РУҚА
34

Решение: Массовая доля соли при взаимодействии раствора

ЕГЭ · Химия · Задание 34 · Химические расчёты
ВысокаяФИПИB68C83Развёрнутое решение≈ 15 минутРазбор в 11 шагов
Условие

Растворимость безводного карбоната аммония при некоторой температуре составляет 96 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили насыщенный раствор, добавив необходимое количество карбоната аммония к 250 мл воды. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток твёрдого гидроксида натрия и нагрели. К раствору во второй колбе добавили 250 г соляной кислоты, также взятой в избытке. При этом объём газа, выделившийся из второй колбы, оказался в 3 раза меньше объёма газа, выделившегося из первой колбы. Объёмы газов измерены при одинаковых условиях. Определите массовую долю соли в конечном растворе во второй колбе.

Запишите уравнения реакций, указанных в условии, и приведите все необходимые вычисления с единицами измерения искомых физических величин.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

11 шагов
1

Так как плотность воды принимаем равной $1\ \text{г/мл}$, масса воды равна:

$$m(\mathrm{H_2O})=250\ \text{мл}\cdot 1\ \text{г/мл}=250\ \text{г}$$
2

В насыщенный раствор добавили карбонат аммония массой:

$$m(\mathrm{(NH_4)_2CO_3})=\frac{96\ \text{г}}{100\ \text{г}}\cdot250\ \text{г}=240\ \text{г}$$
3

Количество вещества карбоната аммония в приготовленном растворе:

$$n(\mathrm{(NH_4)_2CO_3})=\frac{240\ \text{г}}{96\ \text{г/моль}}=2{,}5\ \text{моль}$$
4

Уравнение реакции в первой колбе:

$$\mathrm{(NH_4)_2CO_3+2NaOH\rightarrow 2NH_3\uparrow+Na_2CO_3+2H_2O}$$
5

Уравнение реакции во второй колбе:

$$\mathrm{(NH_4)_2CO_3+2HCl\rightarrow 2NH_4Cl+CO_2\uparrow+H_2O}$$
6

Пусть в первой колбе содержалось $x$ моль карбоната аммония, а во второй — $y$ моль. В первой колбе образуется $2x$ моль аммиака, во второй — $y$ моль углекислого газа. По условию объём углекислого газа в 3 раза меньше объёма аммиака:

$$\frac{y}{2x}=\frac{1}{3},\quad y=\frac{2x}{3}$$
7

Общее количество карбоната аммония равно $2{,}5$ моль:

$$x+y=2{,}5;\quad x+\frac{2x}{3}=2{,}5;\quad x=1{,}5\ \text{моль},\quad y=1{,}0\ \text{моль}$$
8

Во второй колбе содержалось $1{,}0$ моль карбоната аммония. По уравнению реакции образуется вдвое больше хлорида аммония:

$$n(\mathrm{NH_4Cl})=2\cdot1{,}0=2{,}0\ \text{моль}$$
9

Масса хлорида аммония в конечном растворе:

$$m(\mathrm{NH_4Cl})=2{,}0\ \text{моль}\cdot53{,}5\ \text{г/моль}=107\ \text{г}$$
10

Масса раствора из второй колбы до добавления соляной кислоты состоит из $96\ \text{г}$ карбоната аммония и соответствующего количества воды. Поскольку в насыщенном растворе на $96\ \text{г}$ соли приходится $100\ \text{г}$ воды, масса этой части раствора равна $196\ \text{г}$. Масса конечного раствора:

$$m_{\text{р-ра}}=196\ \text{г}+250\ \text{г}-44\ \text{г}=402\ \text{г}$$

Из раствора удаляется $1{,}0$ моль углекислого газа массой $44\ \text{г}$. Массовая доля хлорида аммония:

$$\omega(\mathrm{NH_4Cl})=\frac{107\ \text{г}}{402\ \text{г}}\cdot100\%=26{,}6\%$$
Ответ

Массовая доля хлорида аммония в конечном растворе во второй колбе составляет $26{,}6\%$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Считать, что раствор поровну разделили между колбами; это не следует из условия.

Не учитывать, что из первой колбы выделяется 2 моль аммиака на 1 моль карбоната аммония.

Не вычитать массу выделившегося углекислого газа из массы конечного раствора.

Использовать массу всей исходной насыщенной смеси вместо массы раствора во второй колбе.

Закрепить приёмВ теме «Химические расчёты» ещё 309 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 34 ЕГЭ, химия

Разбор этой задачи разложен на 11 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Химические расчёты»: в ней 310 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.