Химия ЕГЭ — решения заданий ФИПИ с ответами

В исходном растворе содержится:$$m(\mathrm{Fe(NO_3)_2})=400\cdot0{,}36=144\ \text{г};\quad n(\mathrm{Fe(NO_3)_2})=\frac{144}{180}=0{,}8\ \text{моль}$$

На катоде железо(II) восстанавливается до железа, а вода восстанавливается до водорода. На аноде вода окисляется до кислорода:$$\mathrm{Fe^{2+}+2e^-\rightarrow Fe};\quad \mathrm{2H_2O+2e^- ightarrow H_2+2OH^-};\quad \mathrm{2H_2O-4e^- ightarrow O_2+4H^+}$$

При прокаливании разлагается карбонат магния, а карбонат натрия не разлагается. Запишем уравнение реакции:$$\mathrm{MgCO_3 \xrightarrow{t} MgO + CO_2}$$

Найдём количество вещества выделившегося углекислого газа при н.у.:$$n(\mathrm{CO_2}) = \frac{V(\mathrm{CO_2})}{V_m} = \frac{4{,}48\ \text{л}}{22{,}4\ \text{л/моль}} = 0{,}20\ \text{моль}$$

Запишем уравнения реакций, происходящих при растворении олеума и добавлении раствора хлорида бария.$$\mathrm{SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4};\quad \mathrm{H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl}$$

Рассчитаем массу серы в олеуме и её количество вещества.$$m(\mathrm{S})=6{,}76\cdot0{,}3787=2{,}56\ \mathrm{г};\quad n(\mathrm{S})=\frac{2{,}56}{32}=0{,}080\ \mathrm{моль}$$

Масса хлорида меди(II) в исходном растворе:$$m(\mathrm{CuCl_2})=270\cdot 0{,}20=54\ \mathrm{г}$$

Количество вещества хлорида меди(II):$$n(\mathrm{CuCl_2})=\frac{54}{135}=0{,}40\ \mathrm{моль}$$

Запишем уравнения реакций цинка и карбоната цинка с серной кислотой:$$\mathrm{Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2\uparrow}$$

Вторая реакция протекает с выделением углекислого газа:$$\mathrm{ZnCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + CO_2\uparrow + H_2O}$$

Уравнение реакции карбоната натрия с нитратом кальция:$$\mathrm{Na_2CO_3 + Ca(NO_3)_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2NaNO_3}$$

Количество вещества образовавшегося осадка:$$n(\mathrm{CaCO_3})=\frac{m(\mathrm{CaCO_3})}{M(\mathrm{CaCO_3})}=\frac{50\ \mathrm{г}}{100\ \mathrm{г/моль}}=0{,}5\ \mathrm{моль}$$

Запишем уравнения реакций, протекающих при добавлении серной кислоты и соляной кислоты:$$\mathrm{BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl}$$

При взаимодействии гидроксида бария с соляной кислотой образуются хлорид бария и вода:$$\mathrm{Ba(OH)_2 + 2HCl \rightarrow BaCl_2 + 2H_2O}$$

Пусть в исходной смеси содержится $x$ моль оксида фосфора(V) и $y$ моль оксида калия. Число атомов кислорода пропорционально величине $5x+y$, а число атомов фосфора — величине $2x$.$$\frac{5x+y}{2x}=\frac{14{,}5}{4}$$

Из соотношения находим количество оксида калия:$$5x+y=7{,}25x;\quad y=2{,}25x$$

Уравнение диспропорционирования хлората калия:$$4\mathrm{KClO_3}\rightarrow3\mathrm{KClO_4}+\mathrm{KCl}$$

Уравнение разложения хлората калия с выделением кислорода:$$2\mathrm{KClO_3}\rightarrow2\mathrm{KCl}+3\mathrm{O_2}$$

В кислой среде ионы перманганата окисляют ионы железа(II) до ионов железа(III). Уравнение реакции:$$\mathrm{MnO_4^- + 5Fe^{2+} + 8H^+ \rightarrow Mn^{2+} + 5Fe^{3+} + 4H_2O}$$

Рассчитаем количество вещества перманганата калия в первой порции:$$n(\mathrm{KMnO_4}) = cV = 0{,}01\,\mathrm{mol/L} \cdot 0{,}040\,\mathrm{L} = 0{,}0004\,\mathrm{mol}$$

