

а) масса раствора после электролиза

$m_{р-ра}(NaOH)_{после электролиза}$ = 120 – 8 – 64 = 48 г

б) так как концентрация вещества в растворе и в любой его части одинакова, то

0.3 / 48 = x / 12.8

x = 0.3 ∙ 12.8 / 48 = 0.08 моль NaOH

5) Находим массовую долю $CuSO_4$ в растворе:

а) по уравнению (2):

$n(CuSO_4)$ = 0.5n(NaOH) = 1 ∙ 0.08 / 2 = 0.04 моль

$M(CuSO_4)$ = 160 г/моль, $m(CuSO_4)$ = 0.04 ∙ 160 = 6.4 г

б) $ω(CuSO_4)$ = 6.4 / 32 = 0.2. или 20 %

Ответ:

Задача 8

Цинковую пластинку массой 50 г поместили в 120 г раствора, содержащего 6% сульфата магния и нитрат серебра. После завершения реакции пластинку вынули, промыли водой, высушили и взвесили. К оставшемуся раствору добавили 135, 14 мл 11,2%-ного раствора гидроксида калия (плотность 1,11 г/мл). Осадок отделили и взвесили; масса осадка 10,41 г. Вычислите массу пластинки после реакции. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение

1) Уравнения реакций.

$Zn + MgSO_4 ≠$ (1)

$Zn + 2AgNO_3 = Zn(NO_3)_2 + 2Ag↓$ (2)

$MgSO_4 + 2KOH = Mg(OH)_2↓ + K_2SO_4$ (3)

$Zn(NO_3)_2 + 2KOH = Zn(OH)_2↓ + 2KNO_3$ (4)

$Zn(NO_3)_2 + 4KOH_{(изб.)} = K_2[Zn(OH)_4] + 2KNO_3$ (5)

2) Находим количество реагирующих веществ:

а) $m(MgSO_4)_{чист.}$ = 0.06 ∙ 120 = 7.2 г

$M(MgSO_4)$ = 120 г/моль, $n(MgSO_4)$ = 7.2 / 120 = 0.06 моль

б) $m_{р-ра}(KOH)$ = 1.11 ∙ 135.14 ≈ 150.0054 г

$m(KOH)_{чист.}$ = 0.112 ∙ 150 = 16.8 г

M(KOH) = 56 г/моль, n(KOH) = 16.8 / 56 = 0.3 моль

3) По уравнению (3):

а) $n(Mg(OH)_2) = n(MgSO_4)$ = 0.06 моль

$M(Mg(OH)_2)$ = 58 г/моль, $m(Mg(OH)_2)$ = 0.06 ∙ 58 = 3.48 г

б) $n(КOH)_{(2)} = 2n(MgSO_4)$ = 2 ∙ 0.06 = 0.12 моль

4) По уравнению (4):

а) $m(Zn(OH)_2)$ = 10.41 – 3.48 = 6.93 г

$M(Zn(OH)_2)$ = 99 г/моль, $n(Zn(OH)_2)_{(4)}$ = 6.93 / 99 = 0.07 моль

б) $n(КOH)_{(4)} = 2n(Zn(OH)_2)_4$ = 2 ∙ 0.07 = 0.14 моль

в) $n(Zn)_{(4)} = n(Zn(NO_3)_2)_{(4)} = n(Zn(OH)_2)_{(4)}$ = 0.07 моль

5) По уравнению (5):

а) $n(KOH)_{(5)}$ = 0.3 – (0.12 + 0.14) = 0.04 моль

б) $n(Zn) = n(Zn(NO_3)_2)_{(5)} = 0.25n(KOH)_{(5)}$ = 0.25 ∙ 0.04 = 0.01 моль

6) Находим массу пластинки после реакции:

а) $n(Zn)_{(4) + (5)}$ = 0.07 + 0.01 = 0.08 моль

M(Zn) = 65 г/моль, $m(Zn)_{(4) + (5)}$ = 0.08 ∙ 65 = 5.2 г

б) по уравнению (2):

$n(Ag) = 2n(Zn)_{(4) + (5)}$ = 2 ∙ 0.08 = 0.16 моль

M(Ag) = 108 г/моль, $m(Ag)_{(2)}$ = 0.16 ∙ 108 = 17.28 г

m(пластинки после реакции) = 50 – 5.2 + 17.28 = 62.08 г

Ответ:

Задача 9

Газ, полученный при сжигании 6,4 г серы, без остатка прореагировал с 138 мл 8%-ного раствора NaOH (плотностью 1,087 г/мл). Рассчитайте массовые доли веществ в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Не знаешь, с чего начать решение? Посмотри подсказку тут:

Решение

1) Уравнения реакций:

$S + O_2 = SO_2$ (1)

$2NaOH_{(изб.)} + SO_2 = Na_2SO_3 + H_2O$ (2)

и если $SO_2$ в избытке, то

$SO_2 + H_2O + Na_2SO_3 = 2NaHSO_3$ (3)

2) Количество вещества S и NaOH:

а) M(S) = 32 г/моль; n(S) = 6.4 / 32 = 0.2 моль

б) $m_{р-ра}$(NaOH) = 138 · 1.087 = 150 г

$m_{в-ва}$(NaOH) = 0.08 · 150 = 12 г

M(NaOH) = 40 г/моль; n(NaOH) = 12 / 40 = 0.3 моль

3) По уравнению (1):

n($SO_2$) = n(S) = 0.2 моль

M($SO_2$) = 64 г/моль; m($SO_2$) = 0.2 · 64 = 12.8 г

4) По уравнению (2):

а) имеется $SO_2$ — 0.2 моль

прореагирует $SO_2$ — 0.15 моль

избыток $SO_2$ — (0.2 – 0.15) = 0.05 моль

б) $n(Na_2SO_3)$ = 0.5n(NaOH) = 0.5 · 0.3 = 0.15 моль

5) По уравнению (3):

а) имеется $Na_2SO_3$ — 0.15 моль

прореагирует $Na_2SO_3$ — 0.05 моль

избыток $Na_2SO_3$ = (0.15 – 0.05) = 0.1 моль

M($Na_2SO_3$) = 126 г/моль; $m(Na_2SO_3)_{изб.}$ = 0.1 · 126 = 12.6 г

б) n($NaHSO_3$) = 2n($SO_2$) = 2 · 0.05 = 0.1 моль

M($NaHSO_3$) = 104 г/моль; m($NaHSO_3$) = 0.1 · 104 = 10.4 г

6) Массовые доли веществ в растворе:

а) $m_{р-ра} = m_{р-ра}(NaOH) + m(SO_2)$ = 150 + 12.8 = 162.8 г

б) ω($Na_2SO_3$) = 12.6 / 162.8 ≈ 0.0774. или 7.74 %

в) ω($NaHSO_3$) = 10.4 / 162.8 ≈ 0.0639, или 6.39 %

г) ω($H_2O$) = 100 – (7.74 + 6.39) = 85.87 %

Ответ:

Задача 10

При растворении 69,5 г железного купороса ($FeSO_4 ‧ 7H_2O$) в воде был получен раствор с массовой долей соли 9,5 %. В этот раствор добавили смесь калия и оксида калия, содержащую 92,34 % оксида. Смесь растворилась, при этом выделилось 560 мл (н. у.) газа. Найдите массовые доли веществ в конечном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение

1) Уравнения реакций:
$FeSO_4 ‧ 7H_2O = FeSO_4 + 7H_2O$ (1)
$2K + 2H_2O = 2KOH + H_2↑$ (2)
$K_2O + H_2O = 2KOH$ (3)
$FeSO_4 + 2KOH = Fe(OH)_2↓ + K_2SO_4$ (4)

2) Количество реагирующих веществ:
а) $M(FeSO_4 ‧ 7H_2O)$ = 278 г/моль; $n(FeSO_4 ‧ 7H_2O)$ = 69.5 / 278 = 0.25 моль
б) n($H_2$) = 0.56 / 22.4 = 0.025 моль; m($H_2$) = 0.025 ‧ 2 = 0.05 г

3) По уравнению (1):
$n(FeSO_4) = n(FeSO_4 ‧ 7H_2O)$ = 0.25 моль
$M(FeSO_4)$ = 152 г/моль; $m(FeSO_4)$ = 0.25 ‧ 152 = 38 г
$m_{р-ра}(FeSO_4)$ = 38 / 0.095 = 400 г

4) По уравнению (2):
а) n(K) = 2n($H_2$) = 2 ‧ 0.025 = 0.05 моль

M(K) = 39 г/моль; n(K) = 0.05 моль; m(K) = 1.95 г
ω = $m_{в-ва}$ / $m_{смеси}$; $m_{смеси} = m_{в-ва}$ / ω
$m_{смеси}(K + K_2O)$ = 1.95 / (1 – 0.9234) = 1.95 / 0.0766 ≈ 25.46 г
б) $m(K_2O)$ = 25.46 – 1.95 = 23.51 г

$M(K_2O)$ = 94 г/моль; $n(K_2O)$ = 23.51 / 94 ≈ 0.25 моль
в) n(KOH)(2) = n(K) = 0.05 моль

5) По уравнению (3):
а) $n(KOH)_{(3)} = 2n(K_2O)$ = 2 ‧ 0.25 = 0.5 моль
б) $n(KOH)_{общее}$ = 0.05 + 0.5 = 0.55 моль

6) По уравнению (4):
а) имеется KOH — 0.55 моль
прореагирует KOH — 0.5 моль
останется KOH — (0.55 – 0.5) = 0.05 моль
M(KOH) = 56 г/моль; $m(KOH)_{останется}$ = 0.05 ‧ 56 = 2.8 г
б) $n(Fe(OH)_2) = n(FeSO_4)$ = 0.25 моль
$M(Fe(OH)_2)$ = 90 г/моль; $m(Fe(OH)_2)$ = 0.25 ‧ 90 = 22.5 г
в) $n(K_2SO_4) = n(FeSO_4)$ = 0.25 моль
$M(K_2SO_4)$ = 174 г/моль; $m(K_2SO_4)$ = 0.25 ‧ 174 = 43.5 г

7) а) $m_{р-ра}$ = 400 + 25.46 – 0.05 – 22.5 = 402.91 г
б) ω(KOH) = 2.8 / 402.91 ≈ 0.0069, или 0.69 %
в) $ω(K_2SO_4)$ = 43.5 / 402.91 ≈ 0.1080. или 10.8 %
г) $ω(H_2O)$ = 100 – (0.69 + 10.8) = 88.51 %

Ответ:

Задача 11

Насыщенный раствор хлорида алюминия (растворимость 46 г в 100 г воды при 20 °С) массой 50,85 г разлили в две колбы: в первую добавили избыток раствора $Na_2CO_3$, во вторую 20,4 г 25%-ного раствора аммиака. Во второй колбе осадок в 2 раза тяжелее, чем в первой. Найдите концентрацию аммиака во второй колбе после окончания реакции. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение

1) Уравнения реакций.

$2AlCl_{3(1-я часть)} + 3Na_2CO_3 + 3H_2O = 2Al(OH)_3↓ + 3CO_2↑ + 6NaCl$ (1)

$AlCl_{3(2-я часть)} + 3NH_3 + 3H_2O = Al(OH)_3↓ + 3NH_4Cl$ (1)

2) Находим количество $AlCl_3$ в исходном растворе.

Составляем пропорцию:

46 / (46 + 100) = x / 50.85

x = 46 ∙ 50.85 / 146 ≈ 16.02 г

M($AlCl_3$) = 133.5 г/моль, $n(AlCl_3)_{(1 + 2)}$ = 16.02 / 133.5 = 0.12 моль

3) Находим количество $AlCl_3$, прореагировавшего по уравнению (2).

Пусть по уравнению (1) прореагировало x моль $AlCl_3$,

по уравнению (2) — y моль $AlCl_3$, тогда:

а) x + y = 0.12

б) $n(Al(OH)_3)_{(1)} = n(AlCl_3)_{(1)}$ = x моль

$n(Al(OH)_3)_{(2)} = n(AlCl_3)_{(2)}$ = y моль

y = 2x

в) ${table x + y = 0.12; y = 2x;$ ${table x = 0.04 моль AlCl_3(1); y = 0.08 моль AlCl_3 (2);$

4) По уравнению (2):

а) $m(NH_3)_{чист.}$ = 0.25 ∙ 20.4 = 5.1 г

$M(NH_3)$ = 17 г/моль, $n(NH_3)$ = 5.1 / 17 = 0.3 моль

б) имеется 0.3 моль $NH_3$

прореагирует (0.08 ∙ 3/1) = 0.24 моль $NH_3$

останется (0.3 – 0.24) = 0.06 моль $NH_3$ (избыток)

$m(NH_3)_{изб.}$ = 0.06 ∙ 17 = 1.02 г

в) $n(Al(OH)_3)_{(2)} = n(AlCl_3)_{(2)}$ = 0.08 моль

$M(Al(OH)_3)$ = 78 г/моль, $m(Al(OH)_3)_{(2)}$ = 0.08 ∙ 78 = 6.24 г

г) находим массу 2-й части раствора $AlCl_3$.

Концентрация вещества в растворе и в любой его части одинакова, следовательно

0.12 / 50.85 = 0.08 / x

x = 0.08 ∙ 50.85 / 0.12 = 33.9 г

5) $ω_2(NH_3)$ = 1.02 / (33.9 + 20.4 – 6.24) = 1.02 / 48.06 ≈ 0.0212, или 2.12 %

Ответ:

Задача 12

В 250 мл воды растворили 13,8 г натрия, затем добавили 10%-ный раствор сульфата меди(II), полученный растворением в воде 62,5 г медного купороса. Определите массовую долю соли в полученном растворе и укажите характер среды. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение

1) Уравнения реакций:

$2Na + 2H_2O = 2NaOH + H_2↑$ (1)

$CuSO_4 ∙ 5H_2O = CuSO_4 + 5H_2O$ (2)

$2NaOH + CuSO_4 = Na_2SO_4 + Cu(OH)_2↓$ (3)

2) Рассчитываем количество реагирующих веществ:

а) M(Na) = 23 г/моль, n(Na) = 13.8 / 23 = 0.6 моль

б) $M(H_2O)$ = 18 г/моль, $n(H_2O)$ = 1 · 250 / 18 ≈ 13.9 моль

3) По уравнению (1):

n(Na) = $n(H_2O)$, следовательно,

$H_2O$ — в избытке в количестве (13.9 – 0.6) = 13.3 моль

n(NaOH) = n(Na) = 0.6 моль

n($H_2$) = 0.5n(Na) = 0.5 · 0.6 = 0.3 моль

M($H_2$) = 2 г/моль, m($H_2$) = 0.3 · 2 = 0.6 г

4) По уравнению (2):

а) $M(CuSO_4 ∙ 5H_2O)$ = 250 г/моль, $n(CuSO_4 ∙ 5H_2O)$ = 62.5 / 250 = 0.25 моль

б) $n(CuSO_4) = n(CuSO_4 ∙ 5H_2O)$ = 0.25 моль

$M(CuSO_4)$ = 160 г/моль, $m(CuSO_4)$ = 0.25 ∙ 160 = 40 г

в) $m_{р-ра}(CuSO_4)$ = 40 / 0.1 = 400 г

5) По уравнению (3):

а) имеется NaOH — 0.6 моль

прореагирует NaOH — 0.5 моль

избыток NaOH = (0.6 – 0.5) = 0.1 моль, щелочная среда

б) $n(Na_2SO_4) = n(CuSO_4)$ = 0.25 моль

$M(Na_2SO_4)$ = 142 г/моль, $m(Na_2SO_4)$ = 0.25 · 142 = 35.5 г

в) $n(Cu(OH)_2) = n(CuSO_4)$ = 0.25 моль

$M(Cu(OH)_2)$ = 98 г/моль, $m(Cu(OH)_2)$ = 0.25 · 98 = 24.5 г

6) Рассчитываем массовую долю соли в растворе:

$ω(Na_2SO_4) = m(Na_2SO_4) / m_{(р-ра)}$

$m_{(р-ра)} = m(H_2O) + m(Na) – m(H_2) + m_{р-ра}(CuSO_4) – m(Cu(OH)_2)$ = 250 · 1 + 13.8 – 0.6 + 400 – 24.5 = 638.7 г

$ω(Na_2SO_4)$ = 35.5 / 638.7 ≈ 0.0556, или 5.56 %

Ответ:

Задача 13

При прокаливании нитрата алюминия часть вещества разложилась и выделилось 6,72 л газа (н. у.). Твёрдый остаток массой 25,38 г растворили в минимально возможном количестве 20%-ного раствора гидроксида калия. Рассчитайте массовую долю нитрата калия в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Не знаешь, с чего начать решение? Посмотри подсказку тут:

Решение

Вариант ответа:

Составлены уравнения реакций:

$4Al(NO_3)_3 = 2Al_2O_3 + 12NO_2↑ + 3O_2↑$ (1)

$Al_2O_3 + 2KOH + 3H_2O = 2K[Al(OH)_4]$ (2)

$Al(NO_3)_3 + 4KOH = K[Al(OH)_4] + 3KNO_3$ (3)

Рассчитан количественный состав твёрдого остатка, образовавшегося при прокаливании $Al(NO_3)_3$:

а) по уравнению (1):

V($O_2$) = 3 · 6.72 / 15 = 1.344 л

n($O_2$) = 1.344 / 22.4 = 0.06 моль

V($NO_2$) = 12 · 6.72 / 15 = 5.376 л

n($NO_2$) = 5.376 / 22.4 = 0.24 моль

б) по уравнению (1):

n($Al_2O_3$) = 2 / 3n($O_2$) = 2 · 0.06 / 3 = 0.04 моль

M($Al_2O_3$) = 102 г/моль; m($Al_2O_3$) = 0.04 · 102 = 4.08 г

в) m($Al(NO_3)_3$)осталось = 25.38 – 4.08 = 21.3 г

M($Al(NO_3))3$) = 213 г/моль

n($Al(NO_3)_3$) = 21.3 / 213 = 0.1 моль

Рассчитана масса раствора KOH, израсходованного на растворение остатка:

а) по уравнению (2):

n(KOH) = 2n($Al_2O_3$) = 2 · 0.04 = 0.08 моль

б) по уравнению (3):

n(KOH) = 4n($Al(NO_3)_3$)осталось = 4 · 0.1 = 0.4 моль

в) n(KOH)по ур-ям 2 и 3 = 0.08 + 0.4 = 0.48 моль

M(KOH) = 56 г/моль; m(KOH) = 0.48 · 56 = 26.88 г

$m_{р-ра}$(KOH) = 26.88 / 0.2 = 134.4 г

Рассчитана массовая доля $KNO_3$:

а) по уравнению (3):

n($KNO_3$) = 3n($Al(NO_3)_3$)осталось = 3 · 0.1 = 0.3 моль

M($KNO_3$) = 101 г/моль; m($KNO_3$) = 0.3 · 101 = 30.3 г

б) $m_{р-ра}(KNO_3) = m_{(твёрдого остатка)} + m_{р-ра}(KOH)$ = 25.38 + 134.4 = 159.78 г

в) $ω(KNO_3)$ = 30.3 / 159.78 ≈ 0.1896, или 18.96 %

Ответ:

Задача 14

Растворимость безводного карбоната калия при некоторой температуре составляет 117,7 г в 100 г воды. Приготовленный насыщенный раствор карбоната калия массой 306,3 г разделили на две части. К первой части прилили избыток раствора хлорида бария. При этом образовалось 157,6 г осадка. Вторую часть раствора использовали для нейтрализации 9,8%-ного раствора серной кислоты. Определите массовую долю соли в образовавшемся растворе.

