Разбор задач 34 и 35. ЕГЭ-2020

При этом выделилась смесь оксида азота(II) и оксида азота (IV) общим объемом 20,16 л. Соотношение атомов кислорода к атомам азота в этой газовой смеси соответственно равно 5:3. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.

→ Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O

4Fe + 18HNO3 → 4Fe(NO3)3 + 3NO2+ 3NO + 9H2O ???

NO х моль
NO2 у моль

N O
х моль х моль
у моль 2у моль

ν (смеси газов) = 20,16/22,4=0,9 моль
х + у = 0,9

N(O)/N(N)=5/3 так как ν=N/Na =>
ν(O)/ν(N)= 5/3
x+2у/x+y =5/3

+ y = 0,9
5x+5y = 3x+6y

x + y = 0,9
2x = y

Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O

ν (NO) = 0,3 моль
ν (NO2) = 0,6 моль

4Fe + 18HNO3 → 4Fe(NO3)3 + 3NO2+ 3NO + 9H2O ???

ω(Fe(NO3)3) = m(Fe(NO3)3)/mр-ра*100%

m(Fe(NO3)3) = ν(Fe(NO3)3)*M(Fe(NO3)3) = (0,3 + 0,2)*242 = 121 г

mр-ра = m(Fe) + mр-ра(HNO3) – m(NO) – m(NO2) = (0,3 + 0,2)*56 + 500 – 0,3*30 – 0,6*46 = 28 + 500 - 9 -27,6 = 491,4 г

ω(Fe(NO3)3) = 121/491,4*100%=24,6 г

оба вещества прореагировали полностью. В полученном растворе соотношение числа атомов водорода к числу атомов кислорода составляет 9:5. В этот раствор добавили каталитическое количество MnO2, и его масса уменьшилась на 6,4 г. Определите массовую долю кислоты в исходном растворе.

O2↑ (катализатор MnO2)

Какие вещества находятся в растворе после взаимодействия BaO2 с раствором H2SO4?

H2O2 и H2O

H2O2 х моль
H2 O у моль

H O
2х моль 2х моль
2у моль у моль

N(H)/N(O)=9/5 так как ν=N/Na =>
ν(H)/ν(O)= 9/5
2x+2у/2x+y =9/5
10x+10y = 18x + 9y
y=8x

счёт того, что улетучивается кислород.

BaO2 + H2SO4 → BaSO4↓+ H2O2 (холодный раствор!!!)
2H2O2 → 2H2O + O2↑ (катализатор MnO2)

m(O2) = 6,4 г ν(O2) = m(O2)/ M(O2) = 6,4/32 = 0,2 моль.

ν(H2O2) = 0,2*2 = 0,4 моль (по уравнению)

H2O2 х моль y=8x
H2 O у моль

H2O2 0,4 моль
H2 O 0,4*8 =3,2 моль
H2SO4 0,4 моль (по уравнению)

ω(H2SO4) = m(H2SO4)/m(р-ра)*100%

m(H2O) = ν(H2O)*M(H2O) = 3,2*18 = 57,6 г
m(H2SO4) = ν(H2SO4)*M(H2SO4) = 0,4*98 = 39,2 г
m(р-ра) = m(H2O) + m(H2SO4) = 57,6 + 39,2 = 96,8 г.

ω(H2SO4) = 39,2/96,58*100% = 40,5%

которой соотношение атомов серы и железа 4:3, добавили в подкисленный 5% раствор перманганата калия массой 126,4 г. Все вещества, участвовавшие в окислительно-восстановительной реакции, прореагировали полностью. Рассчитайте максимальную массу 20%-го раствора гидроксида натрия, который прореагирует с полученным раствором.

