Решения заданий ФИПИ ЕГЭ по химии: «Химические расчёты» — с ответами

Записываем уравнение реакции:$$\mathrm{Na_2CO_3 + 2CH_3COOH \rightarrow 2CH_3COONa + CO_2 + H_2O}$$

Находим количество вещества уксусной кислоты. Её молярная масса равна $60$ г/моль:$$n(\mathrm{CH_3COOH}) = \frac{m}{M} = \frac{24}{60} = 0{,}4\ \text{моль}$$

Вычислим количество вещества воды:$$n(\mathrm{H_2O})=\frac{1{,}8\ \text{г}}{18\ \text{г/моль}}=0{,}10\ \text{моль}$$

Вычислим количество вещества аммиака:$$n(\mathrm{NH_3})=\frac{0{,}85\ \text{г}}{17\ \text{г/моль}}=0{,}050\ \text{моль}$$

Рассчитаем количество вещества углекислого газа:$$n(\mathrm{CO_2})=\dfrac{5{,}28\ \mathrm{г}}{44\ \mathrm{г/моль}}=0{,}12\ \mathrm{моль}$$

Следовательно, количество вещества атомов углерода в исходном веществе равно $0{,}12$ моль.$$n(\mathrm{C})=n(\mathrm{CO_2})=0{,}12\ \mathrm{моль}$$

Для расчёта примем массу соли равной $100\ \text{г}$. Тогда массы элементов равны: $m(\mathrm{H})=5{,}05\ \text{г}$, $m(\mathrm{C})=42{,}42\ \text{г}$, $m(\mathrm{O})=32{,}32\ \text{г}$, $m(\mathrm{Ca})=20{,}21\ \text{г}$.

Вычислим количества вещества атомов элементов: $n(\mathrm{H})=\dfrac{5{,}05}{1}=5{,}05\ \text{моль}$; $n(\mathrm{C})=\dfrac{42{,}42}{12}=3{,}535\ \text{моль}$; $n(\mathrm{O})=\dfrac{32{,}32}{16}=2{,}02\ \text{моль}$…

Найдём количества веществ продуктов сгорания:$$n(\mathrm{CO_2})=\frac{5{,}04\ \mathrm{л}}{22{,}4\ \mathrm{л/моль}}=0{,}225\ \mathrm{моль}$$

Количество воды и карбоната натрия:

Вычислим количество вещества углекислого газа:$$n(\mathrm{CO_2})=\dfrac{7{,}84\ \mathrm{л}}{22{,}4\ \mathrm{л/моль}}=0{,}35\ \mathrm{моль}$$

Вычислим количество вещества карбоната натрия:$$n(\mathrm{Na_2CO_3})=\dfrac{5{,}3\ \mathrm{г}}{106\ \mathrm{г/моль}}=0{,}05\ \mathrm{моль}$$

Вычислим количество вещества углекислого газа при нормальных условиях:$$n(\mathrm{CO_2})=\frac{V(\mathrm{CO_2})}{V_m}=\frac{1{,}68\ \mathrm{л}}{22{,}4\ \mathrm{л/моль}}=0{,}075\ \mathrm{моль}$$

В одной молекуле углекислого газа содержится один атом углерода, поэтому количество вещества углерода равно $0{,}075\ \mathrm{моль}$. Его масса:$$m(\mathrm{C})=n(\mathrm{C})M(\mathrm{C})=0{,}075\cdot12=0{,}90\ \mathrm{г}$$

Найдём массовую долю водорода:$$\omega(\mathrm{H}) = 100\% - 40{,}68\% - 54{,}24\% = 5{,}08\%$$

Для 100 г вещества определим количества вещества элементов:$$n(\mathrm{C}) = \frac{40{,}68}{12} = 3{,}39;\quad n(\mathrm{H}) = \frac{5{,}08}{1} = 5{,}08;\quad n(\mathrm{O}) = \frac{54{,}24}{16} = 3{,}39$$

Рассмотрим $100\ \text{г}$ соли. Массы элементов в этой пробе равны: $m(\mathrm{C})=25{,}62\ \text{г}$, $m(\mathrm{H})=2{,}85\ \text{г}$, $m(\mathrm{O})=22{,}78\ \text{г}$, $m(\mathrm{Ba})=48{,}75\ \text{г}$.