В ответе приведите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение

Вариант ответа:

Составлены уравнения реакций:

$K_2CO_{3(1-я часть)} + BaCl_2 = 2KCl + BaCO_3↓$ (1)

$K_2CO_{3(2-я часть)} + H_2SO_4 = K_2SO_4 + CO_2↑ + H_2O$ (2)

Рассчитано количество $K_2CO_3$ в исходном растворе.

Составляем пропорцию:

117.7/(117.7 + 100) = x/306.3

x = 117.7 ∙ 306.3/217.7 ≈ 165.6 г

M($K_2CO_3$) = 138 г/моль, n($K_2CO_3$)(1 + 2) = 165.6/138 = 1.2 моль

Рассчитано количество $K_2CO_3$, вступившего в реакцию с $BaCl_2$:

а) M($BaCO_3$) = 197 г/моль, n($BaCO_3$) = 157.6/197 = 0.8 моль

б) n($K_2CO_3)_{(1-я часть)}$ = n($BaCO_3$) = 0.8 моль

Рассчитана масса образовавшегося $K_2SO_4$:

а) n($K_2CO_3)_{(2-я часть)}$ = n($K_2CO_3)_{(1 + 2)} – n(K_2CO_3)_{(1-я часть)}$ = 1.2 – 0.8 = 0.4 моль

б) n($K_2SO4$) = n($K_2CO_3)_{(2-я часть)}$ = 0.4 моль

M($K_2SO_4$) = 174 г/моль, m($K_2SO_4$) = 0.4 ∙ 174 = 69.6 г

Рассчитана массовая доля $K_2SO_4$:

а) n($H_2SO_4$) = n($K_2CO_3)_{(2-я часть)}$ = 0.4 моль

M($H_2SO_4$) = 98 г/моль, m($H_2SO_4$) = 0.4 ∙ 98 = 39.2 г

$m_{р-ра}(H_2SO_4$) = 39.2/0.098 = 400 г

б) n($CO_2$) = n($K_2CO_3)_{(2-я часть)}$ = 0.4 моль

M($CO_2$) = 44 г/моль, m($CO_2$) = 0.4 ∙ 44 = 17.6 г

в) находим массу 2-й части раствора $K_2CO_3$.

Концентрация вещества в растворе и в любой его части одинакова, следовательно

1.2/306.3= 0.4/x

x = 0.4 ∙ 306.3/1.2 = 102.1 г

г) $ω_2(K_2SO4)$ = 69.6/(102.1 + 400 – 17.6) = 69.6/484.5 ≈ 0.1436, или 14.36 %

Ответ:

Задание 34 из ЕГЭ по химии 2022

Предлагаем вашему вниманию задачи с подробными видео-объяснениями и (или) решениями, которые могут быть использованы при проведении ЕГЭ по химии 2022

Составитель — репетитор по химии в Skype или Zoom — Александр Владимирович Коньков (подробнее здесь)

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 1

При нагревании с водным раствором гидроксида натрия некоторое органическое вещество подвергается гидролизу с образованием двух продуктов в соотношении 2 : 1. О первом продукте известно, что в нём массовая доля углерода равна 29,27%, водорода 3,66%, кислорода 39,02%, а остальное приходится на натрий. При сжигании образца второго продукта гидролиза массой 46,4 г можно получить 53,76 л (н.у.) углекислого газа и 43,2 г воды. Также о втором продукте известно, что оно относится к насыщенным алициклическим соединениям, в котором все атомы углерода входят в состав цикла, функциональные группы находятся рядом, а относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 58.

На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества, которое подвергли гидролизу; 2) запишите молекулярную формулу исходного органического вещества; 3) составьте возможную структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 4) напишите уравнение реакции гидролиза исходного вещества в растворе гидроксида натрия.

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 2

При взаимодействии 41,4 г предельной одноосновной карбоновой кислоты с избытком раствора гидрокарбоната натрия выделилось 20,16 л (н.у.) газа. На основании данных условия задания: 1) произведите вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы исходного органического вещества; 2) запишите молекулярную формулу исходного органического вещества; 3) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 4) напишите уравнение реакции окисления этого вещества сернокислым раствором перманганата калия.

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 3

При полном сгорании органического вещества массой 29,6 г образовалось 26,88 л (н.у.) углекислого газа и 21,6 г воды. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 37. Установлено, что оно не реагирует с гидрокарбонатом натрия, не даёт реакции «серебряного зеркала», но взаимодействует со щелочами. На основании данных условия задания: 1) произведите вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы исходного органического вещества; 2) запишите молекулярную формулу исходного органического вещества; 3) составьте возможные структурные формулы этого вещества, которые однозначно отражают порядок связи атомов в молекуле; 4) напишите уравнение реакции этого вещества с гидроксидом натрия.

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 4

При дегидрировании 52,8 г предельного спирта над медным катализатором образовалось 51,6 г кетона. На основании данных условия задания: 1) произведите вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы исходного спирта; 2) запишите молекулярные формулы спирта и кетона; 3) составьте возможные структурные формулы спирта и кетона, которые однозначно отражают порядок связи атомов в молекуле; 4) напишите уравнение реакции спирта с натрием в молекулярном виде.

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 5

При обработке первичного предельного одноатомного спирта натрием выделилось 6,72 л газа (н.у.). При полной дегидратации такого же количества спирта образуется этиленовый углеводород массой 33,6 г. На основании данных условия задания: 1) произведите вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы исходного органического вещества; 2) запишите молекулярную формулу исходного органического вещества; 3) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 4) напишите уравнения описанных в условии задания реакций.

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 6

Органическое вещество А содержит 3,61% водорода и 38,55% кислорода по массе и образуется при взаимодействии органического вещества Б с раствором перманганата калия в присутствии серной кислоты. Известно, что вещество Б относится к ароматическим соединениям и содержит по одному радикалу в пара-положениях. Также известно, что вещество А имеет молярную массу 166 г/моль. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества А. 2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле. 3) напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б (используйте структурные формулы органических веществ).

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 7

Органическое вещество А содержит 40% углерода, 6,7% водорода и 53,3% кислорода по массе. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 30. Вещество А образуется при взаимодействии органического вещества Б с аммиачным раствором оксида серебра (I). На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества А. 2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле. 3) напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б (используйте структурные формулы органических веществ).

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 8

Органическое вещество А содержит 9,68% водорода и 51,61% кислорода по массе и образуется при взаимодействии органического вещества Б с водным раствором перманганата калия. Относительная плотность паров вещества А по гелию равна 15,5. Известно, что вещество Б является углеводородом. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества А. 2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле. 3) напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б (используйте структурные формулы органических веществ).

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 9

Органическое вещество А содержит 6,67% водорода и 13,33% кислорода по массе и образуется при взаимодействии органического вещества Б с хлорангидридом уксусной кислоты в присутствии хлорида алюминия. Известно, что вещество А относится к ароматическим кетонам. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества А. 2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле. 3) напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б (используйте структурные формулы органических веществ).

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 10

Органическое вещество А содержит 8,11% водорода и 43,24% кислорода по массе и образуется при взаимодействии с органическим веществом Б. Известно, что вещество Б содержит один атом углерода и является ядом. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества. 2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле. 3) напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б (используйте структурные формулы органических веществ).

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 11

При сгорании 26,2 г органического вещества получили 26,88 л углекислого газа (н.у.), 2,24 л азота (н.у.) и 23,4 г воды. При нагревании с бромоводородной кислотой данное вещество подвергается гидролизу, продуктами которого являются соединение состава C₂H₆NO₂Br и третичный спирт.

На основании данных условия задания:

1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества;

2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

3) напишите уравнение гидролиза вещества в присутствии бромоводородной кислоты (используйте структурные формулы органических веществ).

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 12

При сгорании органического вещества А массой 43,65 г получили 20,16 л (н.у.) углекислого газа и 20,16 л (н.у.) хлороводорода.

Вещество А образуется при взаимодействии вещества Б с хлором под действием ультрафиолетового освещения. Известно, что в молекуле вещества Б все атомы углерода находятся в sp²-гибридизации, а в молекуле вещества Б — в sp³-гибридизации. На основании данных задачи:

1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу вещества А;

2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

3) напишите уравнение реакции получения вещества А при хлорировании вещества Б (используйте структурные формулы органических веществ).

Решение:

Развернуть/свернуть

1. n = m/M, n = V/V_m

m = n ∙ M,

n (CO₂) = 20,16 л / 22,4 л/моль = 0,9 моль

n (С) = n (СО₂) = 0,9 моль

m (C) = 0,9 моль ∙ 12 г/моль = 10,8 г

n (HCl) = 20,16 л / 22,4 л/моль = 0,9 моль

n (H) = n (HCl) = 0,9 моль

m (H) = 0,9 моль ∙ 1 г/моль = 0,9 г

m (Cl) = 0,9 моль ∙ 35,5 г/моль = 31,95 г

m (C) + m (H) + m (Cl) = 10,8 г + 0,9 г + 31,95 г = 43,65 г

m (O) = 43,65 г – 43,65 г = 0

n (C) : n (H) : n (Cl) = 0,9 : 0,9 : 0,9 = 1 : 1 : 1 = 6 : 6 : 6

Следовательно молекулярная формула C₆H₆Cl₆

Структурная формула
Уравнение реакции

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 13

Неизвестное органическое вещество А содержит 34,62% углерода, а также водород и кислород, причём массовая доля кислорода в 15,982 раза больше массовой доли водорода. Известно, что 1 моль вещества А может вступить в реакцию с 2 моль гидроксида натрия, или 1 моль гидрокарбоната калия, или 1 моль метанола.

На основании данных условия задачи:

1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу вещества;

2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

3) напишите уравнение реакции вещества А с избытком метанола (используйте структурные формулы органических веществ).

Решение:

Развернуть/свернуть

1. Общая формула вещества C_xH_yO_z

ω (O + H) = 100% — 34,62% = 65,38%

Пусть ω (Н) = х %, тогда ω (О) = 15,982х %, следовательно получаем математическое уравнение:

х + 15,982х = 65,38

16,982х = 65,38

х = 3,85% (ω (Н)), ω (О) = 15,982∙3,67 = 61,53%

x : y : z = 34,62/12 : 3,85/1 : 61,53/16 = 2,885 : 3,85 : 3,85 = 3 : 4 : 4

Следовательно, молекулярная формула C₃H₄O₄.

По описанным данным, можно предположить, что раз это вещество реагирует только с 1 моль гидрокарбоната или 1 моль спирта, то значить в этом веществе находится одна карбоксильная группа, но так как это же вещество может реагировать с 2 моль щелочи, то значит есть эфирная связь, которая будет подвергаться щелочному гидролизу. Поэтому это монометиловый эфир щавелевой кислоты.

Структурная формула:

Уравнение реакции:

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 14

При сгораниии 9,9 г органического вещества А получили 12,096 л углекислого газа, 0,672 л азота (н.у.) и 5,94 г воды.

Известно, что вещество А подвергается и щелочному и кислотному гидролизу, при этом образуется первичный насыщенный одноатомный спирт (молекула которого содержит 2 атома углерода) и органическая соль (соль образуется при любом типе гидролиза). Также известно, что вещество А можно получить каталитическим гидрированием вещества Б, в котором заместители максимально удалены друг от друга.

На основании данных условия задачи:

2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

3) напишите уравнение реакции получения вещества А путём каталитического гидрирования вещества Б (используйте структурные формулы органических веществ).

Решение:

Развернуть/свернуть

1) исходное органическое вещество точно содержит в своём составе атомы элементов углерод, азот и водород, так как при сгорании этого вещества образуются углекислый газ, газ азот и вода. А кислород как может входить в состав это вещества, так может и не входить. Проверить это можно сложив массы атомов элементов углерода, азота и водорода, если эта сумма будет равна массе исходного органического вещества, то кислорода нет, а если масса окажется меньше – то кислород есть, и разница между массой вещества за вычетом масс атомов элементов углерода, азота и водорода и есть масса атомов элемента кислорода.

Найдём эти массы:

n = m/M, n = V/V_m

m = n ∙ M,

n (CO₂) = 12,096 л / 22,4 л/моль = 0,54 моль

n (С) = n (СО₂) = 0,54 моль

m (C) = 0,54 моль ∙ 12 г/моль = 6,48 г

М(Н₂О) = 18 г/моль

n (H₂O) = 5,94 г / 18 г/моль = 0,33 моль

n (H) = 2 ∙ n (H₂O) = 2 ∙ 0,33 моль = 0,66 моль

m (H) = 0,66 моль ∙ 1 г/моль = 0,66 г

n (N₂) = 0,672 л / 22,4 л/моль = 0,03 моль

n (N) = 2 ∙ n (N₂) = 2 ∙ 0,03 моль = 0,06 моль

m (N) = 0,06 моль ∙ 14 г/моль = 0,84 г

m (C) + m (H) + m (N) = 6,48 г + 0,66 г + 0,84 г = 7,98 г, что НЕ равно массе исходного вещества, а значит атомы кислорода присутствуют в веществе.

m (O) = 9,9 г – 7,48 г = 1,92 г

n (O) = 1,92 г / 16 г/моль = 0,12 моль

Для нахождения молекулярной формулы необходимо найти соотношение химических количеств атомов элементов входящих в состав исходного органического вещества.

n (C) : n (H) : n (N) : n (O) = 0,54 : 0,66 : 0,06 : 0,12 = 9 : 11 : 1 : 2

Следовательно молекулярная формула вещества: C₉H₁₁NO₂.

2) Анализируя информацию о веществе А, можно предположить, что гидролизу подвергаются такие классы органических веществ, как эфиры (включая жиры), углеводы, пептиды, ангидриды кислот и некоторые другие. Но с образованием спирта гидролизуются только эфиры. Причём если молекула спирта содержит только два атома углерода, то делаем вывод, что вещество А – это сложный эфир некой кислоты и спирта этанола. Необходимо заметить, что в независимости от тиипа гидролиза образуется соль, а такое возможно для аминокислот. Следовательно мы имеем сложный эфир, состоящий из остатков спирта этанола и некой аминокислоты, причем ароматической, так как молекулярная формула содержит малое количество атомов водорода. Используя информацию о получении вещества А гидрированием вещества Б, делаем вывод, что вещество Б –нитросоединение, содержащее NO₂-группу, потому что при гидрировании нитро-группа переходит в амино-группу (NH₂-). А также понимаем, что эта нитро-группа находится в пара-положении, так как только это положение подходит под описание, когда заместители максимально удалены друг от друга, там же будет и NH₂-группа.

Следовательно, структурная формула —

3) Уравнение получения вещества А путём гидрирования вещества Б:

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 15

При сгорании 13,28 г органического вещества А получили 3,8528∙10²³ молекул углекислого газа и 4,32 мл воды.

Известно, что вещество А содержит атомы углерода только в sp²-гибридизации, заместители максимально удалены друг от друга, а также может вступать в реакцию с метанолом (в присутствии серной кислоты) в соотношении либо 1:1 либо 1:2.

На основании данных условия задачи:

2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

3) напишите уравнение реакции взаимодействия вещества А с метанолом (в присутствии серной кислоты) в соотношении 1:2 соответственно (используйте структурные формулы органических веществ).

Решение:

Развернуть/свернуть

1) исходное органическое вещество точно содержит в своём составе атомы элементов углерод и водород, так как при сгорании этого вещества образуются углекислый газ и вода. А кислород как может входить в состав это вещества, так может и не входить. Проверить это можно сложив массы атомов элементов углерода и водорода, если эта сумма будет равна массе исходного органического вещества, то кислорода нет, а если масса окажется меньше – то кислород есть, и разница между массой вещества за вычетом масс атомов элементов углерода и водорода и есть масса атомов элемента кислорода.

Найдём эти массы:

n = N/N_A, n = m/M

m = n ∙ M,

n (CO₂) = 3,8528 молекул / 6,02∙10²³ моль^-1 = 0,64 моль

n (С) = n (СО₂) = 0,64 моль

m (C) = 0,64 моль ∙ 12 г/моль = 7,68 г

т.к. плотность воды 1 г/мл, то m (H₂O) = 4,32 мл ∙ 1 г/мл = 4,32 г

М(Н₂О) = 18 г/моль

n (H₂O) = 4,32 г / 18 г/моль = 0,24 моль

n (H) = 2 ∙ n (H₂O) = 2 ∙ 0,24 моль = 0,48 моль

m (H) = 0,48 моль ∙ 1 г/моль = 0,48 г

m (C) + m (H) = 7,68 г + 0,48 г = 8,16 г, что НЕ равно массе исходного вещества, а значит атомы кислорода присутствуют в веществе.

m (O) = 13,28 г – 8,16 г = 5,12 г

n (O) = 5,12 г / 16 г/моль = 0,32 моль

n (C) : n (H) : n (O) = 0,64 : 0,48 : 0,32 = 2 : 1,5 : 1 = 4 : 3 : 2. Но составить структурную формулу с таким соотношением атомов не представляется возможным, поэтому данные индексы надо ещё раз удвоить.

Следовательно молекулярная формула вещества: C₈H₆O₄.

2) Анализируя информацию о веществе А, можно предположить, что данное вещество является ароматическим, так как молекула содержит небольшое число атомов водорода. И так как реагирует со спиртами, то это может быть карбоновая кислота, но с учётом разного соотношения – дикарбоновая кислота, причем вторая карбоксильная группа находится в пара-полложении, так как сказано, что заместители максимально удалены друг от друга.

Следовательно, структурная формула — 3) Уравнение реакции взаимодействия вещества А с метанолом (в присутствии серной кислоты) в соотношении 1:2 соответственно:

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 16

При сгораниии 13,7 г органического вещества А получили 15,68 л углекислого газа, 1,12 л азота (н.у.) и 6,3 г воды.

Известно, что вещество А содержит в составе одной молекулы 5 вторичных атомов углерода , один третичный и один первичный атом, а функциональная группа находится в пара-положении. Вещество А при реакции с парами хлороводорода в присутствии железа при нагревании переходит в органическое вещество Б немолекулярного строения.

На основании данных условия задачи:

2) составьте структурную формулу вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

3) напишите уравнение реакции вещества А парами хлороводорода в присутствии железа при нагревании (используйте структурные формулы органических веществ).

