Химия ЕГЭ — ФИПИ тапсырмаларының жауаптарымен шешімдері

Запишем суммарное уравнение электролиза раствора хлорида меди(II) на инертных электродах. Масса раствора уменьшается за счёт выделения меди и хлора.$$\mathrm{CuCl_2 \xrightarrow{электролиз} Cu + Cl_2}$$

Найдём количество вещества хлорида меди(II), разложившегося при электролизе. Молярная масса продуктов, удалившихся из раствора в расчёте на 1 моль $\mathrm{CuCl_2}$, равна $64+71=135\ \mathrm{г/моль}$.$$n(\mathrm{CuCl_2})=\frac{27\ \mathrm{г}}{135\ \mathrm{г/моль}}=0{,}2\ \mathrm{моль}$$

Запишем уравнения реакций, происходящих в условии:$$\mathrm{Mg + CuSO_4 \rightarrow MgSO_4 + Cu}$$

После добавления соляной кислоты оставшийся магний реагирует с хлороводородом:$$\mathrm{Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2\uparrow}$$

Олеум состоит из $\mathrm{H_2SO_4}$ и $\mathrm{SO_3}$. При растворении в воде оксид серы(VI) превращается в серную кислоту:$$\mathrm{SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4}$$

В обоих компонентах олеума один атом серы соответствует одной молекуле серной кислоты после растворения. Поэтому количество вещества образовавшейся серной кислоты можно выразить через массу навески $m$:$$n(\mathrm{H_2SO_4}) = \frac{m \cdot 0{,}3721}{32\ \mathrm{г/моль}}$$

При нагревании карбоната магния протекает реакция:$$\mathrm{MgCO_3 \xrightarrow{t} MgO + CO_2}$$

Количество вещества выделившегося углекислого газа:$$n(\mathrm{CO_2}) = \dfrac{V(\mathrm{CO_2})}{V_m} = \dfrac{5{,}6\ \text{л}}{22{,}4\ \text{л/моль}} = 0{,}25\ \text{моль}$$

Масса нитрата меди(II) в исходном растворе:$$m(\mathrm{Cu(NO_3)_2})=282\cdot0{,}40=112{,}8\ \text{г}$$

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

Медь реагирует с концентрированной серной кислотой с выделением диоксида серы:$$\mathrm{Cu + 2H_2SO_4(conc.) \rightarrow CuSO_4 + SO_2\uparrow + 2H_2O}$$

Оксид меди(II) реагирует с серной кислотой без выделения газа:$$\mathrm{CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O}$$

Масса медного купороса в исходном растворе равна:$$m(\mathrm{CuSO_4 \cdot 5H_2O}) = 100 \cdot 0{,}20 = 20\ \text{г}$$

Вычислим количество вещества медного купороса:$$M(\mathrm{CuSO_4 \cdot 5H_2O}) = 250\ \text{г/моль};\quad n(\mathrm{CuSO_4 \cdot 5H_2O}) = \frac{20}{250} = 0{,}08\ \text{моль}$$

Пусть масса аммиака в исходном растворе равна $m(\mathrm{NH_3})=x$ г. Тогда масса воды равна $(125-x)$ г. В молекуле $\mathrm{NH_3}$ и в молекуле $\mathrm{H_2O}$ содержится по 10 протонов. Массовая доля протонов в аммиаке равна…$$x\cdot\frac{10}{17}+(125-x)\cdot\frac{10}{18}=0{,}56\cdot125$$

Решаем уравнение для массы аммиака:$$x\cdot\frac{10}{17}+(125-x)\cdot\frac{10}{18}=70;\quad x=17\ \text{г}$$

Масса хлорида бария в исходном растворе:$$m(\mathrm{BaCl_2})=624\cdot 0{,}10=62{,}4\ \text{г}$$

Количество вещества хлорида бария:$$n(\mathrm{BaCl_2})=\frac{62{,}4}{208}=0{,}30\ \text{моль}$$

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

Найдём массу и количество вещества исходного хлорида меди(II):$$m(\mathrm{CuCl_2})=360\cdot0{,}15=54\ \mathrm{г};\quad n_0(\mathrm{CuCl_2})=\frac{54}{134{,}5}=0{,}4015\ \mathrm{моль}$$

