Здравствуйте, уважаемые читатели!
Как и обещала, продолжаю разбор 34 задачи- самой «грозной» в ЕГЭ по химии. Решать буду тем же самым способом, что и предыдущие задачи – последовательно, от предложения к предложению.
Хочу поделиться с вами одной из ассоциаций, возникающих у меня при решении таким образом. Задача - это клубок ниток, в центре которого – правильный ответ (шоколадка, приз). Как добраться до этого приза? Есть 2 пути. Первый - изучать задачу в целом, прежде чем определиться с ходом решения. Т.е., рассматривать этот клубок снаружи, пытаться предугадать, что же там внутри. Этот путь подходит людям с развитой интуицией. Второй путь – разматывать постепенно клубок, таким образом, рано или поздно, находя ответ. За свою многолетнюю связь с химией в ее самых различных областях мне пришлось отрешать многие десятки тысяч расчетных задач: на производстве, налаживая химические процессы; в научной деятельности- распутывая особенности превращений самой различной направленности; в педагогической работе – подготовка к вступительным экзаменам и олимпиадам. Только треть поставленных задач удалось решить с привлечением интуиции. В основном – правильные ответы получены в ходе последовательного анализа ситуации и решении возникающих при этом вопросов.
Сегодня мы решим 34 задачу, в химизме которой активно участвуют комплексные соли. Поскольку, как уже отмечала, правильный выбор реакций – лимитирующая стадия при решении химических задач, привожу сводную таблицу по способам получения и свойствам комплексных солей.
Задача.
К 322 г 10%-ного раствора сульфата цинка по каплям добавили 336 г 10%-ного раствора гидроксида калия. Выпавший осадок отделили, а к оставшемуся раствору добавили 365 г раствора соляной кислоты, при этом массовая доля кислоты в конечном растворе составила 2,7%. Вычислите массовую долю соляной кислоты в исходном растворе.
Решение.
1. К 322 г 10%-ного раствора сульфата цинка по каплям добавили 336 г 10%-ного раствора гидроксида калия…
а) потенциально возможные процессы:
ZnSO4+2КOH = Zn(OH)2 ↓+К2SO4 (1)
ZnSO4+4КOH (изб)= К2[Zn(OH)4] +К2SO4 (2)
б)n(ZnSO4)=322*0,1/161=0,2моль
n(КОН)=336*0,1/56=0,6моль
Соотношение молей соли и щелочи: n(ZnSO4): n(КОН)=0,2:0,6=1:3
в) Сравниваем соотношения молей в уравнениях 1 и 2, с соотношением согласно условию и уточняем, какие реакции (или реакция) будут протекать в действительности (таблица):
Поскольку соотношение реагентов по условию имеет промежуточное значение по отношению к потенциально возможным реакциям, делаем вывод, что будут протекать обе реакции.
г) Найдем состав образовавшейся реакционной смеси.
Пусть n Zn(OH)2↓= х моль, тогда n1(ZnSO4)= х моль, n1(КOH)= 2х моль (уравнение 1)
n К2[Zn(OH)4] = y моль, тогда n2(ZnSO4)= у моль, n2(КOH)= 4у моль (уравнение 2)
2х+4у=0,6
х+у=0,2
Отсюда х=0,1 моль, у= 0,1 моль, т.е n Zn(OH)2↓= 0,1 моль, n К2[Zn(OH)4] = 0,1 моль
д) найдем массу раствора, образовавшегося на первой стадии:
m1 образ. раствора =322+336- m Zn(OH)2↓=658-0,1*98=648,2 г
Таким образом, на основании анализа информации, представленной в первом предложении, установлено, что в ходе реакции образовалось 648,2 г раствора , содержащего 0,1 моль комплексной соли
2. …Выпавший осадок отделили, а к оставшемуся раствору добавили 365 г раствора соляной кислоты, при этом массовая доля кислоты в конечном растворе составила 2,7%.
а) поскольку кислота в растворе осталась, значит, она взята в избытке. Т.е., происходит разрушение комплекса раствором сильной кислоты, взятой в избытке (см. таблицу, приведенную выше):
К2[Zn(OH)4]+ 4HCl = 2КСl+ZnСl2 +4H2O (3)
б) найдем массу кислоты, прореагировавшей по уравнению 3:
nпрореаг (HCl)=4 n К2[Zn(OH)4]=0,4 моль
m прореаг (HCl)=0,4*36,5=14,6 г
в)найдем массу конечного раствора:
m2 образ. раствора= m1 образ. раствора+365 =648,2+365=1013,2 г
г) найдем массу соляной кислоты в конечном растворе:
mконHCl=1013,2*0,027=27,36 г
3. …Вычислите массовую долю соляной кислоты в исходном растворе.
а) найдем массу соляной кислоты в исходном растворе:
mисхHCl= m прореаг (HCl)+ mконHCl=14,6+27,36=41,96 г
б) W(HCl) =mисхHCl/mисх раствора HCl=41,96/365=0,115=11,5%
Всего доброго!