Решение:

Развернуть/свернуть

Найдём эти массы:

n = m/M, n = V/V_m

m = n ∙ M,

n (CO₂) = 15,68 л / 22,4 л/моль = 0,7 моль

n (С) = n (СО₂) = 0,7 моль

m (C) = 0,7 моль ∙ 12 г/моль = 8,4 г

М(Н₂О) = 18 г/моль

n (H₂O) = 6,3 г / 18 г/моль = 0,35 моль

n (H) = 2 ∙ n (H₂O) = 2 ∙ 0,35 моль = 0,7 моль

m (H) = 0,7 моль ∙ 1 г/моль = 0,7 г

n (N₂) = 1,12 л / 22,4 л/моль = 0,05 моль

n (N) = 2 ∙ n (N₂) = 2 ∙ 0,05 моль = 0,1 моль

m (N) = 0,1 моль ∙ 14 г/моль = 1,4 г

m (C) + m (H) + m (N) = 8,4 г + 0,7 г + 1,4 г = 10,5 г, что НЕ равно массе исходного вещества, а значит атомы кислорода присутствуют в веществе.

m (O) = 13,7 г – 10,5 г = 3,2 г

n (O) = 3,2 г / 16 г/моль = 0,2 моль

n (C) : n (H) : n (N) : n (O) = 0,7 : 0,7 : 0,1 : 0,2 = 7 : 7 : 1 : 2

Следовательно молекулярная формула вещества: C₇H₇NO₂.

2) Анализируя информацию о веществе А, можно предположить, что это вещество является ароматическим (по указанию первичных, вторичных и третичных атомов углерода). Также для определения класса/группы перебираем известные в школе кислородсодержащие соединения и делаем вывод, что под получившуюся молекулярную формулу подходят либо нитросоединение либо аминокислота. Но так как вещество реагирует с железом и хлороводородом, то узнаём реакцию Зинина, по которой нитрогруппа переходит в аминогруппу с последующей реакцией с кислотой и с образованием органической соли, которая и является веществом Б немолекулярного строения. Вариант с аминокислотой исключаем, так как для реакции аминокислоты с HCl железо не нужно.

2) следовательно, структурная формула: 3) уравнение реакции вещества А парами хлороводорода в присутствии железа при нагревании с образованием органической соли Б:

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 17

Вещество А содержит 65,06% углерода, 6,02% водорода, 28,92% кислорода по массе. Известно, что вещество А окисляется до бензойной кислоты. Также известно, что вещество А при взаимодействии с бромоводородом даёт бромопроизводное Б. При воздействии на это бромопроизводное Б спиртового раствора щёлочи происходит дегидрогалогенирование и образуется соль ненасыщенной кислоты.

На основании данных условия задачи:

2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

3) напишите уравнение реакции окисления вещества А перманганатом калия в присутствии серной кислоты (используйте структурные формулы органических веществ).

Решение:

Развернуть/свернуть

1. Общая формула вещества А – C_xH_yO_z

x : y : z = 65,06/12 : 6,02/1 : 28,92/16 = 5,422 : 6,02 : 1,808 = 3 : 3,33 : 1 = 9 : 10 : 3. Следовательно, молекулярная формула С₉Н₁₀О₃.

2. Соединение С₉Н₁₀О₃ окисляется до бензойной кислоты, значит его основу составляет бензолное кольцо. Отсюда следует, что заместитель имеет три атома углерода. Так как в конце всех превращений (описанных в задаче) образуется соль ненасыщенной кислоты, то вещество А содержит карбоксильную группу. Из трёх атомов кислорода в веществе А два входят в состав карбоксила, а третий принадлежит спиртовому гидроксилу, так как вещество А при взаимодействии с бромоводородом образует бромпроизводное Б, что невозможно в случае наличия фенольного гидроксила. При взаимодействии на это бромпроизводное спиртового раствора щёлочи происходит дегидрогалогенирование и образуется соль ненасыщенной карбоновой кислоты, следовательно, спиртовой гидроксил находится в β-положении по отношению к карбоксильной группе, так как именно β-гидроксикислоты при нагревании отщепляют воду и образуют ненасыщенные соединения.

Структурная формула:

3. Уравнение реакции:

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 18

При сгорании органического вещества Н массой 7 г получено 8,96 л (н.у.) углекислого газа и 5,4 г воды. Известно, что вещество Н подвергается полному гидрированию при нагревании, повышенном давлении и в присутствии катализатора, в результате чего образуется предельный одноатомный первичный спирт В. Про исходное вещество Н также известно, что один из его концевых атомов углерода в молекуле находится в состоянии sp³-гибридизации.

На основании данных условия задачи:

1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу вещества Н;

2) составьте структурную формулу вещества Н, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

3) напишите уравнение реакции полного гидрирования вещества Н при нагревании, повышенном давлении и в присутствии катализатора (используйте структурные формулы органических веществ).

Решение:

Развернуть/свернуть

1. Исходное органическое вещество Н точно содержит в своём составе атомы элементов углерод, водород, так как при сгорании этого вещества образуются углекислый газ и вода. А кислород как может входить в состав это вещества, так может и не входить. Но так как в условии задачи сказано, что при гидрировании вещества Н (а это реакция с водородом) образуется спирт (в котором есть атомы кислорода), то делаем вывод, что исходное вещество Н точно содержит атомы кислорода. Разница между массой вещества за вычетом масс атомов элементов углерода и водорода и есть масса атомов элемента кислорода.

Найдём эти массы:

n = m/M, n = V/V_m

m = n ∙ M,

n (CO₂) = 8,96 л / 22,4 л/моль = 0,4 моль

n (С) = n (СО₂) = 0,4 моль

m (C) = 0,4 моль ∙ 12 г/моль = 4,8 г

М(Н₂О) = 18 г/моль

n (H₂O) = 54 г / 18 г/моль = 0,3 моль

n (H) = 2 ∙ n (H₂O) = 2 ∙ 0,3 моль = 0,6 моль

m (H) = 0,6 моль ∙ 1 г/моль = 0,6 г

m (C) + m (H) = 4,8 г + 0,6 г = 5,4 г

m (O) = 7 г – 5,4 г = 1,6 г

n (O) = 1,6 г / 16 г/моль = 0,1 моль

n (C) : n (H) : n (O) = 0,4 : 0,6 : 0,1 = 4 : 6 : 1

Следовательно молекулярная формула вещества: C₄H₆O.

Как правило, спирты образуются при гидрировании либо альдегидов, либо кетонов. Но первичные спирты образуются из альдегидов, поэтому делаем вывод, что СНО-группа находится на конце. Составляя структурную формулу, замечаем, что не хватает атомов водорода, чтобы получить насыщенный альдегид. Поэтому понимаем, что альдегид ненасыщенный, т.е. содержит двойную связь (именно двойная связь подходит по числу атомов водорода в молекуле). Но так как сказано, что один из концевых атомов углерода в молекуле находится в состоянии sp³-гибридизации, делаем вывод, что двойная связь НЕ может быть на конце (так как атом углерода при двойной связи находится в состоянии sp²-гибридизации). Отсюда получаем, что кратная (двойная) связь отходит от второго атома углерода (между вторым и третьим).

Структурная формула:

3. Уравнение реакции:

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 19

Вещество А содержит 48% углерода, 4% водорода и 48% кислорода по массе. Известно, что вещество А относится к гетероциклическим соединениям и получается дегидратацией при нагревании вещества Б, которое не содержит третичных и четвертичных атомов углерода.

На основании данных условия задачи:

1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества А;

2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

3) напишите уравнение реакции получения вещества А путём дегидратации вещества Б при нагревании (используйте структурные формулы органических веществ).

Решение:

Развернуть/свернуть

Общая формула вещества А – C_xH_yO_z

x : y : z = 48/12 : 4/1 : 48/16 = 4 : 4 : 3. Следовательно, молекулярная формула С₄Н₄О₃.

Соединение С₄Н₄О₃ является гетероциклическим, а значит в состав цикла входят не только атому углерода, но и атомы кислорода. Учитывая, что это вещество образуется путём дегидратации, то можно предположить, что вещество А получается из карбоновой кислоты, так как при дегидратации спиртов образуются алкены, а альдегиды и простейшие эфиры не подвергаются дегидратации . Но так как образуется цикл, то в веществе Б должно быть две карбоксильные группы. И так как по условию задачи сказано, что вещество Б не содержит третичные и четвертичные атомы углерода, то значит его цепочка прямая и неразветвлённая, а значит карбоксильные группы расположены по концам. Как следствие, будет образовываться пятичленный цикл вещества А.

Структурная формула вещества А:

3. Уравнение реакции:

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 20

Неизвестное ациклическое органическое вещество содержит 73,17% углерода, 7,32% водорода и 19,51% кислорода по массе. Это вещество можно получить в реакции избытка спиртового раствора щёлочи с дихлорпроизводным, содержащим такое же число атомов углерода в молекуле как и неизвестное органическое вещество, причём атомы хлора располагаются по разным концам молекулы.

На основании данных условия задачи:

1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу неизвестного органического вещества;

2) составьте структурную формулу неизвестного органического вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

3) напишите уравнение реакции получения неизвестного органического вещества путём взаимодействия дихлорпроизводного с избытком спиртового раствора щёлочи (используйте структурные формулы органических веществ).

Решение:

Развернуть/свернуть

Общая формула вещества А – C_xH_yO_z

x : y : z = 73,17/12 : 7,32/1 : 19,51/16 = 6,098 : 7,32 : 1,219 = 5 : 6 : 1. Следовательно, молекулярная формула С₅Н₆О.

Анализируя условие задачи, можно предположить, что неизвестное органическое вещество будет либо спиртом, либо альдегидом, либо кетоном, либо карбоновой кислотой, либо эфиром. Но так как сказано, что вещество является ациклическим и получается из дихлопроизводного, в котором атомы хлора располагаются по противоположным концам молекулы, то значит при щелочном гидролизе отщепляются две молекулы хлороводорода и по концам образуются двойные связи, и, значит, кислород находится по центру у третьего атома углерода, а значит это ненасыщенный кетон.

Структурная формула неизвестного вещества:

3. Уравнение реакции:

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 21

Устойчивое органическое соединение количеством 0,25 моль окислили водным раствором перманганата натрия. В результате образовались только карбонат натрия массой 8,798 г, гидрокарбонат натрия массой 14,028 г, оксид марганца (IV) массой 28,971 г и вода.

На основании данных условия задачи:

3) напишите уравнение реакции описанное в условии задачи (используйте структурные формулы органических веществ).

Решение:

Развернуть/свернуть

Видео-объяснение смотрите на Ютуб по ссылке или ниже

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 22

Вещество А содержит 72% углерода, 6,67% водорода и 21,33% кислорода по массе. Известно, что вещество А содержит два заместителя, которые максимально удалены друг от друга. Также известно, что вещество А получается при нагревании ацетилхлорида (хлорангидрид уксусной кислоты) с веществом Б, которое не вступает в реакции этерификации.

На основании данных условия задачи:

2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

3) напишите уравнение реакции получения вещества А путём взаимодействия ацетилхлорида с веществом Б при нагревании (используйте структурные формулы органических веществ).

Решение:

Развернуть/свернуть

1. Общая формула вещества А – C_xH_yO_z

x : y : z = 72/12 : 6,67/1 : 21,33/16 = 6 : 6,67 : 1,333 = 4,5 : 5 : 1 = 9 : 10 : 2. Следовательно, молекулярная формула С₉Н₁₀О₂.

Соединение С₉Н₁₀О₂ является ароматическим, так как содержит небольшое число атомов водорода. Также по условию известно, что имеется два заместителя, которые максимально удплены друг от друга, а значит, что один из заместителей находится в пара-положении. Учитывая, что вещество А образуется путём взаимодействия с ацетилхлоридом, то можно предположить, что в первом заместителе содержится два атома углерода, а во втором – один. Учитывая, что исходное вещество Б не вступает в реакции этерефикации, но содержит один атом кислорода (так как один из атомов кислорода находится в ацетилхлориде), то оно относится к классу фенолов, в частности это пара-крезол. Отсюда получаем структурную формулу вещества А:
Уравнение реакции:

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 23

Неизвестное органическое вещество содержит 17,98% углерода, 2,25% водорода и 79,77% хлора по массе. Известно, что в этом веществе все атомы хлора находятся у одного атома углерода и это вещество подвергается щелочному гидролизу. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества; 2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 3) напишите уравнение щелочного гидролиза вещества в присутствии избытка гидроксида калия (используйте структурные формулы органических веществ).

Развернуть/свернуть

Найдем соотношение количества вещества углерода, водорода и хлора.

Примем массу соединения за 100 грамм, тогда количество вещества элементов следующее:

n(С) = 17,98/12 = 1,5

n(Сl) = 79,77/35,5 = 2,25

n(H) = 2,25/1 = 2,25

Соотношение углерода к хлору и водороду 1,5 : 2,25 : 2,25 = 1 : 1,5 : 1,5 = 2 : 3 : 3

Молекулярная формула вещества C₂H₃Cl₃

Структурная формула

Уравнение щелочного гидролиза в избытке гидроксида калия:

CH₃-CCl₃ + 4KOH = CH₃COOK + 3KCl + 2H₂O.

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 24

При сгорании 40,5 г неизвестного органического вещества получили 40,32 л углекислого газа (н.у.) и 40,5 г воды. Из навески этого вещества массой 20,25 г вся сера была переведена в сульфат-ион, который дал осадок BaSO₄ массой 52,425 г. Неизвестное органическое вещесто относится к классу тиоэфиров, которые по строению схожи с простыми эфирами, только вместо атомов кислорода содержат атомы серы. Известно, что это вещество имеет симметричное строение и может быть получено по реакции моногалогеналкана с сульфидом натрия при нагревании. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества; 2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 3) напишите уравнение получения этого органического вещества из моногалогеналкана и сульфида натрия (используйте структурные формулы органических веществ).

Развернуть/свернуть

Исходное органическое вещество точно содержит в своём составе углерод, водород и серу, так как при сгорании этого вещества образуются углекислый газ и вода, и серу выделяют через осадок сульфида бария. А кислород как может входить в состав это вещества, так может и не входить. Проверить это можно сложив массы атомов элементов углерода, водорода и серы, если эта сумма будет равна массе исходного органического вещества, то кислорода нет, а если масса окажется меньше – то кислород есть, и разница между массой вещества за вычетом масс атомов элементов углерода,водорода и серы и есть масса атомов элемента кислорода.

Найдём эти массы:

n = m/M, m = n ∙ M, n = V/V_m.

n (CO₂) = 40,32 л/22,4 л/моль = 1,8 моль

n (С) = n (СО₂) = 1,8 моль

m (C) = 1,8 моль ∙ 12 г/моль = 21,6 г

n (H₂O) = 40,5 г / 18 г/моль = 2,25 моль

n (H) = 2 ∙ n (H₂O) = 2 ∙ 2,25 моль = 4,5 моль

m (H) = 4,5 моль ∙ 1 г/моль = 4,5 г

Надо заметить, что при сжигании, масса вещества была 40,5 г, а при выделении серы – 20,25 г. Поэтому надо привести эти массы к одному значению. Эти массы отличаются в 2 раза, значит при из 40,5 г вещества можно выделить в 2 раза больше осадка сульфата бария: 2 ∙ 52,425 = 104,85 г.

n (BaSO₄) = 104,85 г/233 г/моль = 0,45 моль

n (S) = n (BsSО₄) = 0,45 моль

m (S) = 0,45 моль ∙ 32 г/моль = 14,4 г

m (C) + m (H) + m (S) = 21,6 г + 4,5 г + 14,4 г = 40,5 г, что равно массе исходного вещества, а значит там НЕТ кислорода.

n (C) : n (H) : n (S) = 1,8 : 4,5 : 0,45 = 4 : 10 : 1

Следовательно молекулярная формула вещества: C₄H₁₀S.

Так как вещество имеет симметричное строение, то структурная формула:

CH₃ – CH₂ – S – CH₂ – CH₃

Уравнение получения по реакции моногалогеналкана с сульфидом натрия при нагревании:

2CH₃ – CH₂ – Cl + Na₂S → CH₃ – CH₂ – S – CH₂ – CH₃ + 2NaCl

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 25

К смеси газообразного углеводорода с аммиаком общим объёмом 300 л прибавили избыток кислорода и смесь подожгли. После полного сгорания объём смеси стал равен 1250 л, после конденсации паров воды уменьшился до 550 л, а после обработки щёлочью уменьшился до 250 л, из которых 100 л приходится на азот. Объёмы газов измерены в одинаковых условиях. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества; 2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 3) напишите уравнение нитрования этого вещества по Коновалову (используйте структурные формулы органических веществ).

Развернуть/свернуть

Запишем уравнения полного сгорания углеводорода и аммиака:

2C_xH_y + (2x + 0,5y)O₂ = 2xCO₂ + yH₂O (уравнение 1)

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O (уравнение 2)

Для вывода формулы, надо знать количество углерода, которое перешло из углеводорода в углекислый газ и количество водорода, перешедшего в воду по уравнению 1.

Вода при условиях опыта – газ. Поэтому по данным условия находим объём газообразной воды с учётом того, что вода выделяется в обоих уравнениях:

V_общ (H₂O) = 1250 л – 550 л = 700 л

Так как нам по условию задачи известен объём азота, то по уравнению 2 мы можем найти воду, которая образовалась в этом уравнении и потом найти объём газообразной воды, образовавшейся по уравнению 1.

V₂ (H₂O) = 3V (N₂) = 3 ∙ 100 л = 300 л (по уравнению 2)

V₁ (H₂O) = V_общ (H₂O) – V₂ (H₂O) = 700 л – 300 л = 400 л

Находим химическое количество водорода в воде, образовавшейся по уравнению 1:

n₁ (H₂O) 400 л/22,4 л/моль = 17,86 моль

n (H) = 2n₁ (H₂O) = 2 ∙ 17,86 моль = 35,72 моль

Теперь найдём химическое количество углерода через углекислый газ, который поглотился щёлочью:

CO₂ + NaOH = NaHCO₃ или CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O

Анализируя уравнения, делаем вывод, что объём смеси уменьшился за счёт поглощённого углекислого газа, значит V (CO₂) = 550 л – 250 л = 300 л

n (CO₂) = 300 л/22,4 л/моль = 13,39 моль

n (C) = n (CO₂) = 13,39 моль

Теперь выводим формулу углеводорода. Для этого необходимо сделать перерасчёт на 1 моль вещества. Значит, необходимо узнать, сколько углеводорода было в смеси.

V (NH₃) = 2V (N₂) = 200 л (по уравнению 2)

V (C_xH_y) = V (исходной смеси) – V (NH₃) = 300 л -200 л = 100 л

n (C_xH_y) = 100 л/22,4 л/моль = 4,46 моль

4,46 моль углеводорода содержит 13,39 моль углерода и 35,72 моль водорода

1 моль углеводорода содержит x моль углерода и y моль водорода.

По пропорции:

x = 3

y = 8

Следовательно, молекулярная формула углеводорода C₃H₈

Структурная формула CH₃ – CH₂ – CH₃

Уравнение нитрования по Коновалову:

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 26

При сгорании 69 г органического вещества получили 89,6 л углекислого газа (н.у.) и 45 г воды. Это вещество можно получить мягким окислением ароматического углеводорода водным раствором перманганата калия на холоду. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества; 2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 3) напишите уравнение получения этого вещества окислением ароматического углеводорода водным раствором перманганата калия (используйте структурные формулы органических веществ).