Вычислим количества вещества элементов:

Рассчитаем массу углерода в 100 г вещества:$$w(\mathrm{C})=100-2{,}60-20{,}78-29{,}87=46{,}75\%$$

Найдём количества вещества элементов в 100 г вещества:

Вычислим количество вещества углекислого газа:$$n(\mathrm{CO_2})=\dfrac{19{,}8\ \text{г}}{44\ \text{г/моль}}=0{,}45\ \text{моль}$$

Количество атомов углерода в исходном веществе равно количеству вещества $\mathrm{CO_2}$:$$n(\mathrm{C})=0{,}45\ \text{моль}$$

Найдём количество вещества углекислого газа:$$n(\mathrm{CO_2}) = \dfrac{26{,}88}{22{,}4} = 1{,}2\ \text{моль}$$

Количество вещества атомов углерода в исходном веществе равно количеству вещества углекислого газа. Найдём количество вещества воды и атомов водорода:$$n(\mathrm{H_2O}) = \dfrac{16{,}2}{18} = 0{,}9\ \text{моль};\quad n(\mathrm{H}) = 2 \cdot 0{,}9 = 1{,}8\ \text{моль}$$

Найдём количество вещества углекислого газа:$$n(\mathrm{CO_2})=\frac{7{,}04\ \text{г}}{44\ \text{г/моль}}=0{,}16\ \text{моль}$$

В образце содержалось такое же количество вещества атомов углерода:$$n(\mathrm{C})=0{,}16\ \text{моль},\quad m(\mathrm{C})=0{,}16\cdot12=1{,}92\ \text{г}$$

Определим количество углекислого газа при н.у.:$$n(\mathrm{CO_2})=\dfrac{1{,}568\ \text{л}}{22{,}4\ \text{л/моль}}=0{,}070\ \text{моль}$$

Количество атомов углерода в исходном веществе равно количеству вещества углекислого газа:$$n(\mathrm C)=0{,}070\ \text{моль},\quad m(\mathrm C)=0{,}070\cdot12=0{,}840\ \text{г}$$

Вычислим количество вещества углекислого газа:$$n(\mathrm{CO_2})=\dfrac{35{,}84\ \mathrm{л}}{22{,}4\ \mathrm{л/моль}}=1{,}6\ \mathrm{моль}$$

Следовательно, количество вещества атомов углерода в навеске равно $1{,}6$ моль. Найдём количество вещества воды и атомов водорода:$$n(\mathrm{H_2O})=\dfrac{39{,}6\ \mathrm{г}}{18\ \mathrm{г/моль}}=2{,}2\ \mathrm{моль};\quad n(\mathrm{H})=2n(\mathrm{H_2O})=4{,}4\ \mathrm{моль}$$

При нагревании нитрат меди(II) разлагается с образованием оксида меди(II), диоксида азота и кислорода:$$2\mathrm{Cu(NO_3)_2} \xrightarrow{t} 2\mathrm{CuO} + 4\mathrm{NO_2} + \mathrm{O_2}$$

Определим общее количество выделившихся газов при н.у.:$$n_{\text{газов}}=\frac{V}{V_{\mathrm{m}}}=\frac{11{,}2\ \mathrm{л}}{22{,}4\ \mathrm{л/моль}}=0{,}5\ \mathrm{моль}$$

Запишем уравнения реакций растворения смеси в соляной кислоте:$$\mathrm{MgO + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2O}$$

Фосфид магния реагирует с кислотой с образованием хлорида магния и фосфина:$$\mathrm{Mg_3P_2 + 6HCl \rightarrow 3MgCl_2 + 2PH_3\uparrow}$$

При нагревании карбонат бария разлагается с образованием оксида бария и углекислого газа:$$\mathrm{BaCO_3 \xrightarrow{t} BaO + CO_2\uparrow}$$

Количество вещества выделившегося газа:$$n(\mathrm{CO_2}) = \dfrac{4{,}48\ \text{л}}{22{,}4\ \text{л/моль}} = 0{,}200\ \text{моль}$$

В 64 г насыщенного раствора содержится 32 г $\mathrm{NaOH}$ и 32 г воды, поскольку растворимость гидроксида натрия равна 100 г на 100 г воды.$$m(\mathrm{NaOH})=\frac{64\cdot100}{100+100}=32\ \mathrm{г}$$

Рассчитаем количество вещества фосфида цинка и гидроксида натрия.$$n(\mathrm{Zn_3P_2})=\frac{25{,}7}{226}=0{,}1137\ \mathrm{моль};\quad n(\mathrm{NaOH})=\frac{32}{40}=0{,}800\ \mathrm{моль}$$

При горении водорода образуется вода, а при горении угарного газа — углекислый газ:$$\mathrm{2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O}$$

Уравнение горения угарного газа:$$\mathrm{2CO + O_2 \rightarrow 2CO_2}$$