Здравствуйте, уважаемые читатели!
Ушел в историю ЕГЭ по химии - 2023. В целом, содержание КИМов, которое удалось отмониторить, соответствовало кодификатору и заданиям из сборника типовых экзаменационных вариантов-2023 под ред. Д.Ю. Добротина. Мне понравились 34 задачи. После изысков с атомистикой и системами уравнений снова появились красивые задания, для решения которых нужно знать не столько математику, сколько химию. В интернете есть объемные подборки 34 - х задач, позиционирующихся как задачи реального ЕГЭ--2023. Четыре из них разбираю в этой статье.
Решаю все задачи универсальным способом, через тщательный трехступенчатый анализ каждого предложения в тексте задачи. Первая ступень - перевод всей численной информации в количества веществ, при необходимости - с помощью переменных. Вторая ступень- всестороннее рассмотрение химизма процесса (процессов), указанных в анализируемом предложении + стехиометрические расчеты с использованием найденных (выраженных) на первой ступени количеств веществ. Третья ступень - идентификация характеристик (состава, массы) материального потока, переходящего на следующий этап задачи. Итак:
Задача 1.
Смесь оксида азота (4) и кислорода, в которой соотношение масс указанных газов составляет 11,5:16 , пропустили через воду, масса которой равна массе смеси газов. К полученному раствору добавили раствор карбоната натрия. При этом образовалось 100 г раствора, содержащего только одно растворенное вещество, массовая доля которого составила 17%. Определить массовую долю карбоната натрия в добавленном растворе.
Решение.
1. Характеристика исходной смеси:
а) пусть n( O2)=x моль, тогда m(O2)=32x;
б)Т.к. m(NO2)/ m(O2)=11,5/16, выразим m(NO2)=m(O2)*11,5/16=32х*11,5/16=23х
n(NO2)=23x/46=0,5x моль
в) т.о., nисх( O2)=x моль, nисх( NO2)=0,5x моль
m смеси газов= 32х+23х=55 х
2. Характеристика процесса взаимодействия газовой смеси с водой:
а)m добавл.Н2О= m смеси газов= 55 х
4NO2+O2+2 H2O=4HNO3 (1)
NO2- в недостатке, n1(NO2)=0,5 х
n1(O2)=0,25n(NO2)=0,125 х, n1(HNO3)=0,5x моль
б) состав полученного рра: HNO3-0,5 х моль;
m рра = m добавлH2O+ m1(NO2)+m1(O2)=55х+46*0,5х+32*0,125х=82х
3. Характеристика процесса взаимодействия полученного рра с рром Na2CO3:
а)2HNO3+Na2CO3=2NaNO3+CO2+H2O (3)
б)в полученном рре находится только NaNO3, что свидетельствует о стехиометрическом соотношении между азотной кислотой и карбонатом натрия.
n3(NaNO3)=100*0,17/85=0,2 моль,
n3(HNO3)=n3(NaNO3)=0,2 моль=0,5 х, откуда х= 0,4 моль
n3(Na2CO3)=0,1 моль, n3( CO2)=0,1 моль.
4. Определим массовую долю карбоната натрия в добавленном растворе.
а) найдем массу рра Na2CO3
m конечн рра= m рра HNO3+mрра Na2CO3-m СО2 или:
mрра Na2CO3=m конечн рра-m рра HNO3+m СО2.
mрра Na2CO3=100-82х+44*0,1=100-77,6х=104,4-82*0,4=71,6 г
б) WNa2CO3=100*0,1*106/71, 6=14,8%
Задача 2
В замкнутом сосуде смешали железо с иодом в массовом соотношении 1:2,54 и нагрели. Полученную в результате реакции смесь внесли в 337,5 г раствора хлорида меди (2). После завершения всех реакций из образовавшейся смеси выделили нерастворимые и малорастворимые вещества. При этом оставшийся раствор содержал только одно растворенное вещество. Известно, что выделенные вещества не притягивались к магниту, а масса содержащегося в выделенных веществах мeталла составила 14,08 г. Определите массовую долю растворенного вещества в конечном рре.
Решение.