Развернуть/свернуть

Исходное органическое вещество точно содержит в своём составе углерод и водород, так как при сгорании этого вещества образуются углекислый газ и вода. А кислород как может входить в состав это вещества, так может и не входить. Проверить это можно сложив массы атомов элементов углерода и водорода, если эта сумма будет равна массе исходного органического вещества, то кислорода нет, а если масса окажется меньше – то кислород есть, и разница между массой вещества за вычетом масс атомов элементов углерода и водорода и есть масса атомов элемента кислорода.

Найдём эти массы:

n = m/M, m = n ∙ M, n = V/V_m.

n (CO₂) = 89,6 л/22,4 л/моль = 4 моль

n (С) = n (СО₂) = 4 моль

m (C) = 4 моль ∙ 12 г/моль = 48 г

n (H₂O) = 45 г / 18 г/моль = 2,5 моль

n (H) = 2 ∙ n (H₂O) = 2 ∙ 2,5 моль = 5 моль

m (H) = 5 моль ∙ 1 г/моль = 5 г

m (C) + m (H) = 48 г + 5 г = 53 г, что НЕ равно массе исходного вещества, а значит там есть кислород.

m (O) = m (в-ва) – m (C+H) = 69 г – 53 г = 16 г

n (O) = 16 г / 16 г/моль = 1 моль

n (C) : n (H) : n (O) = 4 : 5 : 1

Следовательно простейшая формула вещества: C₄H₅O.

Но так как в условии сказано, что исходное вещество получается мягким окислением ароматического УВ водным раствором перманганата калия, то значит исходное вещество должно содержать бензольное кольцо (так как при мягком окислении не наблюдается разрыва цикла). Следовательно, простейшую формулу необходимо удвоить.

Молекулярная формула C₈H₁₀O₂.

При мягком окислении кратных связей между атомами углерода образуются многоатомные спирты.

Структурная формула

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 27

Неизвестное органическое вещество содержит 60% углерода, 5% водорода и 35% азота по массе. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 40. Это вещество можно отнести к производным циановодородной кислоты и алкана. А получить его можно нагреванием дибромалкана с цианидом калия. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества; 2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 3) напишите уравнение получения исходного органического соединения нагреванием дибромалкана с цианидом калия (используйте структурные формулы органических веществ).

Развернуть/свернуть

Найдем соотношение количества вещества углерода, водорода и азота.

Примем массу соединения за 100 грамм, тогда количество вещества элементов следующее:

n(С) = 60 г/12 г/моль = 5 моль

n(N) = 35 г/14 г/моль = 2,5 моль

n(H) = 5 г/1 г/моль = 5 моль

Соотношение углерода к азоту и водороду 5 : 2,5 : 5 = 2 : 1 : 2

Простейшая формула C₂H₂N, М (C₂H₂N) = 40 г/моль

А по относительной плотности по водороду находим, что М (исходного вещества) = 2 г/моль ∙ 40 = 80 г/моль

Значит, простейшую формулу необходимо удвоить.

Молекулярная формула вещества C₄H₄N₂

Так как исходное вещество является производным циановодородной кислоты, то там должна сохраняться структура кислотного остатка С≡N

Структурная формула N≡C – CH₂ – CH₂ – C≡N

Уравнение получения:

Br – CH₂ – CH₂ – Br + 2KCN = N≡C – CH₂ – CH₂ – C≡N + 2KBr.

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 28

При сгорании 33,2 г органического вещества получили 35,84 л углекислого газа (н.у.) и 10,8 г воды. При нагревании данное вещество подвергается внутримолекулярной дегидратации. Также известно, что исходное вещество содержит две одинаковые функциональные группы и находятся они у соседних атомов углерода. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества; 2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 3) напишите уравнение гидролиза вещества в присутствии бромоводородной кислоты (используйте структурные формулы органических веществ).

Развернуть/свернуть

Найдём эти массы:

n = m/M, m = n ∙ M, n = V/V_m.

n (CO₂) = 35,84 л/22,4 л/моль = 1,6 моль

n (С) = n (СО₂) = 1,6 моль

m (C) = 1,6 моль ∙ 12 г/моль = 19,2 г

n (H₂O) = 10,8 г / 18 г/моль = 0,6 моль

n (H) = 2 ∙ n (H₂O) = 2 ∙ 0,6 моль = 1,2 моль

m (H) = 1,2 моль ∙ 1 г/моль = 1,2 г

m (C) + m (H) = 19,2 г + 1,2 г = 20,4 г, что НЕ равно массе исходного вещества, а значит там есть кислород.

m (O) = m (в-ва) – m (C+H) = 33,2 г – 20,4 г = 12,8 г

n (O) = 12,8 г / 16 г/моль = 0,8 моль

n (C) : n (H) : n (O) = 1,6 : 1,2 : 0,8 = 4 : 3 : 2

Следовательно простейшая формула вещества: C₄H₃O₂.

Попытки составить структурную формулу, удовлетворяющие условию задания с полученной простейшей формулой, не увенчаются успехом. Либо вещества будут неустойчивыми. Поэтому надо удвоить простейшую формулу.

Молекулярная формула C₈H₆O₂.

Структурная формула

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 29

В состав органического вещество входит 6,78% водорода, 20,34% кислорода и 11,86% азота по массе. Это вещество подвергается гидролизу с образованием двух веществ, одно из которых является производным первого, в котором один атом водорода замещён фенильной группой. Известно, что одно из веществ, образующихся при гидролизе имеет очень важную биологическую функцию и является незаменимым для организма человека. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества; 2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 3) напишите уравнение гидролиза вещества в присутствии кислоты (используйте структурные формулы органических веществ).

Развернуть/свернуть

Найдём массовую долю углерода, так как в состав всех органических соединений входит углерод.

w (C) = 100% — 6,78% — 20,34% — 11,86% = 61,02%

Найдем соотношение количества вещества углерода, водорода, кислорода и азота.

Примем массу соединения за 100 грамм, тогда количество вещества элементов следующее:

n (С) = 61,02 г/12 г/моль = 5,085 моль

n (H) = 6,78 г/1 г/моль = 6,78 моль

n (O) = 20,34 г/16 г/моль = 1,271 моль

n (N) = 11,86 г/14 г/моль = 0,847 моль

Соотношение углерода к водороду, кислороду и азоту 5,085 : 6,78 : 1,271 : 0,847 = 6 : 8 : 1,5 : 1= 12 : 16 : 3 : 2

Молекулярная формула вещества C₁₂H₁₆O₃N₂

Анализируя рописание вещества, делаем вывод, что исходное вещество – дипептид аланина и незаменимой аминокислоты фенилаланина, которое и является производным аланина.

Структурная формула

Уравнение кислотного гидролиза:

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 30

В состав вещества входят атомы углерода, водорода и азота, причём массовая доля атомов углерода в нём 53,33%. Масса азота, полученного из 0,546 г вещества, равна 0,170 г. Относительная плотность этого вещества по озону равна 0,9375. Известно, что данное вещество реагирует раствором нитрита калия в присутствиии соляной кислоты с образованием органического вещества, относящегося к другому классу, и выделением газа, входящего в состав атмосферы. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества; 2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 3) напишите уравнение реакции этого вещества с раствором нитрита калия в присутствии соляной кислоты (используйте структурные формулы органических веществ).

Развернуть/свернуть

M (C_xH_yN_z) = M (O₃) ∙ D_O₃(C_xH_yN_z) = 48 г/моль ∙ 09375 = 45 г/моль

n (C_xH_yN_z) = 0546 г/45 г/моль = 0,012 моль

n (N₂) = 0,170 г/28 г/моль = 0,006 моль

n (N) = 2 ∙ n (N₂) = 2 ∙ 0,006 моль = 0,012 моль

0,012 моль вещества содержат 0,012 моль N, следовательно 1 моль вещества содержит 1 моль N, т.е. в формуле 1 атом азота.

m (C) = Mr (C_xH_yN_z) ∙ w (C_xH_yN_z) = 45 ∙ 0,5333 = 24 (г)

n (С) = 24 г/12 г/моль = 2 моль.

Следовательно 1 моль вещества содержит 2 моль углерода, т.е. в формуле 2 атома углерода.

N (H) = (M (C_xH_yN_z) – M (C₂N)) /1 г/моль = (45 г/моль – 38 г/моль) /1 г/моль = 7

Следовательно, молекулярная формула C₂H₇N

Азотсодержащим веществом может быть либо амин либо нитросоединения. Предполагаем, что исходное вещество амин. Так как вещество реагирует с азотистой кислотой (нитрит калия + соляная кислота), то оно относится к первичным аминам, потому что вторичные амины в эту реакцию не вступают, равно как и нитросоединения.

Структурная формула CH₃ – CH₂ – NH₂

Уравнение реакции:

CH₃ – CH₂ – NH₂ + KNO₂ + HCl → CH₃ – CH₂ – OH + N₂ + KCl + H₂O

ЕГЭ по химии 2022. Задание 34. Вариант 31

Органическое ещество А при нагревании реагирует с двухатомным спиртом Б с образованием воды и органического вещества С, которое является гетероциклическим и содержит радикал этил. В состав вещества А входит 62,07% углерода, 10,34% водорода и 27,59% кислорода, функциональная группа находится у первого атома углерода. А при сжигании двухатомного спирта Б массой 62 г образуется 54 г воды и 88 г углекислого газа.

На основании данных условия задания:

1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества С;

3) напишите уравнение получения вещества С из веществ А и Б (используйте структурные формулы органических веществ).

Развернуть/свернуть

Найдём формулу вещества А.

Примем массу соединения А за 100 грамм, тогда количество вещества элементов следующее:

n (С) = 62,07 г/12 г/моль = 5,173 моль

n (H) = 10,34 г/1 г/моль = 10,34 моль

n (O) = 27,59 г/16 г/моль = 1,724 моль

Соотношение углерода к водороду, кислороду и азоту 5,173 : 10,34 : 1,724 = 3 : 6 : 1

Молекулярная формула вещества А C₃H₆O – это пропаналь.

Найдём формулу вещества Б.

n (CO₂) = 88 г/44 г/моль = 2 моль

n (С) = n (СО₂) = 2 моль

m (C) = 2 моль ∙ 12 г/моль = 24 г

n (H₂O) = 54 г / 18 г/моль = 3 моль

n (H) = 2 ∙ n (H₂O) = 2 ∙ 3 моль = 6 моль

m (H) = 6 моль ∙ 1 г/моль = 6 г

m (O) = 62 г – 24 г – 6 г = 32 г

n (O) = 32 г / 16 г/моль = 2 моль

n (C) : n (H) : n (O) = 2 : 6 : 2

Следовательно молекулярная формула вещества Б: C₂H₆O₂ – это этиленгликоль.

Чтобы вывести структурную формулу вещества С, лучше сначало написать уравнение взаимодействия пропаналя с этиленгликолем, с учётом образования воды и того, что вещество С является гетероциклическим (т.е. в состав цикла входят НЕ только атомы углерода) и содержит радикал этил:

В случае, если вы нашли ошибку или опечатку, просьба сообщать об этом автору проекта в контакте https://vk.com/id30891697 или на электронную почту yoursystemeducation@gmail.com

А также вы можете получить доступ ко всем видео-урокам, заданиям реального ЕГЭ с подробными видео-объяснениями, задачам и всем материалам сайта кликнув:

Посмотреть видео-объяснения решений всех типов задач вы можете здесь, нажав на эту строку
Просмотреть задания ЕГЭ всех лет (реальные, пробные и тренировочные задания) вы можете здесь, нажав на эту строку
Посмотреть все видео-уроки вы можете здесь, нажав на эту строку
Прочитать всю теорию для подготовки к ЕГЭ и ЦТ вы можете здесь, нажав на эту строку
Все видео-объяснения вы можете найти на YouTube канале, нажав на эту строку

Источник

Задачи из ЕГЭ по химии на расворимость

Задания 34 (2019). Расчет массовой доли химического соединения в смеси.

Источник текстов условий задач — паблик Вконтакте И.С. Ермолаева «ЕГЭ по химии на максимум».

Авторы решений: Широкопояс С.И, Борисов И.С.

Задание №1

Растворимость безводного карбоната натрия при некоторой температуре составляет 31,8 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили насыщенный раствор, добавив необходимое количество карбоната натрия к 400 мл воды. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток раствора сульфата железа (III). К раствору во второй колбе добавили 300 г раствора азотной кислоты, также взятой в избытке. При этом объем газа, выделившегося из второй колбы, оказался в 2 раза больше объема газа, выделившегося из первой колбы. (Объемы газов измерены при одинаковых условиях). Определите массовую долю нитрата натрия в конечном растворе во второй колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Решение

Ответ: 22,07%

Пояснение:

Запишем уравнения протекающих реакций в первой (I) и во второй (II) колбах:
Fe₂(SO₄)₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O = 2Fe(OH)₃ + 3Na₂SO₄ + 3CO₂ (I)
Na₂CO₃ + 2HNO₃ = 2NaNO₃ + CO₂ + H₂O (II)

Вычислим массу карбоната натрия (y г) в исходном растворе, составив пропорцию:
31,8 г соли – 100 г воды;
y г соли – 400 г воды (плотность воды равна 1 г/мл);
y = 127,2 г.

Вычислим общее количество карбоната натрия:
ν(Na₂CO₃) = m/M = 127,2/106 = 1,2 моль.

Далее обратим внимание на то, что в обеих реакциях соотношение по молям карбоната натрия и углекислого газа одно и то же, равное 1:1. По условию задачи соотношение объемов газов, которые выделились в реакциях (I) и (II), равно 1:2. Тогда пусть в первой реакции выделилось х моль газа, тогда во второй реакции выделилось 2х моль. Составим уравнение:
х + 2x = 1,2 г;
х = 0,4 моль газа выделилось в первой колбе,
2x = 0,8 моль газа выделилось во второй колбе.

Количество нитрата натрия, образовавшегося по второй реакции, находим по стехиометрическому соотношению из второго уравнения:
ν(NaNO₃) = 2ν_II(CO₂) = 0,8 · 2 = 1,6 моль.

Вычислим массу нитрата натрия, образовавшегося по реакции (II):
m(NaNO₃) = ν · M = 1,6 · 85 = 136 г.

Масса раствора во второй колбе складывается из масс растворов азотной кислоты и карбоната натрия за вычетом углекислого газа. Обратим внимание на то, что масса раствора карбоната натрия во второй колбе пропорциональна количеству чистого вещества. Вычислим массы части раствора карбоната магния, которую ввели в реакцию с азотной кислотой, и углекислого газа, выделившегося по второй реакции:
m_II(р-ра Na₂CO₃) = (m(H₂O) + m(Na₂CO₃))/1,2 · 0,8 = (400 + 127,2)/1,2 · 0,8 = 351,47 г,
m_II(CO₂) = ν · M = 0,8 · 44 = 35,2 г.

Масса конечного раствора во второй колбе рассчитывается из масс растворов карбоната натрия и азотной кислоты с учетом вычета массы выделившегося CO₂:
m_II(конечного р-ра) = m(р-ра HNO₃) + m_II(р-ра Na₂CO₃) − m_II(CO₂) = 300 + 351,47 − 35,2 = 616,27 г.

Ответим на вопрос задачи и найдем массовую долю нитрата натрия:
ω(NaNO₃) = 100% · m(NaNO₃)/m_II(конечного р-ра) · 100% = 136/616,27 · 100% = 22,07%.

Задание №2

Растворимость безводного сульфида натрия при некоторой температуре составляет 15,6 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили 289 г насыщенного раствора сульфида натрия. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток раствора хлорида алюминия. К раствору во второй колбе добавили 100 г раствора соляной кислоты, также взятой в избытке. При этом объем газа, выделившийся из второй колбы, оказался в 1,5 раза больше объема газа, выделившегося из первой колбы. (Объемы газов измерены при одинаковых условиях). Определите массовую долю хлорида натрия в конечном растворе во второй колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Решение

Ответ: 13,34%

Пояснение:

Запишем уравнения протекающих реакций в первой (I) и второй (II) колбах:

2AlCl₃ + 3Na₂S + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 6NaCl + 3H₂S (I)
Na₂S + 2HCl = 2NaCl + H₂S (II)

Из условия мы видим, что смешав 100 г воды и 15,6 г сульфида натрия мы получаем насыщенный раствор, масса которого, очевидно, будет равна 115,6 г (100 г + 15,6 г)

Вычислим массу сульфида натрия (m_исх.(Na₂S)) в исходном растворе:
15,6 г Na₂S – 115,6 г раствора (из данных о растворимости);
m_исх.(Na₂S) – 289 г раствора.

Тогда, m_исх.(Na₂S) = 289 · 15,6/115,6 = 39 г.

Вычислим общее количество сульфида натрия:
ν(Na₂S) = m/M = 39/78 = 0,5 моль.

Пусть количество сульфида натрия, содержавшегося в первой колбе равно x моль, тогда, в соответствии с первым уравнением реакции, количество сероводорода, выделившегося из первой колбы, также будет равно х моль. В условии сказано, что объем газа, выделившегося из второй колбы в 1,5 раза больше объема газа, выделившегося из первой. Это означает, что и количество моль выделившегося газа тоже будет в полтора раза больше, то есть 1,5 х моль. В соответствии с уравнением реакции (II), количество сульфида натрия во второй колбе равно количеству вещества сероводорода, то есть тоже 1,5х моль.
Мы знаем, что общее количество сульфида натрия равно 0,5 моль. Тогда, мы можем записать уравнение:
х + 1,5х = 0,5;
2,5x = 0,5;
х = 0,2.

То есть, в первой колбе содержалось количество вещества сульфида натрия равное:
ν_I(Na₂S) = x моль = 0,2 моль,
в свою очередь, во второй колбе содержалось количество вещества сульфида натрия равное:
ν_II(Na₂S) = 1,5x моль = 1,5 · 0,2 моль = 0,3 моль.

В соответствии с уравнением реакции (II) количество вещества хлорида натрия во второй колбе будет равно:
ν_II(NaCl) = 2ν_II(Na₂S) = 0,3 · 2 = 0,6 моль.

Тогда: m_II(NaCl) = ν · M = 0,6 · 58,5 = 35,1 г.

Для расчета массы конечного раствора во второй колбе нужно сложить массы растворов добавленной соляной кислоты и массы раствора сульфида натрия во второй колбе, а также вычесть массу выделившегося из второй колбы сероводорода.
Вычислим массу раствора сульфида натрия во второй колбе, зная, что весь исходный раствор сульфида натрия до разделения имел массу 289 г и содержал 0,5 моль сульфида натрия, а во второй колбе до прибавления соляной кислоты содержалось 0,3 моль сульфида натрия. Запишем пропорцию:
0,5 моль Na₂S − 289 г раствора;
0,3 моль Na2S − m_II(р-ра Na₂S);
m_II(р-ра Na₂S) = 289/0,5 · 0,3 = 173,4 г.

В соответствии с уравнением реакции (II) количество выделившегося сероводорода из второй колбы равно количеству вещества Na₂S во второй колбе.
ν_II(H₂S) = ν_II(Na₂S) = 0,3 моль,
тогда масса выделившегося из второй колбы сероводорода будет равна:
m_II(H₂S) = ν · M = 0,3 · 34 = 10,2 г.

Масса конечного раствора во второй колбе рассчитывается из масс растворов сульфида натрия и соляной кислоты с учетом вычета массы выделившегося H₂S:
m_II(конечного р-ра) = m(р-ра HCl) + m_II(р-ра Na₂S) − m_II(H₂S) = 100 + 173,4 − 10,2 = 263,2 г.

