Всем привет! Сегодня мы разберём мою 34 задачу с реального экзамена 16 июля 2020 - Дальний Восток, за которую можно получить 4 первичных балла. Вот её условие:
Смесь оксида лития и нитрида лития с массовой долей атомов лития 56%, растворили в 365 г 20% соляной кислоты, причём все вещества полностью прореагировали. Затем к образовавшемуся раствору добавили 410г 20% раствора фосфата натрия. Найдите массовую долю хлорида натрия в конечном растворе.
1. Напишем уравнения реакций
(1) Li2O + 2HCl = 2LiCl + H2O
(2) Li3N + 4HCl = 3LiCl + NH4Cl
(3) 3LiCl + Na3PO4 = Li3PO4 + 3NaCl
2. Обозначим за х и у неизвестные кол-ва веществ в смеси и найдём их массу:
Пусть n(Li2O) = х моль, а n(Li3N) = у моль m(Li2O)= nM = 30x г, m(Li3N) = nM = 35у г
3. Теперь найдём кол-во вещества атомов лития в смеси
n1(Li в Li2O) = 2n(Li2O) = 2x моль n2(Li в Li3N) = 3n(Li3N) = 3у моль nобщ(Li) = n1 + n2 = (2x + 3у) г mобщ(Li) = nM = 7 г/моль * (2x + 3y) г
4. И заканчивая часть атомистики, подставим всё в формулу нахождения массовой доли
w(Li) = m(Li)/mсмеси; w(Li) = m(Li)/m(Li2O) + m(Li3N)
0,56 = 14x + 21y г/30x + 35y г
14х + 21у = 16,8х + 19,6у
-2,8х = -1,4у
х = 0,5у
5. Займёмся соляной кислотой, рассчитаем её исходное кол-во вещества и кол-во вещества соляной кислоты в каждой из реакции 1 и 2
mисх(HCl) = w * mр-ра = 0,2 * 365г = 73 г nисх(HCl) = m/M = 73 г/36,5 г/моль = 2 моль
n1(HCl) = 2n(Li2O) = 2х моль n2(HCl) = 4n(Li3N) = 4y моль n1 + n2 = nисх(HCl) => 2x + 4у = 2
6. Составим систему уравнений
2x + 4y = 2
x = 0,5y
2*0,5у + 4у = 2
х = 0,5у
у + 4у = 2
х = 0,5у
у = 0,4 моль = n(Li3N)
х = 0,2 моль = n(Li2O)
7. Теперь вычислим общее количество вещества хлорида лития и найдём кол-во вещества добавленного фосфата натрия
n1(LiCl) = 2n(Li2O) = 0,2 * 2 = 0,4 моль n2(LiCl) = 3n(Li3N) = 0,4 * 3 = 1,2 моль nобщ(LiCl) = n1 + n2 = 0,4 + 1,2 = 1,6 моль
mисх(Na3PO4) = w * mр-ра = 0,2 * 410 г = 82 г nисх(Na3PO4) = m/M = 82г/164г/моль = 0,5 моль
n(LiCl):n(Na3PO4) = 1,6:0,5 = 3,2:1, Na3PO4 - в недостатке, расчёты ведем по нему
8. Рассчитаем кол-во вещества и массу хлорида натрия
n(NaCl) = n(Na3PO4) = 0,5 моль (по 3 реакции) m(NaCl)= nM = 0,5 моль * 58,5 г/моль = 87,75 г
9. Найдём конечную массу раствора и массовую долю хлорида натрия в нём
mконр-ра = m(Li2O) + m(Li3N) + mр-ра(HCl) + mр-ра(Na3PO4) - m(Li3PO4) = 6 г + 10 г + 365 г + 410 г - 58 г = 737 г
w(NaCl) = m(NaCl)/mконр-ра * 100% = 87,75 г / 737 г * 100% = 11,9%
Ответ: w(NaCl) = 11,9%
Теперь моё мнение о новом типе задач на атомистику. Я тоже понимаю, почему многие выпускники не решили эту задачу. Весь год они готовились к задачам, где отсутствует ввод переменных, ну кроме пластинки. И большинство не поняло, что делать с атомами и ионами. Я также не понимаю составителей ЕГЭ. т.к. на протяжении всего года ни в одном сборнике не было задачи на атомистику, ни в одном!!! И вторая причина - это нехватка времени, т.к. большую часть времени уделялась 1 перевёрнутой части и 35 задаче, где нужно было подбирать вещества по условию задачи. Теперь те выпускники, которые будут сдавать ЕГЭ в 2021 году уже будут готовы к этому типу, если новый не введут. Продолжение следует....:-)
Пишите в комментарии, что ещё разобрать :-)