Здравствуйте, уважаемые читатели!
Продолжаю публикацию разборов задач со вступительных экзаменов в ЕрМи, 1989 г.
Их тематика практически совпадает с форматом ЕГЭ по химии: атомистика, электролиз, термическое разложение, задачи на смеси. Уровень сложности в целом – типовой (нет квадратных уравнений и многоступенчатых расчетов). Вместе с тем задачи отличаются оригинальностью и выверенностью логических переходов между отдельными смысловыми фрагментами. Итак:
Задача 1.
В 100 мл воды растворили 9,4 г нитрата меди и провели электролиз с инертными электродами. Когда концентрация кислоты в растворе стала 10%, электролиз прекратили. Сколько литров газовой смеси выделилось ? Ответ округлите до десятых долей.
Решение.
1. 2Cu(NO3)2+2H2O=2Cu+O2+4HNO3 (1)
2H2O=2H2+O2(2)
n 1 Cu(NO3)2=9,4/188=0,05 моль, ( в условии задачи указана газовая смесь, это свидетельствует о том, что разложилась вся соль и после этого начался электролиз воды)
2. n 1Cu=0,05 моль, n 1O2=0,025 моль, n 1HNO3=0,1 моль,
m конечного рра=0,1*63/0,1=63 г
масса раствора уменьшилась на: 100+9,4-63=46,4 г
m Cu=0,05*64=3,2 г, следовательно, масса газовой смеси = 46,4-3.2=43,2 г
3. Найдем объем газовой смеси:
n 1O2=0,025 моль, м1 O2=0,8 г
м2 (О2+Н2)=43,2-0,8=42,4 г= м2 Н2О, n2 Н2О=2,356 моль,
n2 (О2+Н2)=1,5 n2 Н2О=3,533 моль
n сумм газов= 0,025+3,533=3,558 моль
V сумм газов = 3,558*22,4=79,7 л
Задача 2
Из 13,74 г смеси гидроксида натрия и хлорида калия приготовили 10% рр смеси и еще добавили 2,34 мл воды. Полученный раствор содержит 63,02 моль нейтронов. Найти процентную концентрацию сульфат-иона в образовавшемся растворе, если раствор обработали необходимым количеством серной кислоты до получения средних солей. Хлористый водород из среды полностью удаляется. Соли диссоциируют полностью. Ответ округлить до сотых долей.
Примечания к задаче: а)на мой взгляд, сомнительный химизм реакции между хлоридом калия и серной кислотой . Обычно этот процесс идет при нагревании смеси сухой соли и концентрированной кислоты. Здесь же раствор, причем- достаточно разбавленный; б) при определения количества нейтронов опиралась для всех элементов, кроме хлора, на наиболее распространенные изотопы. В случае хлора – использовала массовое число 35,5.
Решение.
1. Найдем состав раствора, полученного на первой стадии:
а)м рра= 13,74/0,1+2,34=137,4 +2,34=139,74 г, в том числе:
Н2О: 139,74 -13,74=126 г, n Н2О=126/18= 7 моль, n нейтронов в Н2О=7*(0+8)=56 моль
n нейтронов в смеси NaOH + KCl =63,02-56=7,02 моль
б) пусть n NaOH=x моль, n KCl=y моль, тогда:
n нейтронов NaOH=(12+8)x =20х моль, n нейтронов KCl=(20+18,5)y=38,5 у моль,
Составим систему:
20х+38,5 у=7,02
40х+74,5 у=13,74, откуда: х=у=0,12 моль
В) состав полученного раствора:
0,12 моль NaOH, 0,12 моль KCl, м рра= 139,74 г
2. Найдем состав раствора, полученного после добавления серной кислоты:
А) 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O(1)
2KCl+H2SO4=K2SO4+2HCl↑(2)
Б) n1+2 H2SO4=0,5n NaOH+0,5n KCl=0,12 моль
В) n1+2 (SO4)2-=0,12 моль, м (SO4)2-=0,12*96=11,52 г
Г) м рра= 139,74+м1+2( H2SO4)-м2 (HCl)=139,74+0,12*98-0,12*36,5=147,12 г
W(SO4)2- = 100*м (SO4)2-/ м рра=1152/147,12=7,83%
Задача 3.
Смесь, состоящую из нитратов натрия и свинца(2), нитрита аммония и 11,1 г песка , прокалили до постоянной массы. Образовалось 12,32 л сухой газовой смеси, где сумма масс простых веществ на 1,2 г больше, чем масса сложного вещества, а масса азота на 0,8 г больше, чем масса другого простого вещества. Определить процентное содержание азота в исходной смеси. Ответ округлить до целого числа.
Примечание к задаче: возможна реакция между оксидом свинца (2) и оксидом кремния с образованием силиката свинца. Так как она не существенна для решения задачи, опускаю ее.
Решение.
1. 2NaNO3=2NaNO2+O2(1)
2Pb(NO3)2=2PbO+4NO2+O2(2)
NH4NO2=N2+2H2O(3)
2. Состав газовой смеси:
А)O2, N2,NO2, n сумм (O2, N2,NO2)=12,32/22,4=0,55 моль
Б)Пусть n(O2)=x, n(N2)=y, n(NO2)=0,55-x-y, тогда, согласно условию, составим систему:
32х+28у-1,2=46*(0,55-х-у)
28у-0,8=32х , откуда х=0,15 моль, у=0,2 моль. Т.е.:
n1+2 (O2)=0, 15 моль, n2 (NO2 )=0,55-0,15-0,2=0, 2 моль, n3 (N2 )= 0,2 моль
в) n 2 (O2)=0, 25 n2 (NO2 )=0,05 моль,
n 1 (O2)= n1+2 (O2)- n 2 (O2)=0,15-0,05=0,1 моль
3. Состав исходной смеси:
n1 NaNO3=2 n 1 (O2)= 0,2 моль, n1N=0,2 моль
n2 Pb(NO3)2=2 n 2 (O2)= 0,1 моль, n2N=0,2 моль
n3 NH4NO2= n3 (N2 )= 0,2 моль, n3N=0,4 моль
11,1 г SiO2
m исх смеси= 11,1+0,2*85+0,1*331+0,2*64=74 г
4. Содержание азота в исходной смеси:
n cуммN=0,2+0,2+0,4=0,8 моль, м сумм N=14*0,8=11,2 г
W N=11,2*100/74=15%
Заранее благодарна за конструктивные замечания и дополнения по решению приведенных задач.
Через два с половиной месяца – ЕГЭ по химии. А через 3 -4 месяца ДВИ МГУ. На своем частном ТГ-канале «Разбор заданий ДВИ МГУ» публикую, в общем-то, беспрецедентную серию видеоразборов задач ДВИ МГУ за 30+ лет. Уже опубликованы 6 видеоразборов более 100 задач, в том числе 40 задач по термодинамике. Приглашаю всех заинтересованных. Подробности – в лс ВК https://vk.com/id363684368
Всего доброго!