+ 3Na2SO4
MnSO4 + 2NaOH → Mn(OH)2↓ + Na2SO4

m(KMnO4) = mр-ра*ω (KMnO4) = 126,4*0,05 = 6,32 г
ν (KMnO4) = m(KMnO4)/M(KMnO4) = 6,32/158 = 0,04 моль
ν(FeSO4) = 5*ν(KMnO4) = 5*0,04 = 0,2 моль

Пусть в исх. смеси
FeSO4 0,2 моль
Fe2(SO4)3 x моль

Fe S
0,2 моль 0,2 моль
2x моль 3x моль

N(S)/N(Fe)=4/3 так как ν=N/Na =>
ν(S)/ν(Fe)= 4/53
0,2+3x/0,2+2x =4/3
0,8+8x = 0,6 + 9x
x=0,2

+ 0,04*2 = 1,88 моль (по 2 и 3 уравнению)

10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
Fe2(SO4)3 + 6NaOH → 2Fe(OH)3↓ + 3Na2SO4
MnSO4 + 2NaOH → Mn(OH)2↓ + Na2SO4

В исх. смеси
FeSO4 0,2 моль
Fe2(SO4)3 0,2 моль

После окисления KMnO4
Fe2(SO4)3 0,1 моль (по 1 уравнению)
Fe2(SO4)3 0,2 моль (из исх. смеси)

m(NaOH) = 1,88*40 = 75,2 г

m(р-ра) = m(NaOH)*100%/ω(NaOH)

m(р-ра) = 75,2*100%/20% = 376 г

до тех пор, пока масса раствора не уменьшилась на 80 г. К образовавшемуся раствору добавили 13 г цинка. Определите массовую долю воды в полученном растворе и массу газов, выделившихся на аноде.

+ 2H2O → Na2[Zn(OH)4] + H2↑

m(NaCl) = m(р-ра)*ω(NaCl)
m(NaCl) = 292,5*0,2 = 58,5 г
ν(NaCl) 58,5/58,5 = 1 моль

ν(Cl2) = 0,5 моль (по 1 уравнению)
ν(H2) = 0,5 моль (по 1 уравнению)
m(Cl2) = 0,5*71 = 35,5 г
m(H2) =0,5*2 = 1 г
m(Cl2) + m(H2) = 36,5 г

Откуда такое большое уменьшение массы раствора?

Электролизу подвергается вода!

+ 2H2O → Na2[Zn(OH)4] + H2↑

2H2O → 2H2↑ + O2↑

m(H2 + O2) = 80 – 36,5 =43,5 г

Пусть ν(O2) – x моль,
тогда ν(H2) – 2x моль.
2*2х + 32*х = 43,5 г
36*х = 43,5 г х =1,2 моль

На аноде образуются: Cl2 и O2
m(Cl2 +O2) = 0,5*71 + 1,2*32 = 73,9 г

m (H2O) = m(р-ра) – m(NaOH) – m(Na2[Zn(OH)4])

ω(H2O) = m(H2O)/m(р-ра)*100%

m(NaOH) = (1-0,4)*40 = 24 г

ν(NaCl) 58,5/58,5 = 1 моль

m(р-ра) =292,5 + 13 - 80 - 0,2*2 =225,1 г

ω(H2O) = 165,3/225,1*100%=73,43%

ν(Zn) = 13/65 = 0,2 моль
ν(NaOH) = 1 моль (по 1 уравнению)
Zn – в недостатке
ν(H2) = 0,4 моль

m (H2O) = 225,1 - 24 - 35,8 = 165,3 г

m(р-ра) =mр-ра(NaOH)+ m(Zn)- m(газов)- m(H2)

m(Na2[Zn(OH)4]) = 0,2*179=35,8 г

углекислого газа (н.у.) и 0,72 г воды. Известно, что вещество А образуется при гидратации углеводорода Б, который вступает в реакцию с гидроксидом диамминсеребра(I) в молярном соотношении 1:2.
На основании данных условия задачи:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества A;
2) составьте возможную структурную формулу вещества A, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение гидратации углеводорода Б с образованием вещества А (используйте структурные формулы органических веществ).

0,05 моль; ν(С) = ν(CO2) = 0,05 моль
m(С) = 0,05*12 = 0,6 г

ν=N/Na

ν(H2O) = 0,72/18 = 0,04 моль; ν(H) = 2*ν(H2O) = 0,08 моль
m(H) = 0,08*1 = 0,08 г

m(O) = m(в-ва) – m(C) – m(H) = 1 - 0,6 - 0,08 = 0,32 г
ν(O) = 0,32/16 = 0,02 моль

ν(С) : ν(H) : ν(O) = 0,05 : 0,08 : 0,02 = 5 : 8 : 2

1) Молекулярная формула вещества А: С5H8O2

с концевой «≡», так как
1 моль : 2 моль УВ(Б) – алкин с двумя концевыми «≡» связями

УВ(Б) содержит 5 атомов углерода и две концевые «≡» связи:
СH≡C-CH2-C≡CH

3) СH≡C-CH2-C≡CH + 2H2O → CH3-C-CH2-C-CH3 (ot, H2SO4, HgSO4)
II II
O O
по правилу Марковникова, затем кето-енольная таутомерия

2) Структурная формула вещества А:CH3-C-CH2-C-CH3
II II
O O

Гидроксид диамминсеребра - [Ag(NH3)2]OH !!!

