Разбираем возможные задачи ЕГЭ по химии
Перед ЕГЭ по химии 26 мая 2022 года в интернете появились подозрительные задачи, так называемые "задачи на протоны и электроны". Разбираемся, что это за задачи такие, и как с ними работать.
Для начала - краткая теоретическая справка.
- Количество протонов в атоме равно номеру атома. Так как атом - частица электронейтральная, равно и количеству электронов в атоме.
- Молярная масса протона - примерно 1 г/моль. Мы же находим атомную массу, как количество протонов и нейтронов. Молярная масса эквивалентна массе атома.
- 1 моль любых частиц - это порция из примерно 6,02*10²³ частиц (число Авогадро). Например, 0,5 моль котов - это примерно 3,01*10²³ котов. То же самое с атомами, молекулами, протонами и прочими электронами.
Если вы понимаете эти моменты, решение любой задачи "на протоны и электроны" - дело техники.
Пример 1:
Смесь фосфида цинка и нитрида магния общей массой 65,7 г, в которой общее число электронов в 32 раза больше числа Авогадро, растворили в 730 г 30%-ной соляной кислоты. Вычислите массовую долю кислоты в конечном растворе.
Так как общее число электронов в 32 раза больше числа Авогадро, количество вещества электронов n(e) = 32 моль
В одной частице фосфида цинка Zn₃P₂ содержится 30*3+15*2 = 120 электронов.
На х моль фосфида цинка приходится 120х моль электронов.
В частице Mg₃N₂ - 12*3 + 7*2 = 50 электронов.
На у моль нитридов магния приходится 50у моль электронов.
Получаем уравнение:
120х + 50у =32
Второе уравнение составляем по массам веществ:
257х + 100у = 65,7
Решаем систему:
х = 0,1 моль = n(Zn₃P₂)
у = 0,4 моль = n(Mg₃N₂)
n(HCl) = 730*0.3/36.5 = 6 моль
Zn₃P₂ + 6HCl = 3ZnCl₂ + 2PH₃
Mg₃N₂ + 8HCl = 3MgCl₂ + 2NH₄Cl
n(PH₃) = 2*0,1 = 0,2 моль
m(PH₃) = 0,2*34 = 6,8 г
nпрореаг(HCl) = 6*0,1 + 8*0,4 = 3,8 моль
nост(HCl) = 6 - 3,8 = 2,2 моль
mост(HCl) = 2,2*36,5 = 80,3 г
m(р-ра) = 65,7 + 730 - 6,8 = 788,9 г
w(HCl) = 80,3/788,9 = 0,1018 или 10,18%
Ответ: w(HCl) = 10,18%
Как видите, в задачах с упоминанием протонов и электронов нет ничего особенного, это разновидность задач на атомистику.
2. Олеум массой 114 г, в котором общее число электронов в 58 раз больше числа Авогадро, растворили в 500 г воды, затем добавили 550 16%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю сульфата натрия в конечном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Ответ: 12,2
3. Пластинку из сплава цинка со свинцом, в которой общее число электронов в 56 раз больше числа Авогадро, поместили в 100 г раствора хлорида олова (II). После того как хлорид олова (II) прореагировал полностью, пластинку с осевшим на ней металлом извлекли из раствора. При этом общее число электронов металлов, оставшихся в пластинке из металла, оставшихся в пластинке металла, осевшего на пластинке, по сравнению с исходным числом электронов пластинки увеличилось на 12,5 %. К оставшемуся раствору добавили 480 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю щелочи в конечном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Ответ: 7,1
4. Через 526,5 г раствора хлорида натрия, в котором массовая доля всех протонов составляет 54,7%, пропускали электрический ток. Когда на аноде выделилось 22,4 л (н.у.) газа, электрический ток отключили. К образовавшемуся в результате электролиза раствору добавили 13 г цинка. Определите массовую долю всех протонов в конечном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Ответ: 54,8
5. Через 440 г раствора нитрата меди (II), в котором масса протонов составляет 52,5% от общей массы раствора, пропускали электрический ток, используя инертные электроды. После того как на аноде выделилось 6,72 л (н.у.) газа электрический ток отключили, а электроды оставили в растворе. Определите массовую долю всех протонов в конечном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Ответ: 52,8