При электролизе водного раствора хлорида натрия на инертных электродах протекает реакция:$$2\mathrm{NaCl}+2\mathrm{H_2O}\rightarrow 2\mathrm{NaOH}+\mathrm{H_2}\uparrow+\mathrm{Cl_2}\uparrow$$

Масса исходного хлорида натрия в растворе:$$m(\mathrm{NaCl})=390\cdot 0{,}15=58{,}5\ \mathrm{г}$$

Запишем уравнения реакций, протекающих в первой части смеси и во второй части смеси.$$\mathrm{CuO+H_2SO_4\rightarrow CuSO_4+H_2O}$$

Медь с разбавленной серной кислотой не реагирует. С разбавленной азотной кислотой медь реагирует с выделением оксида азота(II), а оксид меди(II) нейтрализуется кислотой.$$\mathrm{3Cu+8HNO_3\rightarrow3Cu(NO_3)_2+2NO\uparrow+4H_2O};\quad \mathrm{CuO+2HNO_3\rightarrow Cu(NO_3)_2+H_2O}$$

Масса нитрата меди(II) в исходном растворе:$$m(\mathrm{Cu(NO_3)_2})=376\cdot0{,}30=112{,}8\ \text{г}$$

Количество вещества нитрата меди(II):$$M(\mathrm{Cu(NO_3)_2})=188\ \text{г/моль},\quad n(\mathrm{Cu(NO_3)_2})=\frac{112{,}8}{188}=0{,}6\ \text{моль}$$

Найдём количество вещества кислорода, выделившегося на аноде:$$n(\mathrm{O_2}) = \dfrac{V(\mathrm{O_2})}{V_m} = \dfrac{1{,}12\ \mathrm{л}}{22{,}4\ \mathrm{л/моль}} = 0{,}05\ \mathrm{моль}$$

На катоде осаждается серебро, а на аноде окисляется вода. Суммарно на образование $1$ моль кислорода расходуется $4$ моль электронов, поэтому прореагировало $0{,}20$ моль ионов серебра и нитрата серебра:

Запишем уравнения реакций, протекающих в первой колбе:$$\mathrm{KBr + AgNO_3 \rightarrow AgBr\downarrow + KNO_3}$$

Для иодида калия протекает реакция:$$\mathrm{KI + AgNO_3 \rightarrow AgI\downarrow + KNO_3}$$

Запишем уравнение восстановления оксида цинка угарным газом:$$\mathrm{ZnO + CO \rightarrow Zn + CO_2}$$

Вычислим количество вещества оксида цинка:$$n(\mathrm{ZnO}) = \frac{m(\mathrm{ZnO})}{M(\mathrm{ZnO})} = \frac{16{,}2\ \mathrm{г}}{81\ \mathrm{г/моль}} = 0{,}20\ \mathrm{моль}$$

Пусть состав олеума соответствует формуле $\mathrm{H_2SO_4}\cdot n\mathrm{SO_3}$. Его молярная масса равна $98+80n$ г/моль, а масса кислорода в одной формульной единице — $64+48n$ г.$$\frac{64+48n}{98+80n}=0{,}6154$$

Решаем уравнение для определения состава олеума.$$64+48n=0{,}6154(98+80n),\quad n=3$$

Запишем уравнение электролиза раствора хлорида меди(II) на инертных электродах:$$\mathrm{CuCl_2 \rightarrow Cu + Cl_2}$$

Найдём массу и количество вещества хлорида меди(II) в исходном растворе:$$m(\mathrm{CuCl_2})=360\cdot0{,}1875=67{,}5\ \text{г};\quad n(\mathrm{CuCl_2})=\frac{67{,}5}{135}=0{,}5\ \text{моль}$$

Запишем уравнение образования сульфида алюминия:$$2\mathrm{Al}+3\mathrm{S}\rightarrow\mathrm{Al_2S_3}$$

Вычислим количества веществ алюминия и серы:

При нагревании нитрат серебра разлагается с образованием серебра, оксида азота(IV) и кислорода:$$2\mathrm{AgNO_3} \rightarrow 2\mathrm{Ag} + 2\mathrm{NO_2} + \mathrm{O_2}$$

Найдём общее количество вещества газов:$$n_{\text{газов}} = \dfrac{6{,}72\ \text{л}}{22{,}4\ \text{л/моль}} = 0{,}300\ \text{моль}$$