Ответим на вопрос задачи и найдем массовую долю хлорида натрия:
ω(NaCl) = 100% · m_II(NaCl)/m_II(конечного р-ра) = 100% · 35,1/263,2 = 13,34%.

Задание №3

Растворимость безводного хлорида алюминия при некоторой температуре составляет 53,4 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили 306,8 г насыщенного раствора хлорида алюминия. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток раствора карбоната калия. К раствору во второй колбе добавили 300 г раствора аммиака, также взятого в избытке. При этом масса осадка, выпавшего во второй колбе, оказалась в 3 раза больше массы осадка, выпавшего в первой колбе. Определите массовую долю хлорида аммония в конечном растворе во второй колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Решение

Ответ: 19,93%

Пояснение:

Запишем уравнения протекающих реакций в первой (I) и второй (II) колбах:
2AlCl₃ + 3K₂CO₃ + 3H₂O = 2Al(OH)₃ + 6KCl + 3CO₂ (I)
AlCl₃ + 3NH₃ + 3H₂O = Al(OH)₃ + 3NH₄Cl (II)

Вычислим массу хлорида алюминия (y г) в исходном растворе:
53,4 г соли – 153,4 г раствора (по условию растворимости)
y г соли – 306,8 г раствора
y = 106,8 г.

Вычислим общее количество хлорида алюминия:
ν(AlCl₃) = m/M = 106,8/133,5 = 0,8 моль.

Далее обратим внимание на то, что в обеих реакциях соотношение по молям хлорида алюминия и гидроксида алюминия одно и то же, равное 1:1. По условию задачи соотношение масс осадков, которые выделились в реакциях (I и II), равно 1:3. Тогда пусть в первой реакции образовалось х моль осадка, во второй колбе образовалось 3х моль. Составим уравнение:
х + 3x = 0,8
х = 0,2 моль Al(OH)₃ образовалось в первой колбе,
3x = 0,6 моль Al(OH)₃ образовалось во второй колбе.

Количество хлорида аммония находим по стехиометрическому соотношению из второго уравнения:
ν(NH₄Cl) = 3ν_II(Al(OH)₃) = 0,6 · 3 = 1,8 моль.

Масса хлорида аммония, образовавшегося во второй колбе:
m(NH₄Cl) = ν · M = 1,8 · 53,5 = 96,3 г.

Масса раствора во второй колбе складывается из масс растворов аммиака и хлорида алюминия за вычетом осадка гидроксида алюминия. Обратим внимание на то, что масса раствора хлорида алюминия во второй колбе пропорциональна количеству чистого вещества. Вычислим массы части раствора хлорида алюминия, которую ввели в реакцию с раствором аммиака (реакция (II)) и образовавшегося гидроксида алюминия:

m_II(р-ра AlCl₃) = 306,8/0,8 · 0,6 = 230,1 г,
m_II(Al(OH)₃) = ν · M = 0,6 · 78 = 46,8 г.

Масса раствора во второй колбе рассчитывается из масс растворов хлорида алюминия и аммиака с учетом вычета образовавшегося осадка Al(OH)₃:
m_II(конечного р-ра) = m(р-ра NH₃) + m_II(р-ра AlCl₃) − m_II(Al(OH)₃) = 300 + 230,1 − 46,8 = 483,3 г.

Ответим на вопрос задачи и найдем массовую долю хлорида аммония во второй колбе:
ω(NH₄Cl) = m(NH₄Cl)/m_II(конечного р-ра) · 100% = 96,3/483,3 · 100% = 19,93%.

Видеоразбор решения данной задачи на моем ютуб-канале:

Задание №4

Растворимость безводного карбоната аммония при некоторой температуре составляет 96 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили насыщенный раствор, добавив необходимое количество карбоната аммония к 250 мл воды. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток твердого гидроксида натрия и нагрели до прекращения выделения газа. К раствору во второй колбе добавили 250 г раствора соляной кислоты, также взятой в избытке. При этом объем газа, выделившегося из первой колбы, оказался в 3 раза больше объема газа, выделившегося из второй колбы. (Объемы газов измерены при одинаковых условиях). Определите массовую долю хлорида аммония в конечном растворе во второй колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Решение

Ответ: 26,62%

Пояснение:

Запишем уравнения протекающих реакций в первой (I) и второй (II) колбах:

(NH₄)₂CO₃ + 2NaOH = Na₂CO₃ + 2NH₃ + 2H₂O (I)
(NH₄)₂CO₃ + 2HCl = 2NH₄Cl + CO₂ + H₂O (II)

Вычислим массу карбоната аммония (y г) в исходном растворе:
96 г соли – 100 г воды (по условию растворимости);
y г соли – 250 г воды (плотность воды равна 1 г/мл);
y = 240 г.

Вычислим общее количество карбоната аммония:
ν((NH₄)₂CO₃) = m/M = 240/96 = 2,5 моль.

Далее обратим внимание на то, что в первой реакции соотношение по молям исходной соли и газа (NH₃) равно 1:2, а во второй реакции соотношение соли и газа (CO₂) равно 1:1. По условию задачи соотношение объемов газов, которые выделились в реакциях (I) и (II), равно 3:1. Тогда, если в первой реакции выделилось 3х моль газа, то во второй − х моль. Соответственно, карбоната аммония в первой реакции затрачено 1,5х моль, а во второй реакции − х моль. Составим уравнение:
х + 1,5x = 2,5
х = 1 моль (NH₄)₂CO₃ затратилось по второй реакции,
1,5x = 1,5 моль (NH₄)₂CO₃ затратилось по первой реакции.

Количество хлорида аммония находим по стехиометрическому соотношению из второго уравнения:
ν(NH₄Cl) = 2ν_II((NH₄)₂CO₃) = 1 · 2 = 2 моль.

Вычислим массу хлорида аммония, образовавшегося по второй реакции:
m(NH₄Cl) = ν · M = 2 · 53,5 = 107 г.

Масса раствора во второй колбе складывается из масс растворов соляной кислоты и карбоната аммония за вычетом углекислого газа. Обратим внимание на то, что масса раствора карбоната аммония во второй колбе пропорциональна количеству чистого вещества. Вычислим массы углекислого газа и части раствора карбоната аммония, которую ввели в реакцию с соляной кислотой:

m_II(р-ра (NH₄)₂CO₃) = (m_II((NH₄)₂CO₃ + m(H₂O))/2,5 · 1 = (240 + 250)/2,5 · 1 = 196 г,
m(CO₂) = ν · M = 1 · 44 = 44 г.

Масса конечного раствора во второй колбе рассчитывается из масс растворов карбоната натрия и соляной кислоты с учетом вычета массы углекислого газа:
m_II(конечного р-ра) = m(HCl) + m_II(р-ра (NH₄)₂CO₃) − m(CO₂) = 250 + 196 − 44 = 402 г.

Ответим на вопрос задачи и найдем массовую долю хлорида аммония:
ω(NH₄Cl) = m(NH₄Cl)/m_II(конечного р-ра) · 100% = 107/402 · 100% = 26,62%.

Задание №5

Растворимость безводного карбоната натрия при некоторой температуре составляет 31,8 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили насыщенный раствор, добавив необходимое количество карбоната натрия к 200 мл воды. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток раствора соляной кислоты. При этом выделилось 4,48 л газа (н.у.). К раствору во второй колбе добавили 222 г 25% раствора хлорида кальция. (Объемы газов измерены при одинаковых условиях). Определите массовую долю хлорида кальция в конечном растворе во второй колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Решение

Ответ: 3,1%

Пояснение:

Запишем уравнения протекающих реакций в первой (I) и второй (II) колбах:

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + CO₂ + H₂O (I)
Na₂CO₃ + CaCl₂ = 2NaCl + CaCO₃ (II)

Вычислим массу карбоната натрия (y г) в исходном растворе:
31,8 г соли – 100 г воды;
y г соли – 200 г воды (плотность воды равна 1 г/мл);
y = 63,6 г.

Вычислим количества исходного карбоната натрия и углекислого газа, выделившегося в первой реакции:
ν(Na₂CO₃) = m/M = 63,6/106 = 0,6 моль,
ν(CO₂) = V/V_m = 4,48/22,4 = 0,2 моль.

Далее вычислим количество карбоната натрия, которое ввели во вторую реакцию:
ν_II(Na₂CO₃) = 0,6 − 0,2 = 0,4 моль.

Вычислим исходное количество хлорида кальция:

m(CaCl₂) = ν · M = 222 · 0,25 = 55,5 г,
ν(CaCl₂) = m/M = 55,5/111 = 0,5 моль.

Вычислим массу избытка хлорида кальция, который остался во второй колбе после прохождения реакции:

ν(CaCl₂) = 0,5 − 0,4 = 0,1 моль,
m(CaCl₂) = ν · M = 0,1 · 111 = 11,1 г.

Масса раствора во второй колбе складывается из масс растворов хлорида кальция и карбоната натрия за вычетом осадка карбоната кальция. Обратим внимание на то, что масса раствора карбоната натрия во второй колбе пропорциональна количеству чистого вещества. Вычислим массы карбоната кальция и части раствора карбоната натрия, которую ввели в реакцию с хлоридом кальция:

m_II(р-ра Na₂CO₃) = (m(H₂O) + m(Na₂CO₃))/ 0,6 · 0,4 = (200 + 63,6)/0,6 · 0,4 = 175,73 г,
m(CaCO₃) = ν · M = 0,4 · 100 = 40 г,
m_II(конечного р-ра) = m(CaCl₂) + m_II(р-ра Na₂CO₃) — m(CaCO₃) = 222 + 175,73 − 40 = 357,73 г.

Ответим на вопрос задачи и найдем массовую долю хлорида кальция:
ω(CaCl₂) = m(CaCl₂)/m(конечного р-ра) · 100% = 11,1/357,73 · 100% = 3,1%.

[adsp-pro-3]

Задание №6

Растворимость безводного сульфата железа (II) при некоторой температуре составляет 30,4 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили 326 г насыщенного раствора сульфата железа (II). Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток раствора хлорида бария. При этом образовалось 46,6 г осадка. К раствору во второй колбе добавили 50 г 34%-ного раствора аммиака. Определите массовую долю аммиака в конечном растворе во второй колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Решение

Ответ: 3,11%

Пояснение:

Запишем уравнения протекающих реакций в первой (I) и второй (II) колбах:

FeSO₄ + BaCl₂ = FeCl₂ + BaSO₄ (I)
FeSO₄ + 2NH₃ + 2H₂O = Fe(OH)₂ + 2NH₄Cl (II)

Вычислим массу сульфата железа (II) (y г) в исходном растворе:
30,4 г соли – 130,4 г раствора;
y г соли – 326 г раствора;
y = 76 г.

Вычислим общее количество сульфата железа (II):
ν(FeSO₄) = m/M = 76/152 = 0,5 моль.

Поскольку ν(BaSO₄) = ν_I(FeSO₄), тогда количество осадка сульфата бария в первой колбе:
ν(BaSO₄) = ν_I(FeSO₄) = m/M = 46,6/233 = 0,2 моль.

Вычислим количества сульфата железа (II) и аммиака, которые ввели во вторую реакцию:
ν_II(FeSO₄) = ν(FeSO₄) − ν_I(FeSO₄) = 0,5 − 0,2 = 0,3 моль,
m(NH₃) = w(NH₃) · m(р-ра)/100 = 50 · 34/100 = 17 г,
ν(NH₃) = m/M = 17/17 = 1 моль.

Поскольку ν(NH₃) = 2ν_II(FeSO₄), тогда вычислим количество и массу аммиака, оставшегося после реакции с сульфатом железа (II):
ν_ост.(NH₃) = ν(NH₃) − 2ν_II(NH₃) = 1 − 0,3 · 2 = 0,4 моль,
m_ост.(NH₃) = ν · M = 0,4 · 17 = 6,8 г.

Масса раствора во второй колбе складывается из масс растворов сульфата железа (II) и аммиака за вычетом осадка гидроксида железа (II). Обратим внимание на то, что масса раствора сульфата железа (II) во второй колбе пропорциональна количеству чистого вещества. Вычислим массы гидроксида железа (II) и части раствора сульфата железа (II), которую ввели в реакцию с раствором аммиака:

m_II(р-ра FeSO₄) = 326/0,5 · 0,3 = 195,6 г,
m_II(Fe(OH)₂) = ν · M = 0,3 · 90 = 27 г,
m_II(конечного р-ра) = m_II(р-ра FeSO₄) + m(NH₃) − m_II(Fe(OH)₂) = 195,6 + 50 − 27 = 218,6 г.

Ответим на вопрос задачи и найдем массовую долю аммиака:

ω(NH₃) = m_ост.(NH₃)/ m(конечного р-ра) · 100% = 6,8/218,6 · 100% = 3,11%.

Задание №7

Растворимость безводного сульфата алюминия при некоторой температуре составляет 34,2 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили насыщенный раствор, добавив необходимое количество сульфата алюминия к 300 мл воды. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток раствора аммиака. При этом образовалось 15,6 г осадка. К раствору во второй колбе добавили 320 г 25%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю сульфата натрия в конечном растворе во второй колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Решение

Ответ: 14,48%

Пояснение:

Запишем уравнения протекающих реакций в первой (I) и второй (II) колбах:
Al₂(SO₄)₃ + 6NH₃ + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3(NH₄)₂SO₄ (I)
Al₂(SO₄)₃ + 6NaOH = 2Al(OH)₃ + 3Na₂SO₄ (II)

Вычислим массу сульфата алюминия (y г) в исходном растворе:
34,2 г соли – 100 г воды (по условию растворимости);
y г соли – 300 г воды (плотность воды равна 1 г/мл);
y = 102,6 г.

Вычислим общее количество сульфата алюминия:
ν(Al₂(SO₄)₃) = m/M = 102,6/342 = 0,3 моль.

Вычислим количество осадка гидроксида алюминия в первой колбе:
ν_I(Al(OH)₃) = m/M = 15,6/78 = 0,2 моль.

Поскольку ν_I(Al(OH)₃) = 2ν_I(Al₂(SO₄)₃),
то ν_I(Al₂(SO₄)₃) = 0,1 моль.

Вычислим количества сульфата алюминия и гидроксида натрия, которые ввели во вторую реакцию:
ν_II(Al₂(SO₄)₃) = ν(Al₂(SO₄)₃) − ν_I(Al₂(SO₄)₃) = 0,3 − 0,1 = 0,2 моль,
m_II(NaOH) = m(р-ра NaOH) · w(NaOH)/100% = 320 · 0,25 = 80 г,
ν_II(NaOH) = m/M = 80/40 = 2 моль.

Обратим внимание на то, что гидроксид натрия находится в большом избытке относительно сульфата алюминия, поэтому следует учитывать растворение гидроксида алюминия в растворе щелочи с образованием комплексного соединения:
Al(OH)₃ + NaOH = Na[Al(OH)₄] (III)

Рассчитаем количество щелочи, которое необходимо для превращения сульфата алюминия в комплекс (исходя из коэффициентов реакции (II)):
ν_III(NaOH) = 0,2 · 6 + 0,4 = 1,6 моль.

Количество щелочи, необходимое для реакции меньше, чем у нас имеется по задаче, гипотеза про образование комплексного соединения верна. Далее вычислим массу сульфата натрия:
m(Na₂SO₄) = ν · M = 0,6 · 142 = 85,2 г.

Масса раствора во второй колбе складывается из масс растворов сульфата алюминия и гидроксида натрия. Осадков и газов в итоге не получилось, из массы раствора ничего не вычитаем. Обратим внимание на то, что масса раствора сульфата алюминия во второй колбе пропорциональна количеству чистого вещества. Вычислим массу части раствора сульфата алюминия, которую ввели в реакцию с раствором щелочи:
m_II(р-ра Al₂(SO₄)₃) = (m(H₂O) + m(Na₂CO₃)/0,3 · 0,2 = (300 + 102,6)/0,3 · 0,2 = 268,4 г,
m_II(конечного р-ра) = m(р-ра NaOH) + m_II(р-ра Al₂(SO₄)₃) = 320 + 268,4 = 588,4 г.

Ответим на вопрос задачи и найдем массовую долю сульфата натрия:
ω(Na₂SO₄) = m(Na₂SO₄)/m_II(конечного р-ра) · 100% = 85,2/588,4 · 100% = 14,48%.

Задание №8

Растворимость безводного карбоната натрия при некоторой температуре составляет 31,8 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили 395,4 г насыщенного раствора карбоната натрия. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток раствора нитрата кальция. При этом образовалось 50 г осадка. К раствору во второй колбе добавили 252 г 30%-ного раствора азотной кислоты. (Объемы газов измерены при одинаковых условиях). Определите массовую долю азотной кислоты в конечном растворе во второй колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Решение

Ответ: 6,14%

Пояснение:

Запишем уравнения протекающих реакций в первой (I) и второй (II) колбах:
Na₂CO₃ + Ca(NO₃)₂ = CaCO₃ + 2NaNO₃ (I)
Na₂CO₃ + 2HNO₃ = 2NaNO₃ + CO₂ + H₂O (II)

Вычислим массу карбоната натрия (y г) в исходном растворе:
31,8 г соли – 131,8 г раствора (по условию растворимости);
y г соли – 395,4 г раствора;
y = 95,4 г.

Вычислим общее количество карбоната натрия:
ν(Na₂CO₃) = m/M = 95,4/106 = 0,9 моль.

Вычислим общее количество карбоната кальция:
ν(CaCO₃) = m/M = 50/100 = 0,5 моль.

Вычислим массу и количество вещество исходного количества азотной кислоты:
m(HNO₃) = m(р-ра HNO₃) · w(HNO₃)/100% = 252 · 0,3 = 75,6 г,
ν(HNO₃) = m/M = 75,6/63 = 1,2 моль.

По уравнению реакции (I) ν_I(Na₂CO₃) = ν(CaCO₃), следовательно,
ν_II(Na₂CO₃) = ν(Na₂CO₃) − ν_I(Na₂CO₃) = 0,9 – 0,5 = 0,4 моль.

По уравнению реакции (II) 2ν_II(Na₂CO₃) = ν_II(HNO₃), следовательно,
ν_II(HNO₃) = 2 · 0,4 = 0,8 моль.

Вычислим массу оставшейся азотной кислоты:
m_ост.(HNO₃) = (1,2 − 0,8) · 63 = 25,2 г.

Масса раствора во второй колбе складывается из масс растворов карбоната натрия и азотной кислоты за вычетом углекислого газа. Обратим внимание на то, что масса раствора карбоната натрия во второй колбе пропорциональна количеству чистого вещества. Вычислим массу части раствора карбоната натрия, которую ввели в реакцию с раствором азотной кислоты:
m_II(р-ра Na₂CO₃) = 395,4/0,9 · 0,4 = 175,73 г,
m(CO₂) = ν · M = 0,4 · 44 = 17,6 г,
m_II(конечного р-ра) = m(р-ра HNO₃) + m_II(р-ра Na₂CO₃) − m(CO₂) = 252 + 175,73 − 17,6 = 410,13 г.

