Здравствуйте, уважаемые читатели!
Не так давно в сети появились варианты досрочных ЕГЭ по химии - 2020, которые , по известным причинам, не состоялись. И вот в них в качестве 34 задач представлены именно эти самые "...перелеты". Ниже решены задачи из двух досрочников.
Задача 1.
Через 640 г 15%-ного раствора сульфата меди (II) пропускали электрический ток до тех пор, пока на аноде не выделилось 11, 2 л газа. К образовавшемуся раствору добавили 665,6 г 25 %-ного раствора хлорида бария. Определить массовую долю хлорида бария в полученном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин.
Решение.
1. Уравнения возможных реакций электролиза:
2CuSO4+2H2O=2Cu + O2+ 2H2SO4 (электролиз соли) (реакция 1)
2H2O= 2H2+O2 (электролиз воды, начинающийся после того, как разложится вся соль) (реакция 2)
На аноде выделяется О2
2. Найдем качественный и количественный состав раствора, полученного после электролиза:
а)Количества веществ, численная информация по которым приведена:
n(CuSO4)=640*0,15/160= 0,6 моль, n(О2)=11,2/22,4=0,5 моль
б) При разложении всей соли CuSO4 (0, 6 моль) (согласно стехиометрии реакции 1) получено 0, 3 моль О2, 0,6 моль меди и 0,6 мольH2SO4.
в) Поскольку всего кислорода выделилось 0, 5 моль, значит, после разложения соли протекал электролиз воды, при этом выделилось (0,5-,3=0,2 моль О2). Согласно стехиометрии уравнения электролизу подверглось 0, 4 моль Н2О.
г) Найдем массу полученного после завершения электролиза раствора:
m (получ. раствора) = m(исх раствора CuSO4)--m(Cu)-m1(O2)--m(H2O)=640-0,6*64-0,3*32-0,4*18=584,8 г
(здесь m(Cu) - масса меди, выделившейся на катоде, m1(O2) - масса кислорода, выделившегося на аноде при электролизе CuSO4, m(H2O) - масса воды, разложившейся по второй реакции)
Подведем итог:
В полученном после электролиза растворе содержится 0,6 мольH2SO4, масса этого раствора= 584,8 г
3. Определим массовую долю хлорида бария в растворе, полученном после добавления BaCl2:
а) химизм: H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl (реакция 3)
б) колич. расчеты: n(BaCl2)исх=665,6*0,25/208=0,8 моль, n(H2SO4)= 0,6 моль, кислота - прореагирует полностью.
n(BaCl2)прореагир. = n(H2SO4) =0,6 моль
n(BaCl2)оставшегося в растворе= n(BaCl2)исх- n(BaCl2)прореагир. =
0,8-0,6=0,2 моль,
m (BaCl2)оставшегося в растворе =0,2*208=41,6 г
m(получ. рра)=584,8+665,6-0,6*233=1110,6г (584,8- масса раствора после электролиза, 665,6- масса добавленного раствора хлорида бария, 0,6*233- масса выпавшего в осадок сульфата бария.
W(BaCl2)=41,6/1110,6=0,0375=3,75%
Задача 2
Через 640 г 20%-ного раствора сульфата меди (II) пропускали электрический ток до тех пор, пока на аноде не выделилось 13,44 л газа. К образовавшемуся раствору добавили 65 цинка. Определить массовую долю сульфата цинка в полученном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин.
Решение.
1. Уравнения возможных реакций электролиза:
2CuSO4+2H2O=2Cu + O2+ 2H2SO4 (электролиз соли) (реакция 1)
2H2O= 2H2+O2 (электролиз воды, начинающийся после того, как разложится вся соль) (реакция 2)
На аноде выделяется О2
2. Найдем качественный и количественный состав раствора, полученного после электролиза:
а)Количества веществ, численная информация по которым приведена:
n(CuSO4)=640*0,2/160= 0,8 моль, n(О2)=13,44/22,4=0,6 моль
б) При разложении всей соли CuSO4 (0, 8 моль) (согласно стехиометрии реакции 1) получено 0, 4 моль О2, 0,8 моль меди и 0,8 мольH2SO4.
в) Поскольку всего кислорода выделилось 0, 6 моль, значит, после разложения соли протекал электролиз воды, при этом выделилось (0,6-,4=0,2 моль О2). Согласно стехиометрии уравнения 2 электролизу подверглось 0, 4 моль Н2О.
г) Найдем массу полученного после завершения электролиза раствора:
m (получ. раствора) = m(исх раствора CuSO4)--m(Cu)-m1(O2)--m(H2O)=640-0,8*64-0,4*32-0,4*18=568,8 г
(здесь m(Cu) - масса меди, выделившейся на катоде, m1(O2) - масса кислорода, выделившегося на аноде при электролизе CuSO4, m(H2O) - масса воды, разложившейся по второй реакции)
Подведем итог:
В полученном после электролиза растворе содержится 0,8 мольH2SO4, масса этого раствора= 568,8 г
3. Определим массовую долю сульфата цинка в растворе, полученном после добавления цинка:
а) химизм: H2SO4+Zn=ZnSO4+H2 (реакция 3)
б) колич. расчеты: n(Zn)исх=65/65=1 моль, n(H2SO4)= 0,8 моль, кислота - прореагирует полностью.
nZnSO4 = n(H2SO4) =0,8 моль
m (ZnSO4) в растворе =0,8*161=128,8 г
m(получ. рра)=568,8+65*0,8-0,8*2=619,2г (568,8- масса раствора после электролиза, 65*0,8- масса прореагировавшего цинка, 0,8*2 - масса выделившегося водорода).
W(ZnSO4)=128,8/619,2=0,208=20,8%
Подобные задачи :
1. Из сборника "Химия, подготовка к ЕГЭ /Е.А.Дацук, А.А.Степенин, МО:ПФОП, 2019.-104с.;ил.
Через 1040 г 12% раствора хлорида бария пропускали электрический ток до тех пор, пока на инертных электродах не выделились газы суммарным объемом 73, 92 л (при н.у.), К оставшемуся раствору добавили 108,6 г 36,83% олеума. Вычислить массовую долю растворенного вещества в итоговом растворе. Ответ - 6,26%.
2. Из сборника " ЕГЭ-2020. Химия. 30 тренировочных вариантов. По новой версии 2020. Учебно-методическое пособие. Доронькин В, Бережная А., Февралева В. Легион-2019.
При электролизе 9,4% раствора нитрата меди на катоде выделилось в 1,5 раза больше газа, чем на аноде. Рассчитайте массовые доли веществ в полученном растворе.. Ответ - 6,8%
Всего доброго!
