Здравствуйте, уважаемые читатели!
В задачах этого года представлен универсальный способ характеристики состава смеси - через характеристики состава атома (количество протонов и электронов). В данной статье я рассмотрю задачи на разложение солей. В основном, условия задач взяты из подборки (https://docs.google.com/spreadsheets/d/16E4wj4I3pFjh_LHpxBbB2HRCbWM676mVmUYWPtWNV8A/edit#gid=91902268), которую на инициативных началах собирает И.С.Ермолаев, за что ему большое спасибо! Помимо этого, тексты некоторых задач скопированы мною непосредственно с чатов сразу после ЕГЭ-2022.
Итак, задача 1.
или в более читаемой форме:
Решение:
1.Определим состав кристаллогидрата Fe(NO3)2*xH2O:
а) пусть n Fe(NO3)2*xH2O= 1 моль, тогда
n р=(26+(7*2+8*6))*1+(2+8)*х=88+10х, М(р)=1г/моль, m(p)=(88+10х) г
б)М(Fe(NO3)2*xH2O)=(180+18х) г/моль
Согласно условию: (88+10х)=0,5205*(180+18х), откуда х=9.
Состав кристаллогидрата: Fe(NO3)2*9H2O
2.Характеристика протекаемых процессов:
а)Процесс прокаливания гидрата :
4Fe(NO3)2*9H2O=36H2O+2Fe2O3+8NO2+O2(1)
б) Взаимодействие твердого остатка с HI:
Fe2O3+6HI=2FeI2+I2+3H2O(2)
в)Пропускание SO2:
I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4 (3)
г) количественные характеристики процессов 1-3:
n3(SO2)=2,24/22,4=0,1 моль, n3(I2)= n2(I2)=0,1 моль,
n2(I2)=n2(Fe2O3)=0,1 моль, n1(Fe(NO3)2*9H2O)=2n2(Fe2O3)=0,2 моль
m(Fe(NO3)2*9H2O)=0,2*(180+18*9)=68,4г
3.Состав полученного раствора:
а) n2(FeI2)=2n2(Fe2O3)=0,2 моль
mрра=m2(Fe2O3)+300+m3(SO2)=0,1*160+300+0,1*64=322,4 г
б)W(FeI2)=100*0,2*(56+254)/322,4=19,23%
Задача 2.
(прим.: очевидно, последнее предложение нужно читать так: найти массовую долю азотной кислоты в полученном растворе).
Решение:
1.Найдем состав исходной смеси:
а) пусть n (NaNO3)= x моль, n(AgNO3)=y моль, тогда:
n р=(11+ 7+8*3 )*х+(47+7+8*3)*у=42х+78у, М(р)=1г/моль, m(p)=(42х+78у)г
Согласно условию: 42х+78у=42,5*0,48=20,4 (1)
m смеси= 85х+170у=42,5 г (2),
б)Составим систему из уравнений 1 и 2:
42х+78у=20,4
85х+170у=42,5, откуда х=0,3 , у=0, 1, т.е.
n (NaNO3)= 0,3 моль, n(AgNO3)=0,1 моль
2.Характеристика процесса прокаливания:
а)2AgNO3=2Ag+2NO2+O2 (3)
2NaNO3=2NaNO2+O2 (4)
б)n3(NO2)=n(AgNO3)=0,1 моль, n3( O2)=0,5n3(NO2)=0,05 моль
n4( O2)=0,5n (NaNO3)=0,15 моль
т.о., состав полученной газовой смеси: nсумм(NO2)=0,1 моль,
nсумм( O2)=0,05+0,15=0,2 моль,
3. Характеристика процесса поглощения смеси газов водой:
а) 4NO2+O2=4HNO3 (5)
NO2- в недостатке, n (NO2)=0,1 моль,
n5( O2)=0,25n (NO2)=0,025 моль, n5( HNO3)= n (NO2)=0,1 моль,
б) m рра=10+0,1*46+0,025*32=15, 4 г
WHNO3=100*0,1*63/15,4=40,9%
Задача 3.