9,15% азота. В составе органического вещества есть только один атом углерода в sp3-гибридизации. При нагревании исходное вещество реагирует с гидроксидом кальция с образованием органической соли и газа, содержащего один атом углерода.
На основании данных условия задачи:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества;
2) составьте возможную структурную формулу исходного вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции исходного органического вещества с гидроксидом кальция (используйте структурные формулы органических веществ).

62,75/12 = 5,23 моль
m(H) = 7,19 г; ν(H) = 7,19/1 = 7,19 моль
m(O) = 20,91 г; ν(H) = 20,91/16 = 1,31 моль
m(N) = 9,15 г; ν(N) = 9,15/14 = 0,65 моль

ν(С) : ν(H) : ν(O) : ν(N) = 5,23 : 7,19 : 1,31 : 0,65 = 8 : 11 : 2 : 1

1) Молекулярная формула вещества: С8H11O2N

???

кальция:

Алкиламмониевая соль карбоновой кислоты:
бензоат метиламмония

10,85% азота и 24,80% серы по массе. Известно, что вещество А образуется при восстановлении вещества Б цинком в присутствии серной кислоты.
На основании данных условия задачи:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества A;
2) составьте возможную структурную формулу вещества A, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции, протекающей при восстановлении вещества Б цинком в присутствии серной кислоты (используйте структурные формулы органических веществ).

9,3/12 = 0,775 моль
m(H) = 5,43 г; ν(H) = 5,43/1 = 5,430 моль
m(O) = 49,62 г; ν(H) = 49,62/16 = 3,101 моль
m(N) = 10,85 г; ν(N) = 10,85/14 = 0,775 моль
m(S) = 24,80 г; ν(S) = 24,80/32 = 0,775 моль

ν(С) : ν(H) : ν(O) : ν(N) : ν (S) = 0,775 : 5,430 : 3,101 : 0,775 : 0,775 =
1 : 7 : 4 : 1 : 1

1) Молекулярная формула вещества А: СH7O4NS

???

цинком в присутствии серной кислоты:

гидросульфат метиламмония

Б + Zn + H2SO4 → А

CH3 – NO2 + 3Zn + 4H2SO4 → [CH3 – NH3]HSO4 + 3ZnSO4 + 2H2O

1) Молекулярная формула вещества А: СH7O4NS

л углекислого газа (н.у.), 1,44 г воды и 448 мл азота (н.у.). Известно, что вещество А подвергается гидролизу. Если провести гидролиз в присутствии соляной кислоты, то в качестве единственного продукта образуется соль, содержащая хлорид-ион.
На основании данных условия задачи:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества;
2) составьте возможную структурную формулу исходного вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции гидролиза вещества А в присутствии соляной кислоты (используйте структурные формулы органических веществ).

1,792/22,4 = 0,08 моль; ν(С) = ν(CO2) = 0,08 моль
m(С) = 0,08*12 = 0,96 г

ν=N/Na

ν(H2O) = 1,44/18 = 0,08 моль; ν(H) = 2*ν(H2O) = 0,16 моль
m(H) = 0,16*1 = 0,16 г

m(O) = m(в-ва) – m(C) – m(H) – m(N) = 2,64 - 0,96 - 0,16 – 0,56 = 0,96 г
ν(O) = 0,96/16 = 0,06 моль

ν(С) : ν(H) : ν(O) : ν(N) = 0,08 : 0,16 : 0,06 : 0,04 = 2 : 4 : 1 : 1,5 = 4 : 8 : 3 : 2

1) Молекулярная формула вещества А: С4H8O3N2

ν(N2) = 0,448/22,4 = 0,02 моль; ν(N) = 2*ν(N2) = 0,04 моль
m(N) = 0,04*14 = 0,56 г

???