1. Характеристика смеси, полученной при нагревании железа с иодом:
а) пусть nисх( Fe)=x моль, тогда m Fe=56x
б)Т.к. m(Fe)/ m(I2)=1 /2,54, выразим m(I2)=m(Fe)*2,54/1=56х*2,54=142,24х
nисх(I2)=142,24x/254=0,56x моль
m исх.смеси= 56х+142,24х=198,24х
б)Fe+I2=FeI2 (1)
I2- в недостатке
состав полученной смеси: FeI2- 0,56 х моль, Fe- 0,44 х моль
m смеси= 198,24х
2. Характеристика процесса взаимодействия смеси с раствором хлорида меди (2):
а) Fe+CuCl2=Cu+FeCl2 (2)
n2(Cu)=n2(Fe)=n2(FeCl2)=0,44 x
б)2FeI2+2CuCl2=2CuI(осадок) +I2(осадок)+2FeCl2 (3)
n3(CuI)=n 3(FeI2)=n3(FeCl2)=0,56 x, n 3( I2)=0,28x
Отделенные нерастворимые и малорастворимые вва- Cu, CuI, I2
в) состав полученного рра: n2+3 FeCl2=0,44x+0,56x=x моль
m получ.рра= m исх.смеси+m рра CuCl2- m(Cu+CuI+I2);
m получ.рра=198,24х+337,5-(64*0,44х+191*0,56х+254*0,28х)=337,5-8х
3. Найдем WFeCl2 в конечном рре:
а)Согласно условию, m2( Сu)=14,08 г , n2(Cu)=14,08/64=0,22 моль=0,44 x,
откуда х=0,5 моль, тогда n2+3 FeCl2=х=0,5 моль,
m получ.рра=337,5-8х=333,5 г
б)WFeCl2=100*0,5*127/333,5=19%
Задача 3
20,16 л (н.у.) смеси водорода с хлором нагрели до завершения реакции. Образовавшуюся смесь газов полностью поглотили 300 г горячего рра гидроксида натрия, взятого в избытке. При этом масса раствора увеличилась на 43,2 г. Вычислить массовую долю хлорида натрия в образовавшемся растворе.
Решение.
1. Характеристика исходной смеси:
а) n исх смеси=20,16/22,4=0,9 моль
б)пусть n( Н2)=x моль, тогда n(Cl2)=0,9-х моль;
m исх смеси газов= 2х+71(0,9-х)=63,9-69х
2. Характеристика процесса взаимодействия компонентов газовой смеси
а)Н2+Cl2=2HCl (1)
Н2 в недостатке, поскольку образовавшуюся после реакции смесь полностью поглотили щелочью. Если бы водород был в избытке, полного поглощения смеси не произошло бы.
nHCl=2x моль
б) состав образовавшейся смеси:
HCl: 2х моль, Cl2 непрореаг:(0,9-х-х)=(0,9-2х) моль
в)m обр смеси= m HCl+mСl2 непрореаг=73х+71(0,9-2х)=63,9-69х
3. Характеристика процесса взаимодействия полученной смеси с рром Na2CO3:
а) увеличение массы раствора численно равно массе поглотившейся смеси:
43,2=63,9-69х, откуда х=0,3 моль,
тогда состав смеси: nHCl=2x=0,6 моль,
nCl2=0,9-2х=0,3 моль
б)Химизм процессов взаимодействия газовой смеси с горячей щелочью:
3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O (2)
HCl+NaOH=NaCl+H2O (3)
n2+3 (NaCl)=5/3nCl2+nHCl=0,5+0,6=1,1 моль
4. Определим массовую долю NaCl в образовавшемся растворе.
а) найдем массу образовавшегося раствора
m конечн рра= 300+43,2=343,2 г
б) WNaСl=100*1,1*58,5/343, 2=18,75%
Задача 4
Водой объемом 100 мл поглотили 11,2 л смеси аммиака и углекислого газа. К образовавшемуся раствору добавили раствор хлорида железа (2). При этом образовалось 214 г раствора с массовой долей единственного растворенного вва 10% Вычислите массовую долю хлорида железа 2 в добавленном рре.
Решение.
1. Характеристика исходной газовой смеси:
а) n исх смеси=11,2/22,4=0,5 моль
б)пусть n( NH3)=x моль, тогда n(CO2)=0,5-х моль;
2. Характеристика процесса взаимодействия газовой смеси с водой
a) Единственное растворенное вво в конечном рре- NH4Cl
nконNH4Cl=214*0,1/53,5= 0,4 моль=nNH3, тогда nСО2=0,5-0,4=0,1 моль
б) Химизм процесса при растворении газовой смеси в воде:
2NH3+CO2 +H2O=(NH4)2CO3 (1) , СО2 - недостаток
в) Состав полученного рра: (NH4)2CO3- 0,1 моль, NH3*H2O - 0,2 моль
m 1 рра= 100+0,4*17+0,1*44=111,2 г(учитываем, что плотность воды = 1г/мл)
3.Характеристика процесса взаимодействия полученного рра с хлористым железом
а) FeCl2+(NH4)2CO3=FeCO3+2NH4Cl (2)
FeCl2+2 NH3*H2O=Fe(OH)2+2NH4Cl (3)
n2+3 FeCl2=0,5x моль=0,2 моль
n2FeCO3=nСО2=0, 1моль
n 3Fe(OH)2=0,5nNH3*H2O=0,1 моль
4. Определим массовую долю FeCl2 в добавленном растворе.
а) найдем массу рра FeCl2
m конечн рра= m 1 рра+mрра FeCl2-m2 FeCO3-m3 Fe(OH)2
mрра FeCl2=214-111,2+0,1*116+0,1*90=123,4 г
б) WFeCl2=100*0,2*127/123,4=20,6%
Заранее благодарна за конструктивные дополнения и замечания.
Веду набор учеников для онлайн-подготовки к ОГЭ по химии 2024, ЕГЭ по химии-2024. Занятия проводятся как индивидуально, так и в группах. Для получения более подробной информации пишите в ВК : https://vk.com/id363684368