Ответим на вопрос задачи и найдем массовую долю азотной кислоты:
ω(HNO₃) = m_ост.(HNO₃)/m_II(конечного р-ра) · 100% = 25,2/410,13 · 100% = 6,14%.

Задание №9

Растворимость безводного сульфата железа (II) при некоторой температуре составляет 30,4 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили насыщенный раствор, добавив необходимое количество сульфата железа (II) к 250 мл воды. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток раствора гидроксида натрия. При этом образовалось 18 г осадка. К раствору во второй колбе добавили 870 г 15%-ного раствора нитрата бария. Определите массовую долю нитрата бария в конечном растворе во второй колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Решение

Ответ: 5,24%

Пояснение:

Запишем уравнения протекающих реакций в первой (I) и второй (II) колбах:
FeSO₄ + 2NaOH = Fe(OH)₂+ Na₂SO₄ (I)
FeSO₄ + Ba(NO₃)₂ = Fe(NO₃)₂ + BaSO₄ (II)

Вычислим массу сульфата железа (II) (y г) в исходном растворе:
30,4 г соли – 100 г воды;
y г соли – 250 г воды (плотность воды равна 1 г/мл);
y = 76 г.

Вычислим общее количество сульфата железа (II):
ν(FeSO₄) = m/M = 76/152 = 0,5 моль.

Вычислим количество гидроксида железа (II):
ν(Fe(OH)₂) = m/M = 18/90 = 0,2 моль.

Вычислим исходные массу и количество вещества нитрата бария:
m(Ba(NO₃)₂) = m(р-ра Ba(NO₃)₂) · w(р-ра Ba(NO₃)₂)/100% = 870 · 0,15 = 130,5 г,
ν(Ba(NO₃)₂) = m/M = 130,5/261 = 0,5 моль.

Поскольку по уравнению реакции II ν(Fe(OH)₂) = ν_I(FeSO₄) = 0,2 моль,
ν_II(FeSO₄) = ν(FeSO₄) − ν_I(FeSO₄) = 0,5 – 0,2 = 0,3 моль,
ν_II(FeSO₄) = ν_II(Ba(NO₃)₂) = 0,3 моль, тогда масса оставшегося нитрата бария:
ν_ост_.(Ba(NO₃)₂) = ν(Ba(NO₃)₂) − ν_II(Ba(NO₃)₂) = 0,5 – 0,3 = 0,2 моль,
m_ост_.(Ba(NO₃)₂) = ν · M = 0,2 · 261 = 52,2 г.

Масса раствора во второй колбе складывается из масс растворов сульфата железа (II) и нитрата бария за вычетом осадка сульфата бария. Обратим внимание на то, что масса раствора сульфата железа (II) во второй колбе пропорциональна количеству чистого вещества. Вычислим массу части раствора сульфата железа (II), которую ввели в реакцию с раствором нитрата бария:
m_II(р-ра FeSO₄) = (m(H₂O) + m(FeSO₄))/0,5 · 0,3 = (250 + 76)/0,5 · 0,3 = 195,6 г,
ν_II(Ba(NO₃)₂) = ν(BaSO₄) = 0,3 моль, тогда масса образовавшегося сульфата бария:
m(BaSO₄) = ν · M = 0,3 · 233 = 69,9 г,
m_II(конечного р-ра) = m(р-ра Ba(NO₃)₂) + m_II(р-ра FeSO₄) − m(BaSO₄) = 870 + 195,6 − 69,9 = 995,7 г.

Ответим на вопрос задачи и найдем массовую долю нитрата бария:
ω(Ba(NO₃)₂) = m_ост.(Ba(NO₃)₂)/m_II(конечного р-ра) · 100% = 52,2/995,7 · 100% = 5,24%.

Задание №10

Растворимость безводного сульфида натрия при некоторой температуре составляет 15,6 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили насыщенный раствор, добавив необходимое количество сульфида натрия к 250 мл воды. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток раствора соляной кислоты. При этом выделилось 4,48 л (н.у.) газа. К раствору во второй колбе добавили 450 г 15%-ного раствора хлорида меди (II). (Объемы газов измерены при одинаковых условиях). Определите массовую долю хлорида меди (II) в конечном растворе во второй колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Решение

Ответ: 4,54%

Пояснение:

Запишем уравнения протекающих реакций в первой (I) и второй (II) колбах:
Na₂S + 2HCl = 2NaCl + H₂S (I)
Na₂S + CuCl₂ = 2NaCl + CuS (II)

Вычислим массу сульфида натрия (y г) в исходном растворе:
15,6 г соли – 100 г воды;
y г соли – 250 г воды (плотность воды равна 1 г/мл);
y = 39 г.

Вычислим исходное количество сульфида натрия:
ν(Na₂S) = m/M = 39/78 = 0,5 моль.

Вычислим количество сероводорода, выделившееся по реакции (I):
ν(H₂S) = V/V_m = 4,48/22,4 = 0,2 моль.

Вычислим массу и исходное количество хлорида меди (II):
m(CuCl₂) = m(р-ра CuCl₂) · w(CuCl₂)/100% = 450 · 15/100 = 67,5 г,
ν(CuCl₂) = m/M = 67,5/135 = 0,5 моль.

По реакции (I) ν_I(Na₂S) = ν(H₂S) = 0,2 моль, следовательно, в реакции (II)
ν_II(Na₂S) = ν(Na₂S) − ν_I(Na₂S) = 0,5 – 0,2 = 0,3 моль.

По реакции (II) с сульфидом натрия хлорид меди (II) взаимодействуют в соотношении 1:1, т.е. ν_II(Na₂S) = ν_II(CuCl₂) = 0,3 моль.

Вычислим массу оставшегося хлорида меди (II):
m_ост.(CuCl₂) = (0,5 − 0,3) · 135 = 27 г.

Масса раствора во второй колбе складывается из масс растворов сульфида натрия и хлорида меди (II) за вычетом осадка сульфида меди (II). Обратим внимание на то, что масса раствора сульфида натрия во второй колбе пропорциональна количеству чистого вещества. Вычислим массу части раствора сульфида натрия, которую ввели в реакцию с раствором хлорида меди (II):
m_II(р-ра Na₂S) = (m(H₂O) + m(Na₂S))/0,5 · 0,3 = (250 + 39)/0,5 · 0,3 = 173,4 г,
m(CuS) = ν · M = 0,3 · 96 = 28,8 г,
m_II(конечного р-ра) = m(р-ра CuCl₂) + m_II(р-ра Na₂S) − m(CuS) = 450 + 173,4 − 28,8 = 594,6 г.

Ответим на вопрос задачи и найдем массовую долю хлорида меди (II):
ω(CuCl₂) = m_ост.(CuCl₂)/m_II(конечного р-ра) · 100% = 27/594,6 · 100% = 4,54%.

[adsp-pro-3]

Задание №11

Растворимость безводного хлорида кальция при некоторой температуре составляет 55,5 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили насыщенный раствор, добавив необходимое количество хлорида кальция к 160 мл воды. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток раствора карбоната натрия. При этом образовалось 30 г осадка. К раствору во второй колбе добавили 595 г 40%-ного раствора нитрата серебра. Определите массовую долю нитрата серебра в конечном растворе во второй колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Решение

Ответ: 11,2%

Пояснение:

Запишем уравнения протекающих реакций в первой (I) и второй (II) колбах:
CaCl₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃ + 2NaCl (I)
CaCl₂ + 2AgNO₃ = Ca(NO₃)₂ + 2AgCl (II)

Вычислим массу хлорида кальция (y г) в исходном растворе:
55,5 г соли – 100 г воды;
y г соли – 160 г воды (плотность воды равна 1 г/мл);
y = 88,8 г.

Вычислим исходное количество хлорида кальция:
ν(CaCl₂) = m/M = 88,8/111 = 0,8 моль.

Вычислим количество карбоната кальция:
ν(CaCO₃) = m/M = 30/100 = 0,3 моль.

Вычислим массу и исходное количество нитрата серебра:
m(AgNO₃) = m(р-ра (AgNO₃)) · w(AgNO₃)/100% = 595 · 0,4 = 238 г,
ν(AgNO₃) = m/M = 238/170 = 1,4 моль.

По уравнению реакции (I) ν(CaCO₃) = ν_I(CaCl₂) = 0,3 моль, следовательно,
ν_II(CaCl₂) = ν(CaCl₂) − ν_I(CaCl₂) = 0,8 – 0,3 = 0,5 моль.

По уравнению реакции (II) 2ν_II(CaCl₂) = ν(AgNO₃) = 2 · 0,5 = 1 моль.

Вычислим массу оставшегося нитрата серебра:
m_ост.(AgNO₃) = (1,4 − 1) · 170 = 68 г.

Масса раствора во второй колбе складывается из масс растворов хлорида кальция и нитрата серебра за вычетом осадка хлорида серебра. Обратим внимание на то, что масса раствора хлорида кальция во второй колбе пропорциональна количеству чистого вещества. Вычислим массу части раствора хлорида кальция, которую ввели в реакцию с раствором нитрата серебра:
m_II(р-ра CaCl₂) = (m(H₂O) + m(CaCl₂))/0,8 · 0,5 = (160 + 88,8)/0,8 · 0,5 = 155,5 г.

По уравнению реакции (II) ν(AgNO₃) = ν(AgCl) = 1 моль, тогда
m(AgCl) = ν · M = 1 · 143,5 = 143,5 г;
m_II(конечного р-ра) = m(р-ра AgNO₃) + m_II(р-ра CaCl₂) − m(AgCl) = 595 + 155,5 − 143,5 = 607 г.

Ответим на вопрос задачи и найдем массовую долю нитрата серебра в конечном растворе:
ω(AgNO₃) = m_ост.(AgNO₃)/m_II(конечного р-ра) · 100% = 68/607 · 100% = 11,2%.

Задание №12

Растворимость безводного гидрокарбоната натрия при некоторой температуре составляет 12,6 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили 450,4 г насыщенного раствора гидрокарбоната натрия. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток раствора гидроксида бария. При этом образовалось 39,4 г осадка. К раствору во второй колбе добавили 245 г 20%-ного раствора серной кислоты. При этом образовалась средняя соль. Определите массовую долю серной кислоты в конечном растворе во второй колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Решение

Ответ: 5,57%

Пояснение:

Запишем уравнения протекающих реакций в первой (I) и второй (II) колбах:
NaHCO₃ + Ba(OH)₂ = BaCO₃ + NaOH + H₂O (I)
2NaHCO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2CO₂ + 2H₂O (II)

Вычислим массу гидрокарбоната натрия (y г) в исходном растворе:
12,6 г соли – 112,6 г раствора;
y г соли – 450,4 г раствора;
y = 50,4 г.

Вычислим общее количество гидрокарбоната натрия:
ν(NaHCO₃) = m/M = 50,4/84 = 0,6 моль.

Вычислим количество карбоната бария:
ν(BaCO₃) = m/M = 39,4/197 = 0,2 моль.

Вычислим массу и исходное количество серной кислоты:
m(H₂SO₄) = m(р-ра H₂SO₄) · w(H₂SO₄)/100% = 245 · 20%/100% = 49 г,
ν(H₂SO₄) = m/M = 49/98 = 0,5 моль.

По уравнению реакции (II) ν(BaCO₃) = ν_I(NaHCO₃) = 0,2 моль, следовательно,
ν_II(NaHCO₃) = ν(NaHCO₃) − ν_I(NaHCO₃) = 0,6 – 0,2 = 0,4 моль.

По уравнению реакции (II) ν_II(NaHCO₃) = 2ν_II(H₂SO₄), следовательно,
во второй колбе реагирует ν_II(H₂SO₄) = ν_II(NaHCO₃)/2 = 0,4/2 = 0,2 моль.

Вычислим количество массу оставшейся серной кислоты:
ν_ост_.(H₂SO₄) = 0,5 – 0,2 = 0,3 моль,
m_ост_.(H₂SO₄) = ν · M = 0,3 · 98 = 29,4 г.

Масса раствора во второй колбе складывается из масс растворов гидрокарбоната натрия и серной кислоты за вычетом углекислого газа. Обратим внимание на то, что масса раствора гидрокарбоната натрия во второй колбе пропорциональна количеству чистого вещества. Вычислим массу части раствора гидрокарбоната натрия, которую ввели в реакцию с раствором серной кислоты:
m_II(р-ра NaHCO₃) = 450,4/0,6 · 0,4 = 300,27 г,
m(CO₂) = ν · M = 0,4 · 44 = 17,6 г.
m_II(конечного р-ра) = m(р-ра HCl) + m_II(р-ра NaHCO₃) − m(CO₂) = 245 + 300,27 − 17,6 = 527,67 г.

Ответим на вопрос задачи и найдем массовую долю серной кислоты:
ω(H₂SO₄) = m_ост.(H₂SO₄)/m_II(конечного р-ра) · 100% = 29,4/527,67 · 100% = 5,57%.

Задание №13

Растворимость безводного хлорида алюминия при некоторой температуре составляет 53,4 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили 767 г насыщенного раствора хлорида алюминия. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток раствора нитрата серебра. При этом образовалось 344,4 г осадка. К раствору во второй колбе добавили 960 г 40%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю хлорида натрия в конечном растворе во второй колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Решение

Ответ: 14,83%

Пояснение:

Запишем уравнения протекающих реакций в первой (I) и второй (II) колбах:
AlCl₃ + 3AgNO₃ = Al(NO₃)₃ + 3AgCl (I)
AlCl₃ + 3NaOH = Al(OH)₃ + 3NaCl (II)

Вычислим массу сульфата алюминия (y г) в исходном растворе:
53,4 г соли – 153,4 г раствора;
y г соли – 767 г раствора;
y = 267 г.

Вычислим исходное количество хлорида алюминия:
ν(AlCl₃) = m/M = 267/133,5 = 2 моль.

Вычислим количество хлорида серебра, образовавшегося в первой колбе:
ν(AgCl) = m/M = 344,4/143,5 = 2,4 моль.

Вычислим массу и количество гидроксида натрия:
m(NaOH) = m(р-ра NaOH) · w(NaOH)/100% = 960 · 40%/100% = 384 г,
ν(NaOH) = m/M = 384/40 = 9,6 моль.

Обратим внимание на то, что гидроксид натрия находится в большом избытке относительно хлорида алюминия. Поэтому следует учитывать растворение гидроксида алюминия в растворе щелочи с образованием комплексного соединения:
Al(OH)₃ + NaOH = Na[Al(OH)₄] (III)

Рассчитаем количество щелочи, которое необходимо для превращения хлорида алюминия в комплекс.

По уравнению реакции (I) ν(AgCl) = 3ν_I(AlCl₃), следовательно,
ν_I(AlCl₃) = m/M = 2,4/3 = 0,8 моль.

Количество хлорида алюминия, прореагировавшего по второй реакции, составляет:
ν_II(AlCl₃) = ν(AlCl₃) − ν_I(AlCl₃) = 2 – 0,8 = 1,2 моль.

Для образования комплекса необходимо количество NaOH, равное 4ν_II(AlCl₃). Отсюда
ν_III(NaOH) = 1,2 · 3 + 1,2 = 4,8 моль.

Количество щелочи, необходимое для реакции меньше, чем у нас имеется по задаче, гипотеза про образование комплексного соединения верна. Далее вычислим массу хлорида натрия, если
ν(NaCl) = 3ν_II(AlCl₃) = 1,2 · 3 = 3,6 моль,
m(NaCl) = ν · M = 3,6 · 58,5 = 210,6 г.

Масса раствора во второй колбе складывается из масс растворов хлорида алюминия и гидроксида натрия. Осадков и газов в итоге не образовалось, из массы раствора ничего не вычитаем. Обратим внимание на то, что масса раствора хлорида алюминия во второй колбе пропорциональна количеству чистого вещества. Вычислим массу части раствора хлорида алюминия, которую ввели в реакцию с раствором гидроксида натрия:
m_II(р-ра AlCl₃) = m(р-ра AlCl₃) /2 · 1,2 = 767/2 · 1,2 = 460,2 г,
m(конечного р-ра) = m(р-ра NaOH) + m_II(р-ра AlCl₃) = 960 + 460,2 = 1420,2 г.

Ответим на вопрос задачи и найдем массовую долю хлорида натрия:
ω(NaCl) = m(NaCl)/m(конечного р-ра) · 100% = 210,6/1420,2 · 100% = 14,83%.

Задание №14

Растворимость безводного сульфата железа (II) при некоторой температуре составляет 30,4 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили насыщенный раствор, добавив необходимое количество сульфата железа (II) к 400 мл воды. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток раствора аммиака. При этом образовалось 27 г осадка. К раствору во второй колбе добавили 780 г 20%-ного раствора хлорида бария. Определите массовую долю хлорида бария в конечном растворе во второй колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Решение

Ответ: 5,26%

Пояснение:

Запишем уравнения протекающих реакций в первой (I) и второй (II) колбах:
FeSO₄ + 2NH₃ + 2H₂O = Fe(OH)₂ + 2NH₄Cl (I)
FeSO₄ + BaCl₂ = FeCl₂ + BaSO₄ (II)

Вычислим массу сульфата железа (II) (y г) в исходном растворе:
30,4 г соли – 100 г воды;
y г соли – 400 г воды (плотность воды равна 1 г/мл);
y = 121,6 г.

Вычислим количество сульфата железа (II):
ν(FeSO₄) = m/M = 121,6/152 = 0,8 моль.

Вычислим количество гидроксида железа (II):
ν(Fe(OH)₂) = m/M = 27/90 = 0,3 моль.

Вычислим массу и исходное количество хлорида бария:
m(BaCl₂) = m(р-ра) · w(BaCl₂)/100% = 780 · 20%/100% = 156 г,
ν(BaCl₂) = m/M = 156/208 = 0,75 моль.

По уравнению реакции (I) ν(Fe(OH)₂) = ν_I(FeSO₄) = 0,3 моль, следовательно, во второй реакции
ν_II(FeSO₄) = ν(FeSO₄) − ν_I(FeSO₄) = 0,8 – 0,3 = 0,5 моль.

По уравнению реакции (II) ν_II(FeSO₄) = ν_II(BaCl₂) = 0,5 моль.

Вычислим количество вещества и массу оставшегося хлорида бария:
ν_ост.(BaCl₂) = 0,75 – 0,5 = 0,25 моль,
m_ост.(BaCl₂) = ν · M = 0,25 · 208 = 52 г.

Масса раствора во второй колбе складывается из масс растворов сульфата железа (II) и хлорида бария за вычетом осадка сульфата бария. Обратим внимание на то, что масса раствора сульфата железа (II) во второй колбе пропорциональна количеству чистого вещества. Вычислим массу части раствора сульфата железа (II), которую ввели в реакцию с раствором хлорида бария:
m_II(р-ра FeSO₄) = (m(FeSO₄)) + m(FeSO₄))/0,8 · 0,5 = (400 + 121,6)/0,8 · 0,5 = 326 г,
m(BaSO₄) = ν · M = 0,5 · 233 = 116,5 г.
m_II(конечного р-ра) = m(р-ра BaCl₂) + m_II(р-ра FeSO₄) − m(BaSO₄) = 780 + 326 – 116,5 = 989,5 г.