Смесь нитрата магния и нитрата серебра прокалили до постоянной массы. Массовая доля протонов в ядрах атомов равна 48,32%. Выделившуюся смесь газов поглотили 800 мл воды, при этом 13,44 л газа не поглотилось. Определите массовую долю растворённого вещества."
Решение.
1. Определим состав смеси:
а) пусть n (Mg(NO3)2)= x моль, n(AgNO3)=y моль, тогда:
n р=(12+ 7*2+8*6 )*х+(47+7+8*3)*у=74x+78у, М(р)=1г/моль,
m(p)=(74х+78у)г
б)m смеси= 148х+170у,
согласно условию (74х+78у)=0,4832*(148х+170у), откуда x=1,667у(1)
т.е n(Mg(NO3)2)=1,667n (AgNO3)
2. Характеристика процесса прокаливания:
а)2Mg(NO3)2=2MgO+4NO2+ O2 (2)
2AgNO3=2Ag+2NO2+O2 (3)
б)Если n2(Mg(NO3)2=х=1,667у, то n2(NO2)=2х=3,334 у,
n2( O2)=0, 5х=0,8335у.
n3(AgNO3)=у, тогда
n3(NO2)=у, n3( O2)=0,5у.
в) состав газовой смеси: nсумм(NO2)=3,334у +у=4,334 у,
nсумм( O2)=0,8335у+0,5у=1,3335 у моль
3. Характеристика процесса поглощения смеси газов водой:
а) 4NO2+O2=4HNO3 (4)
NO2- в недостатке, n4( O2)=0,25 nсумм( NO2)=1.0835 у моль,
nнепогл О2= 13,44/22,4=0,6 моль
nнепогл О2= nсумм( O2)-n4( O2)= 1,3335 у- 1,0835у=0,25 у
0,25 у=0,6, откуда у=2,4 моль
в)n4(HNO3)=nсумм(NO2)=4,334у=4,334*2,4= 10,4 моль,
n4( O2)=0,25 nсумм( NO2)= 2,6 моль
г)m рра= 800+mсумм(NO2)+m4(O2)=800+10,4*46+2,6*32=1361,6г
W(HNO3)=100*10,4*63/1361,6=48,12%.
Задача 4
Решение
1. Определим состав смеси:
а) пусть n (Fe(NO3)3)= x моль, n(Fe(NO3)2)=y моль, тогда:
n р=(26+ 7*3+8*9 )*х+(26+7*2+8*6)*у=119x+88у, М(р)=1г/моль,
m(p)=(119x+88у)г
б)m смеси= 242х+180у,
согласно условию (119x+88у)=0,4907*(242х+180у), откуда x=1,3y(1)
т.е n(Fe(NO3)3)=1,3n (Fe(NO3)2)
2. Характеристика процесса прокаливания:
а)4Fe(NO3)3=2Fe2O3+12NO2+3O2 (2)
4Fe(NO3)2=2Fe2O3+8NO2+ O2(3)
б)Твердый остаток - Fe2O3
Если n2(Fe(NO3)3=1,3y, то n2(Fe2O3)=0,65y моль
Если n3(Fe(NO3)2= y, то n3(Fe2O3)=0, 5y моль
ncумм(Fe2O3)=0,65+0,5=1,15 у.
3. Характеристика процесса растворения остатка в соляной кислоте:
а)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O (4)
б) Согласно уравнению 4, n4(FeCl3)=2ncумм(Fe2O3)=2,3 у
Согласно условию n4(FeCl3)=299*0,25/162,5=0,46 моль
2,3 у=0,46, у=0,2 моль
4. Состав исходной смеси нитратов:
n (Fe(NO3)3)= x =1,3 у=0,26 моль
n (Fe(NO3)2)= у = 0,2 моль
m смеси= 242*0,26+180*0,2=98,92 г
В следующей статье планирую рассмотрение задач на пластинки (+ протоны).
Заранее благодарна за конструктивные замечания.
Всего доброго!