Запишем уравнения реакций разложения нитратов при нагревании:$$\mathrm{Mg(NO_3)_2 \xrightarrow{t} MgO+2NO_2+\frac{1}{2}O_2}$$

Для нитрата серебра уравнение имеет вид:$$\mathrm{2AgNO_3 \xrightarrow{t} 2Ag+2NO_2+O_2}$$

Обозначим количество вещества нитрата натрия через $x$, а количество вещества нитрата серебра — через $y$.$$85x+170y=42{,}5$$

В одном моле $\mathrm{NaNO_3}$ содержится 42 моль протонов, а в одном моле $\mathrm{AgNO_3}$ — 78 моль протонов. Масса протонов в смеси составляет $0{,}48\cdot42{,}5=20{,}4\ \mathrm{г}$ в условных молярных единицах.$$42x+78y=20{,}4$$

В первой колбе медь реагирует с концентрированной азотной кислотой с образованием бурого газа $\mathrm{NO_2}$:$$\mathrm{Cu + 4HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O}$$

Во второй колбе образуется бесцветный газ $\mathrm{NO}$:$$\mathrm{3Cu + 8HNO_3 \rightarrow 3Cu(NO_3)_2 + 2NO\uparrow + 4H_2O}$$

Запишем уравнения реакций кальция и карбоната кальция с соляной кислотой, а также поглощения углекислого газа раствором гидроксида натрия.$$\mathrm{Ca + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2}$$

Уравнение реакции карбоната кальция с кислотой:$$\mathrm{CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + CO_2 + H_2O}$$

Запишем уравнения реакций меди и оксида меди(I) с концентрированной азотной кислотой:$$\mathrm{Cu + 4HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O}$$

Для оксида меди(I) уравнение реакции имеет вид:$$\mathrm{Cu_2O + 6HNO_3 \rightarrow 2Cu(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 3H_2O}$$

Молярная масса кристаллогидрата равна $287\ \text{г/моль}$. Найдём количество вещества цинкового купороса:$$n(\mathrm{ZnSO_4 \cdot 7H_2O})=\frac{114{,}8\ \text{г}}{287\ \text{г/моль}}=0{,}4\ \text{моль}$$

При растворении кристаллогидрата образуется $0{,}4$ моль сульфата цинка. Количество вещества магния:$$n(\mathrm{Mg})=\frac{12\ \text{г}}{24\ \text{г/моль}}=0{,}5\ \text{моль}$$

Запишем уравнение разложения хлората калия при нагревании.$$2\mathrm{KClO_3}\xrightarrow{\Delta,\ кат.}2\mathrm{KCl}+3\mathrm{O_2}\uparrow$$

Найдём количество вещества кислорода при нормальных условиях.$$n(\mathrm{O_2})=\frac{V(\mathrm{O_2})}{V_m}=\frac{6{,}72\ \text{л}}{22{,}4\ \text{л/моль}}=0{,}300\ \text{моль}$$

Масса воды равна 160 мл, то есть примерно 160 г. По условию растворимость $\mathrm{CaCl_2}$ составляет 55,5 г на 100 г воды.$$m(\mathrm{CaCl_2})=\frac{55{,}5\cdot160}{100}=88{,}8\ \mathrm{г}$$

Общее количество вещества хлорида кальция в насыщенном растворе:$$n(\mathrm{CaCl_2})=\frac{88{,}8}{111}=0{,}8\ \mathrm{моль}$$

Пероксид бария и серная кислота реагируют с образованием сульфата бария и пероксида водорода:$$\mathrm{BaO_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + H_2O_2}$$

При добавлении оксида марганца(IV) пероксид водорода разлагается. Уменьшение массы раствора связано с выделением кислорода:$$\mathrm{2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2\uparrow}$$

При нагревании нитрат цинка разлагается с образованием диоксида азота и кислорода:$$2\mathrm{Zn(NO_3)_2} \rightarrow 2\mathrm{ZnO}+4\mathrm{NO_2}+\mathrm{O_2}$$

Количество выделившейся газовой смеси при н.у. равно:$$n_{\text{газов}}=\dfrac{5{,}6\ \text{л}}{22{,}4\ \text{л/моль}}=0{,}25\ \text{моль}$$