Ответим на вопрос задачи и найдем массовую долю хлорида бария:
ω(BaCl₂) = m_ост.(BaCl₂)/m_II(конечного р-ра) · 100% = 52/989,5 · 100% = 5,26%.

Задание №15

Растворимость безводного хлорида кальция при некоторой температуре составляет 55,5 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили насыщенный раствор, добавив необходимое количество хлорида кальция к 300 мл воды. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток раствора нитрата серебра. При этом образовалось 143,5 г осадка. К раствору во второй колбе добавили 1272 г 10%-ного раствора карбоната натрия. Определите массовую долю карбоната натрия в конечном растворе во второй колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Решение

Ответ: 1,43%

Пояснение:

Запишем уравнения протекающих реакций в первой (I) и второй (II) колбах:
CaCl₂ + 2AgNO₃ = Ca(NO₃)₂ + 2AgCl (I)
CaCl₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃ + 2NaCl (II)

Вычислим массу хлорида кальция (y г) в исходном растворе:
55,5 г соли – 100 г воды;
y г соли – 300 г воды (плотность воды равна 1 г/мл);
y = 166,5 г.

Вычислим исходное количество хлорида кальция:
ν(CaCl₂) = 166,5/111 = 1,5 моль.

Вычислим количество хлорида серебра:
ν(AgCl) = 143,5/143,5 = 1 моль.

Вычислим массу и исходное количество карбоната натрия:
m(Na₂CO₃) = m(р-ра Na₂CO₃) · m(Na₂CO₃)/100% = 1272 · 10%/100% = 127,2 г,
ν(Na₂CO₃) = m/M = 127,2/106 = 1,2 моль.

По уравнению реакции (I) ν(AgCl) = 2ν_I(CaCl₂) = 1 моль, следовательно,
ν_I(CaCl₂) = 1/2 = 0,5 моль,
ν_II(CaCl₂) = ν(CaCl₂) − ν_I(CaCl₂) = 1,5 – 0,5 = 1 моль.

По уравнению реакции (II)
ν_II(CaCl₂) = ν_II(Na₂CO₃) = 1 моль.

Зная ν_II(Na₂CO₃), вычислим массу оставшегося карбоната натрия:
m_ост_.(Na₂CO₃) = ν · M = (1,2 − 1) · 106 = 21,2 г.

Масса раствора во второй колбе складывается из масс растворов хлорида кальция и карбоната натрия за вычетом осадка карбоната кальция. Обратим внимание на то, что масса раствора хлорида кальция во второй колбе пропорциональна количеству чистого вещества. Вычислим массу части раствора хлорида кальция, которую ввели в реакцию с раствором карбоната натрия:
m_II(р-ра CaCl₂) = ((m(H₂O) + m(CaCl₂))/1,5 · 1 = (300 + 166,5)/1,5 · 1 = 311 г.

По уравнению реакции (II) ν_II(CaCl₂) = ν(CaCO₃) = 1 моль,
m(CaCO₃) = ν · M = 1 · 100 = 100 г.
m_II(конечного р-ра) = m(р-ра Na₂CO₃) + m_II(р-ра CaCl₂) − m(CaCO₃) = 1272 + 311 − 100 = 1483 г.

Ответим на вопрос задачи и найдем массовую долю карбоната натрия:
ω(Na₂CO₃) = m_ост.(Na₂CO₃)/m_II(конечного р-ра) · 100% = 21,2/1483 · 100% = 1,43%.

[adsp-pro-3]

Задание №16

Решение

Ответ: 22,07%

Пояснение:

Запишем уравнения протекающих реакций в первой (I) и второй (II) колбах:
Fe₂(SO₄)₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O = 2Fe(OH)₃ + 3Na₂SO₄ + 3CO₂ (I)
Na₂CO₃ + 2HNO₃ = 2NaNO₃ + CO₂ + H₂O (II)

Вычислим массу карбоната натрия (y г) в исходном растворе:
31,8 г соли – 100 г воды;
y г соли – 400 г воды (плотность воды равна 1 г/мл);
y = 127,2 г.

Вычислим количество карбоната натрия:
ν(Na₂CO₃) = 127,2/106 = 1,2 моль.

Далее обратим внимание на то, что в обеих реакциях соотношение по молям карбоната натрия и углекислого газа одно и то же, равное 1:1. По условию задачи соотношение объемов газов, которые выделились в реакциях (I) и (II), равно 2:1. Тогда пусть в первой реакции выделилось х моль газа, во второй 2х моль. Составим уравнение:
х + 2x = 1,2;
х = 0,4 моль;
следовательно, в первой колбе выделилось 0,4 моль CO₂, во второй колбе – 0,8 моль CO₂.

Количество нитрата натрия находим по стехиометрическому соотношению из второго уравнения:
ν(NaNO₃) = 2ν_II(CO₂) = 0,8 · 2 = 1,6 моль.

Вычислим массу нитрата натрия:
m(NaNO₃) = ν · M = 1,6 · 85 = 136 г.

Масса раствора во второй колбе складывается из масс растворов азотной кислоты и карбоната натрия за вычетом углекислого газа. Обратим внимание на то, что масса раствора карбоната натрия во второй колбе пропорциональна количеству чистого вещества. Вычислим массы углекислого газа и части раствора карбоната натрия, которую ввели в реакцию с азотной кислотой:
m_II(р-ра Na₂CO₃) = (m(H₂O) + m(р-ра Na₂CO₃)/1,2 · 0,8 = (400+127,2)/1,2 · 0,8 = 351,47 г.
m_II(CO₂) = ν · M = 0,8 · 44 = 35,2 г.
m_II(конечного р-ра) = m(р-ра NaNO₃) + m_II(р-ра Na₂CO₃) − m_II(CO₂) = 300 + 351,47 − 35,2 = 616,27 г.

Ответим на вопрос задачи и найдем массовую долю нитрата натрия:
ω(NaNO₃) = m(NaNO₃)/m_II(конечного р-ра) · 100% = 136/616,27 · 100% = 22,07%.

Задание №17

Растворимость безводного сульфита аммония при некоторой температуре составляет 58 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили насыщенный раствор, добавив необходимое количество сульфита аммония к 120 мл воды. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток концентрированной азотной кислоты. При этом выделился бурый газ. К раствору во второй колбе добавили 120 г раствора соляной кислоты, также взятой в избытке. При этом объем газа, выделившегося из второй колбы, оказался в 4 раза меньше объема газа, выделившегося из первой колбы. (Объемы газов измерены при одинаковых условиях). Определите массовую долю хлорида аммония в конечном растворе во второй колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Решение

Ответ: 12,56%

Пояснение:

Запишем уравнения протекающих реакций в первой (I) и во второй (II) колбах:
(NH₄)₂SO₃ + 2HNO₃ = (NH₄)₂SO₄ + 2NO₂ + H₂O (I)
(NH₄)₂SO₃ + 2HCl = 2NH₄Cl + SO₂ + H₂O (II)

Вычислим массу сульфита аммония (y г) в исходном растворе:
58 г соли – 100 г воды;
y г соли – 120 г воды (плотность воды равна 1 г/мл);
y = 69,6 г.

Вычислим количество сульфита аммония:
ν((NH₄)₂SO₃) = m/M = 69,6/116 = 0,6 моль.

Далее обратим внимание на то, что в первой реакции соотношение по молям сульфита аммония и газа равно 1:2, а во второй реакции – 1:1. По условию задачи соотношение объемов газов, которые выделились в реакциях (I) и (II), равно 4:1. Тогда пусть в первой реакции выделилось 4х моль газа, во второй колбе − х моль. Тогда по реакции (I) прореагировало 2x моль сульфита аммония, по реакции (II) – x моль сульфита аммония. Составим уравнение:
х + 2x = 0,6;
х = 0,2 моль сульфита аммония прореагировало во второй колбе,
2x = 0,4 моль сульфита аммония прореагировало в первой колбе.

Количество хлорида аммония находим по стехиометрическому соотношению из второго уравнения.
По уравнению реакции (II) ν(NH₄Cl) = 2ν_II((NH₄)₂SO₃), следовательно,
ν(NH₄Cl) = 0,2 · 2 = 0,4 моль.

Вычислим массу хлорида аммония:
m(NH₄Cl) = ν · M = 0,4 · 53,5 = 21,4 г.

Масса раствора во второй колбе складывается из масс растворов сульфита аммония и соляной кислоты за вычетом сернистого газа. Обратим внимание на то, что масса раствора сульфита аммония во второй колбе пропорциональна количеству чистого вещества. Вычислим массы сернистого газа и части раствора сульфита аммония, которую ввели в реакцию с соляной кислотой:
m_II(р-ра (NH₄)₂SO₃) = (m(H₂O) + m((NH₄)₂SO₃)/0,6 · 0,2 = (120 + 69,6)/0,6 · 0,2 = 63,2 г,
m(SO₂) = ν · M = 0,2 · 64 = 12,8 г.
m_II(конечного р-ра) = m(р-ра HCl) + m_II(р-ра (NH₄)₂SO₃) − m(SO₂) = 120 + 63,2 − 12,8 = 170,4 г.

Ответим на вопрос задачи и найдем массовую долю хлорида аммония:
ω(NH₄Cl) = m(NH₄Cl)/m_II(конечного р-ра) · 100% = 21,4/170,4 · 100% = 12,56%.

Источник

КГБОУ «Бийский лицей— интернат Алтайского края»

Методика решения комбинированной задачи 34 в формате ЕГЭ

2021

Методическое пособие для учащихся школ с углубленным изучением химии.

Бийск 2021

Составитель:

Учитель химии высшей категории А.А.Кисельман

В учебно—методическом пособии рассматриваются типы и методика

решения задач (34—ая задача ЕГЭ). Данное пособие ориентировано на помощь

учащемуся в систематизации подходов к решению таких задач.

Содержание

Введение …………………………………………………………………………………….. 4

Условные типы задач с решением

«Растворимость» и «Кристаллогидгат»… ……………………………. 5

«На смесь»… …………………………………………………………………………. 6

3) «Соли»… …………………………………………………………………………………7

«На нейтрализацию» ……………………………………………………………… 8

«Электролиз»… …………………………………………………………………….. 9

«На атомистику»… ……………………………………………………………….10

«На пластинку»… ………………………………………………………………… 11

«Часть вещества разложилась»… ……………………………………….. 12

Задачи для самостоятельного решения с ответами ………………….. 12

Введение

34—ая задача считается самой сложной в ЕГЭ по химии. Но она вполне

решаема при соответствующей подготовке. Нужно постараться визуально

представить происходящие превращения веществ, причем в хронологической

последовательности. Также следует помнить о том, что чаще всего вещества

для реакции не берутся в эквивалентных количествах. Одно из веществ может

оказаться в избытке и этот избыток способен прореагировать с вновь

добавленным реагентом.

Условно задачи можно разделить на несколько типов. Но это деление

слишком условно, т.к. задача обычно комбинированная и содержит элементы

нескольких типов. Если разобраться с каждым типом, то и с комбинированной

задачей можно справиться.

Также следует обратить особое внимание на оформление задачи.

Правильная запись всех величин и их единиц измерения поможет вам не

допустить ошибок в расчетах.

Не забудьте, что оцениваются также уравнения всех химических

реакций, описываемых в условии задачи.

Условные типы задач №34 ЕГЭ по химии 2021 с решениями

«Растворимость» и «Кристаллогидрат»

Растворимость медного купороса (CuSO4 ∙ 5H2O) при некоторой

температуре составляет 35 г на 100 г воды. При этой температуре

приготовили насыщенный раствор, добавив необходимое количество

медного купороса к 10%—ному раствору сульфата меди(II). К

полученному насыщенному раствору добавили 56,03 г цинка. После

завершения реакции к полученной смеси прибавили 292 г 25%—ного

раствора хлороводородной кислоты. При этом выделилось 4,48 л (н.у.)

газа. Вычислите массовую долю хлороводорода в конечном растворе

Решение:

Записываем уравнения реакций:

[1]

Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu

[2]

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

Производим необходимые вычисления:

n(CuSO4 ∙ 5H2O) = 35 / 250 = 0,14 моль

n(CuSO4) = n(CuSO4 ∙ 5H2O) = 0,14 моль

m(CuSO4) = 0,14 ∙ 160 = 22,4 г

ω(CuSO4 в насыщенном р—ре) = 22,4 / 135 = 0,166

n(Zn исх.)[1] = 56,03 / 65 = 0,862 моль

n(H2 полученного) = 4,48 / 22,4 = 0,2 моль

n(Zn прореаг.)[2] = n(H2 полученного) = 0,2 моль

n(Zn прореаг.)[1] = 0,862 – 0,2 = 0,662 моль

n(CuSO4 прореаг.) = n(Zn прореаг.)[1] = 0,662 моль

Пусть к исходному раствору добавили x моль CuSO4 ∙ 5H2O, а в

исходном растворе было y моль CuSO4

m(CuSO4 в насыщенном р—ре) = 160x + 160y г

m(CuSO4 ∙ 5H2O добавленного) = 250x г

m(исходного р—ра) = 160y / 0,1 = 1600y г

{ x + y = 0,662 160x + 160y 1600y + 250x = 0,166 { х = 0,312 моль y =

0,35 моль

m(исходного р—ра) = 1600 ∙ 0,35 = 560 г

m(CuSO4 ∙ 5H2O добавленного) = 250 ∙ 0,312 = 78 г

n(Cu полученной) = n(CuSO4 прореаг.) = 0,662 моль

m(Cu полученной) = 0,662 ∙ 64 = 42,368 г

m(H2 полученного) = 0,2 ∙ 2 = 0,4 г

m(HCl исх.) = 292 ∙ 0,25 = 73 г

n(HCl исх.) = 73 / 36,5 = 2 моль

n(HCl прореаг.) = 2n(H2 полученного) = 0,2 ∙ 2 = 0,4 моль

n(HCl ост.) = 2 – 0,4 = 1,6 моль

m(HCl ост.) = 1,6 ∙ 36,5 = 58,4 г

m(конечного р—ра) = 560 + 78 + 56,03 – 42,368 + 292 – 0,4 = = 943,262 г

(HCl) = 58,4 / 943,262 = 0,0619, или 6,19%

«На смесь»

Смесь, состоящую из порошков алюминия и угля, прокалили без

доступа воздуха. После завершения реакции масса твёрдого остатка

составила 12,24 г. К этому остатку добавили 300 г раствора гидроксида

калия, взятого в избытке. При этом выделилось 10,752 л (н.у.) смеси

газов. Вычислите массовую долю тетрагидроксоалюмината калия в

конечном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые

указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления

(указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение:

Записываем уравнения реакций:

[1] 4Al + 3C = Al4C3

[2] Al4C3 + 4KOH + 12H2O = 4K[Al(OH)4] + 3CH4

[3] 2Al + 2KOH + 6H2O = 2K[Al(OH)4] + 3H2

Производим необходимые вычисления:

Пусть в исходной смеси было 4x моль Al и 3y моль С

m(Al) = 108x г m(C) = 36y г

m(исходной смеси) = m(твёрдого остатка) 108x + 36y = 12,24 г

n(Al4C3) = 1/3n(C) = y моль

n(прореаг. Al) = 4/3n(C) = 4y моль

n(ост. Al) = 4(x – y) моль

n(CH4) = 3n(Al4C3) = 3y моль

n(H2) = 1,5n(Al ост.) = 6(x – y) моль

n(смеси газов) = 10,752 / 22,4 = 0,48 моль

{ 108x + 36y = 12,24 3y+ 6(x – y) = 0,48 { х = 0,1 моль y = 0,04 моль

m(CH4) = 16 ∙ 0,12 = 1,92 г

m(H2) = 2 ∙ 0,36 = 0,72 г

n(K[Al(OH)4]) = 4n(Al4C3) + n(ост. Al) = 0,16 + 0,24 = 0,4 моль

m(K[Al(OH)4]) = 134 ∙ 0,4 = 53,6 г

m(р—ра) = 12,24 + 300 – 1,92 – 0,72 = 309,6 г

(K[Al(OH)4]) = 53,6 / 309,6 = 0,173, или 17,3%

«Соли»

Раствор гидрокарбоната кальция содержит 88,8% кислорода по массе.

Этот раствор массой 540 г по каплям добавили к 120 г 0,4%—ного

раствора гидроксида натрия. Выпавший осадок отделили, а оставшийся

раствор нагрели до прекращения выделения газа. Вычислите массу

конечного раствора и массу соли в нём.

Решение:

Записываем уравнения реакций:

[1]

Ca(HCO3)2 + 2NaOH = CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O

[2]

Na2CO3 + Ca(HCO3)2 = CaCO3 + 2NaHCO3

[3]

2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2O

Производим необходимые вычисления:

Пусть в исходном растворе было x моль Ca(HCO3)2 и y моль H2O

m(Ca(HCO3)2) = 162x г

m(H2O) = 18y г

n(O в Ca(HCO3)2) = 6n(Ca(HCO3)2) = 6x моль n(O в H2O) = n(H2O) = y моль

m(O в исходном растворе) = 540 · 0,888 = 479,52 г

n(O в исходном растворе) = 479,52 / 16 = 29,97 моль

{ 162x + 18y = 540 6x + y = 29,97 { x = 0,01 моль y = 29,91 моль

m(NaOH исх.)[1] = 120 ∙ 0,004 = 0,48 г

n(NaOH исх.)[1] = 0,48 / 40 = 0,012 моль

Ca(HCO3)2 в избытке по [1]

n(CaCO3 полученного)[1] = 0,5n(NaOH исх.)[1] = 0,006 моль

n(Ca(HCO3)2 прореаг.)[1] = 0,5n(NaOH исх.)[1] = 0,006 моль

n(Ca(HCO3)2 ост.)[1] = 0,01 – 0,006 = 0,004 моль

n(Na2CO3 полученного)[1] = 0,5n(NaOH исх.)[1] = 0,006 моль

Na2CO3 в избытке по [2]

n(CaCO3 полученного)[2] = n(Ca(HCO3)2 ост.)[1] = 0,004 моль

n(CaCO3 полученного)[1] и [2] = 0,006 + 0,004 = 0,01

m(CaCO3 полученного)[1] и [2] = 0,01 · 100 = 1 г

n(Na2CO3 прореаг.)[2] = n(Ca(HCO3)2 ост.)[1] = 0,004 моль

n(Na2CO3 ост.)[2] = 0,006 – 0,004 = 0,002 моль

n(NaHCO3 полученного)[2] = 2n(Ca(HCO3)2 ост.)[1] = 0,008 моль

n(CO2 полученного)[3] = 0,5n(NaHCO3 полученного)[2] = = 0,004 моль

m(CO2 полученного)[3] = 0,004 · 44 = 0,176 г

n(Na2CO3 полученного)[3] = 0,5n(NaHCO3 полученного)[2] = = 0,004 моль

n(Na2CO3 в конечном растворе) = 0,002 + 0,004 = 0,006 моль

m(Na2CO3 в конечном растворе) = 0,006 · 106 = 0,636 г

m(р—ра) = 540 + 120 – 1 – 0,176 = 658,824 г

«На нейтрализацию»

Фторид фосфора(V) растворили в 2%—ном растворе ортофосфорной

кислоты. В результате реакции образовался раствор, в котором массовая

доля фтороводорода оказалась в 4,9 раза меньше массовой доли

ортофосфорной кислоты. К полученному раствору добавили 2020 г

раствора гидроксида стронция, взятого в избытке. При этом

образовалось 29 г осадка. Вычислите массу конечного раствора.

Решение:

Записываем уравнения реакций:

[1]

PF5 + 4H2O = H3PO4 + 5HF

[2] 3Sr(OH)2 + 2H3PO4 = Sr3(PO4)2 + 6H2O

[3] Sr(OH)2 + 2HF = SrF2 + 2H2O

Производим необходимые вычисления:

Пусть было x моль PF5 и в исходном растворе y моль H3PO4

n(HF) = 5n(PF5) = 5x моль

n(H3PO4 полученной)[1] = n(PF5) = x моль

n(H3PO4 в растворе после [1]) = x + y моль

m(HF) = 5x ∙ 20 = 100x г

m(H3PO4 в растворе после [1]) = 98(x + y) г

n(Sr3(PO4)2) = 0,5n(H3PO4 прореаг.)[2] = 0,5(x + y) моль

n(SrF2) = 0,5n(HF прореаг.)[3] = 0,5 ∙ 5x моль

m(Sr3(PO4)2) = 0,5(x + y) ∙ 454 = 227(x + y) г

m(SrF2) = 0,5 ∙ 5x ∙ 126 = 315x г

{ 98(x + y) = 4,9 ∙ 100x 227(x + y)+ 315x = 29 { х = 0,02 моль y = 0,08 моль

m(PF5) = 126 ∙ 0,02 = 2,52 г

m(H3PO4 в исходном растворе) = 98 ∙ 0,08 = 7,84 г

m(исходного раствора H3PO4) = 7,84 / 0,02 = 392 г

m(конечного раствора) = 2,52 + 392 + 2020 – 29 = 2385,52 г

«Электролиз»

Для проведения электролиза взяли раствор нитрата серебра. После того

как объём газа, выделившийся на аноде, оказался в 1,2 раза меньше

объёма газа, выделившегося на катоде, процесс остановили. (Объёмы

газов измерены при одинаковых условиях). Масса образовавшегося в

процессе электролиза раствора оказалась на 51,8% меньше массы

исходного раствора. К полученному раствору добавили равный ему по

массе 20%—ный раствор гидроксида натрия. Определите среду конечного

раствора и массовую долю соли в нём.

Решение:

Записываем уравнения реакций:

[1]

4AgNO3 + 2H2O = 4Ag + 4HNO3 + O2 (электролиз)

[2]

2H2O = 2H2 + O2 (электролиз)

[3]

NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O

Производим необходимые вычисления:

Пусть масса исходного раствора составляет 100 г, в реакцию [1]

вступило x моль AgNO3, а в реакцию [2] вступило y моль H2O

n(O2 полученного)[1] = 0,25n(AgNO3 прореаг.)[1] = 0,25x моль

n(O2 полученного)[2] = 0,5n(H2O прореаг.)[2] = 0,5y моль

n(O2 полученного)[1] и [2] = 0,25x + 0,5y моль

m(O2 полученного)[1] и [2] = 32(0,25x + 0,5y) г

n(H2 полученного)[2] = n(H2O прореаг.)[2] = y моль

m(H2 полученного)[2] = 2y г

n(Ag полученного)[1] = n(AgNO3 прореаг.)[1] = x моль

m(Ag полученного)[1] = 108x г

m(р—ра после электролиза) = 100 ∙ (1 – 0,518) = 48,2 г

{ 1,2(0,25x + 0,5y) = y 100 – 108x – 32(0,25x + 0,5y) – 2y = 48,2 { х = 0,4

моль y = 0,3 моль

n(HNO3 полученной)[1] = n(AgNO3 прореаг.)[1] = 0,4 моль

m(NaOH исх.)[3] = 48,2 ∙ 0,2 = 9,64 г

n(NaOH исх.)[3] = 9,64 / 40 = 0,241 моль

HNO3 в избытке по [3]

n(NaNO3 полученного)[3] = n(NaOH исх.)[3] = 0,241 моль

m(NaNO3 полученного)[3] = 0,241 ∙ 85 = 20,485 г

m(конечного р—ра) = 48,2 + 48,2 = 96,4 г

(NaNO3) = 20,485 / 96,4 = 0,2125, или 21,25%

В конечном растворе кислая среда.

«На атомистику»

Смесь малахита ((CuOH)2CO3) и карбоната цинка, в которой

соотношение числа атомов углерода к числу атомов кислорода равно 5 :

19, растворили в 580,1 г разбавленного раствора серной кислоты. При

этом все исходные вещества прореагировали полностью, и выделилось

11,2 л газа (н.у.). К полученному раствору добавили 52 г цинка. После

того как массовая доля сульфата меди(II) уменьшилась до 2,5%, всю

смесь цинка и меди отделили. Вычислите массовую долю сульфата

цинка в конечном растворе.

Решение:

Записываем уравнения реакций:

[1]

(CuOH)2CO3 + 2H2SO4 = 2CuSO4 + CO2 + 3H2O

[2]

ZnCO3 + H2SO4 = ZnSO4 + CO2 + H2O

[3]

CuSO4 + Zn = Cu + ZnSO4

Производим необходимые вычисления:

Пусть в исходной смеси было x моль (CuOH)2CO3 и y моль ZnCO3

n(O в (CuOH)2CO3) = 5n((CuOH)2CO3) = 5x моль

n(O в ZnCO3) = 3n(ZnCO3) = 3y моль

n(C в (CuOH)2CO3) = n((CuOH)2CO3) = x моль

n(C в ZnCO3) = n(ZnCO3) = y моль

n(CO2 полученного)[1] и [2] = 11,2 / 22,4 = 0,5 моль

n(CO2 полученного)[1] = n((CuOH)2CO3) = x моль

n(CO2 полученного)[2] = n(ZnCO3) = y моль

{ x + y = 0,5 x + y 5x + 3y = 5 19

х = 0,2 моль y = 0,3 моль

m((CuOH)2CO3) = 222 ∙ 0,2 = 44,4 г

m(ZnCO3) = 125 ∙ 0,3 = 37,5 г

m(CO2 полученного)[1] и [2] = 44 ∙ 0,5 = 22 г

m(р—ра после [1] и [2]) = 44,4 + 37,5 + 580,1 – 22 = 640 г

n(CuSO4 полученного)[1] = 2n((CuOH)2CO3) = 0,4 моль

m(CuSO4 полученного)[1] = 160 ∙ 0,4 = 64 г n(Zn исх.) = 52 / 65 = 0,8 моль

Пусть в реакцию [3] вступило z моль Zn

m(Zn прореаг.) = 65z г

n(Cu полученной) = n(Zn прореаг.) = z моль

m(Cu полученной) = 64z г

n(CuSO4 прореаг.)[3] = n(Zn прореаг.) = z моль

m(CuSO4 прореаг.)[3] = 160z г

m(конечного р—ра) = 640 + 65z – 64z = 640 + z г 64 – 160z 640 + z = 0,025

z = 0,3 моль

n(ZnSO4 полученного)[2] = n(ZnCO3) = 0,3 моль

n(ZnSO4 полученного)[3] = n(Zn прореаг.) = 0,3 моль

n(ZnSO4 полученного)[2] и [3] = 0,3 + 0,3 = 0,6 моль

m(ZnSO4 полученного)[2] и [3] = 161 ∙ 0,6 = 96,6 г

m(конечного р—ра) = 640 + 0,3 = 640,3 г

(ZnSO4) = 96,6 / 640,3 = 0,151, или 15,1%

«На пластинку»

Магниевую пластинку поместили в 483 г 20%-ного раствора сульфата

цинка. После того как масса раствора уменьшилась на 20,5 г, пластинку

вынули. К оставшемуся раствору добавили 224 г 40%-ного раствора

гидроксида калия. Определите массовую долю гидроксида калия в

образовавшемся растворе. (Процессами гидролиза пренебречь.)

Решение:

Записываем уравнения реакций:

[1]

Mg + ZnSO4 = MgSO4 + Zn

[2]

MgSO4 + 2KOH = Mg(OH)2 + K2SO4

[3]

ZnSO4 + 4KOH = K2[Zn(OH)4] + K2SO4

Производим необходимые вычисления:

m(ZnSO4 исх.)[1] = 483 ∙ 0,2 = 96,6 г

n(ZnSO4 исх.)[1] = 96,6 / 161 = 0,6 моль

Пусть в реакцию [1] вступило x моль Mg

n(Zn полученного)[1] = n(Mg прореаг.)[1] = x моль

m(Mg прореаг.)[1] = 24x г

m(Zn полученного)[1] = 65x г 483 + 24x – 65x = 462,5 г 65x – 24x = 20,5

41x = 20,5 г x = 0,5 моль

n(MgSO4 полученного)[1] = n(Mg прореаг.)[1] = 0,5 моль

n(ZnSO4 прореаг.)[1] = n(Mg прореаг.)[1] = 0,5 моль

n(ZnSO4 ост.)[1] = 0,6 – 0,5 = 0,1 моль

m(KOH исх.)[2] и [3] = 224 ∙ 0,4 = 89,6 г

n(KOH исх.)[2] и [3] = 89,6 / 56 = 1,6 моль

n(Mg(OH)2 полученного)[2] = n(MgSO4 полученного)[1] = 0,5 моль

m(Mg(OH)2 полученного)[2] = 58 ∙ 0,5 = 29 г

n(KOH прореаг.)[2] = 2n(MgSO4 полученного)[1] = 1 моль

n(KOH прореаг.)[3] = 4n(ZnSO4 ост.)[1] = 0,4 моль

n(KOH прореаг.)[2] и [3] = 1 + 0,4 = 1,4 моль

n(KOH ост.)[2] и [3] = 1,6 – 1,4 = 0,2 моль

m(KOH ост.)[2] и [3] = 56 ∙ 0,2 = 11,2 г

m(р—ра) = 483 – 20,5 + 224 – 29 = 657,5 г

ω(KOH) = 11,2 / 657,5 = 0,017, или 1,7%

«Часть вещества разложилась»

При нагревании образца нитрата алюминия часть вещества разложилась.

При этом образовался твёрдый остаток массой 37,98 г. В этом остатке

число атомов алюминия в 5 раз меньше числа атомов кислорода.

Остаток полностью растворили в необходимом для реакции

минимальном объёме 24%—ного раствора гидроксида натрия. При этом

образовался тетрагидроксоалюминат натрия. Определите массовую

долю нитрата натрия в полученном растворе.

Решение:

Записываем уравнения реакций:

[1] 4Al(NO3)3 = 2Al2O3 + 12NO2 + 3O2

[2]

Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4]

[3]

Al(NO3)3 + 4NaOH = Na[Al(OH)4] + 3NaNO3

Производим необходимые вычисления:

Пусть в твёрдом остатке было x моль Al2O3 и y моль Al(NO3)3

m(Al2O3) = 102x г

m(Al(NO3)3) = 213y

г n(Al в Al2O3) = 2n(Al2O3) = 2x моль

n(Al в Al(NO3)3) = n(Al(NO3)3) = y моль

n(O в Al2O3) = 3n(Al2O3) = 3x моль

n(O в Al(NO3)3) = 9n(Al(NO3)3) = 9y моль

{ 102x + 213y = 37,98 5(2x + y) = 3x + 9y { х = 0,08 моль y = 0,14 моль

n(NaOH прореаг.)[2] = 2n(Al2O3 исх.)[2] = 0,16 моль

n(NaOH прореаг.)[3] = 4n(Al(NO3)3 исх.)[3] = 0,56 моль

n(NaOH прореаг.)[2] и [3] = 0,16 + 0,56 = 0,72 моль

m(NaOH прореаг.)[2] и [3] = 0,72 · 40 = 28,8 г

m(исх. р—ра NaOH)[2] и [3] = 28,8 / 0,24 = 120 г

n(NaNO3 полученного)[3] = 3n(Al(NO3)3 исх.)[3] = 0,42 моль

m(NaNO3 полученного)[3] = 0,42 · 85 = 35,7 г

m(р—ра) = 37,98 + 120 = 157,98 г

(NaNO3) = 35,7 / 157,98 = 0,226, или 22,6%

Задачи для самостоятельного решения:

В ответе записывайте уравнения реакций, которые указаны в условии

задачи, и приводите все необходимые вычисления (указывайте единицы

измерения искомых физических величин

Дан раствор серы в жидком сероуглероде (CS2). Этот раствор

массой 5,4 г сожгли в избытке кислорода. Полученную смесь

газообразных оксидов пропустили через 900 г бромной воды. При

этом образовался окрашенный раствор массой 909,6 г. Вычислите

массовую долю сероуглерода в исходном растворе.) Ответ: (CS2) =

3,8 / 5,4 = 0,704, или 70,4%

Через 3%—ный раствор гидроксида бария пропустили 1,21 л

углекислого газа (н.у.), при этом углекислый газ поглотился

полностью. Выпавший осадок массой 5,122 г отделили, а к

оставшемуся раствору добавили 49 г 5%—ного раствора серной

кислоты. Найдите массовую долю кислоты в образовавшемся

растворе. Ответ: ω(H2SO4) = 1,078 / 269,76 = 0,004, или 0,4%

Смесь оксида кремния(IV) и карбоната кальция общей массой 94 г с

молярным соотношением 4 : 7 прокалили до постоянной массы.

Получившийся при этом газ пропустили через 100 г 10%-ного

раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю соли в

полученном растворе. Ответ: (NaHCO3) = 21 / 111 = 0,189, или 18,9%

Раствор нитрата серебра массой 224 г содержит равное число атомов

кислорода и водорода. К этому раствору добавили 25%-ный раствор

хлорида цинка. При этом в растворе не осталось ни ионов серебра,

ни хлорид—анионов. К полученному раствору добавили 320 г 30%—

ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю

гидроксида натрия в конечном растворе. Ответ: (NaOH) = 16 / 672,5 =

0,0238, или 2,38%

Сухая смесь сульфата аммония и гидроксида бария содержит 27%

кислорода по массе. В результате нагревания 47,4 г этой смеси

выделился аммиак, который полностью поглотили 97,5 г раствора

хлорида железа(III) с массовой долей соли 10%. Определите

массовую долю соли в образовавшемся растворе. Ответ:



(NH4Cl) = 9,63

/ 94,48 = 0,102, или 10,2%

Смесь оксида меди(II) и меди общей массой 70,4 г с молярным

соотношением 2 : 3 добавили к 392 г 10%—ного раствора серной

кислоты. После завершения реакции к полученной смеси прибавили

28 г железа. Всю смесь железа и меди общей массой 68,8 г отделили

и добавили к 365 г 15%-ного раствора соляной кислоты. Определите

массовую долю соляной кислоты в полученном растворе. Ответ:

(HCl) = 40,15 / 375,8 = 0,107, или 10,7%

Растворимость безводного сульфата меди(II) при некоторой

температуре составляет 25 г на 100 г воды. При этой температуре

приготовили насыщенный раствор, добавив необходимое

количество медного купороса (CuSO4 ∙ 5H2O) к 550 мл воды.

Раствор разлили в две колбы. Раствор в первой колбе подвергли

электролизу. Электрический ток пропускали до полного

обесцвечивания раствора. При этом образовалось 48 г металла. В

раствор во второй колбе поместили железную пластинку. После того

как массовая доля сульфата меди(II) уменьшилась в 5 раз, пластинку

вынули. Определите массовую долю сульфата железа(II) в конечном

растворе, образовавшемся во второй колбе. Ответ:



(FeSO4) = 30,4 / 198,4

= 0,153, или 15,3%

Образец нитрата железа(III) массой 363 г разделили на две части.

При нагревании первой части образовалась твёрдая смесь оксида

железа(III) и нитрата железа(III) с молярным соотношением 3 : 4. К

этой смеси последовательно добавили 266 мл воды и 480 г 15%-ного

раствора гидроксида натрия. При этом массовая доля гидроксида

натрия уменьшилась в 5 раз. Вторую часть добавили к 170 г 34%—

ного водного раствора аммиака. Определите массовую долю

аммиака в конечном растворе. Ответ: (NH3) = 32,3 / 237,5 = 0,136, или 13,6%

Через 512 г 20%-ного раствора сульфата меди(II) пропускали

электрический ток до тех пор, пока массовая доля сульфата меди(II)

не уменьшилась в 2,5 раза. Из полученного раствора отобрали

порцию. В отобранную порцию раствора поместили железную

пластинку. После полного завершения всех реакций железную

пластинку вынули, а масса отобранной порции раствора

увеличилась на 12,3 г. Вычислите массу порции, отобранной из

раствора, который образовался после электролиза. Ответ: m(CuSO4 в

порции раствора) = 0,15 · 160 = 24 г m(порции раствора) = 24 / 0,08 = 300 г

10.186,25 г 16%—го раствора хлорида калия подвергли электролизу (с

инертными электродами). Процесс прекратили, когда на катоде

выделилось 13,44 л (при н. у.) газа. Через оставшийся раствор

пропустили сероводород, при этом в конечном растворе общее

число атомов калия и серы оказалось равным 3,311 · 1023.

Вычислите массовые доли веществ в конечном растворе. Ответ:

ω(K2S) = 16,5 : 169,55 · 100% = 9,73% ω(KOH) = 5,6 : 169,55 · 100% = 3,3%

11.

Нитрат меди (II) массой 65,8 г частично разложился при нагревании.

Весь полученный при этом твердый остаток добавили к 340 г 10%—

го раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю

гидроксида натрия в растворе над осадком, если массовая доля

кислорода (как элемента) в осадке составляет 24,16%. Ответ:

ω(NaOH)

= 26 : 349 · 100% = 7,45%

12.

Смесь гексагидрата хлорида кальция и декагидрата карбоната

натрия, содержащую 43,2 г кристаллизационной воды, растворили в

250 мл воды, выпавший осадок отделили. В полученном растворе не

содержалось ни ионов кальция, ни карбонат—ионов. К полученному

раствору добавили 89,25 г раствора хлорида алюминия, в результате

массовая доля хлоридионов в итоговом растворе оказалась равна

6,39%. Вычислите массовую долю хлорида алюминия в

добавленном растворе. Ответ: ω(AlCl3) = 18,69 : 89,25 · 100% = 20,94%

Источник

Спецификация:

Оценивание 34 задания

Типы задач

Что нужно знать для выполнения?

Химические свойства

Оксиды

Основания

Соли

Кислоты

Алгоритм решения

Примеры решения задач по алгоритму

Задача на электролиз

Задача на пластинку

Задача на выход реакции

Задача на расстворимость

Задачи для практики

Задача 1

Решение

Задача 2

Решение

Задача 3

Решение

Задача 4

Решение

Задача 5

Решение

Задача 6

Решение

Задача 7

Решение

Задача 8

Решение

Задача 9

Решение

Задача 10

Решение

Задача 11

Решение

Задача 12

Решение

Задача 13

Решение

Задача 14

Решение

Рекомендуемые курсы подготовки

Задание 34 из ЕГЭ по химии 2022

Задания 34 (2019). Расчет массовой доли химического соединения в смеси.

Видеоразбор решения данной задачи на моем ютуб-канале: