Question

Смесь бромида кальция и хлорида меди(II) растворили в воде. Полученный раствор разлили по трём колбам. К 200 г раствора в первой колбе добавили 785 г 30%-ного раствора нитрата серебра. При этом массовая доля нитрата серебра в растворе уменьшилась вдвое. К 340 г раствора во второй колбе добавили избыток раствора иодида калия, в результате чего в осадок выпало 64,94 г соли. Вычислите массовую долю каждой из солей в третьей колбе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

Accepted Answer

Answer

Идея решения: найти количество вещества каждой соли через реакции осаждения, затем использовать постоянство массовых долей в исходном растворе.

**Уравнения реакций:**

$$\ce{CaBr2 + 2AgNO3 -> 2AgBr v + Ca(NO3)2}$$

$$\ce{CuCl2 + 2AgNO3 -> 2AgCl v + Cu(NO3)2}$$

$$\ce{2CuCl2 + 4KI -> 2CuI v + I2 + 4KCl}$$

**Расчёты:**

1) Из реакции с иодидом калия во второй колбе определим количество $\ce{CuCl2}$:

$$n(\ce{CuI}) = \frac{m(\ce{CuI})}{M(\ce{CuI})} = \frac{64{,}94}{191} = 0{,}34 	ext{ моль}$$

По стехиометрии: $n(\ce{CuCl2}) = n(\ce{CuI}) = 0{,}34$ моль

$$m(\ce{CuCl2}) = 0{,}34 \cdot 135 = 45{,}9 	ext{ г}$$

2) Массовая доля $\ce{CuCl2}$ во второй колбе (и, следовательно, в исходном растворе):

$$\omega(\ce{CuCl2}) = \frac{45{,}9}{340} = 0{,}135 = 13{,}5\%$$

3) Масса $\ce{CuCl2}$ в первой колбе:

$$m(\ce{CuCl2}) = 0{,}135 \cdot 200 = 27 	ext{ г}$$

$$n(\ce{CuCl2}) = \frac{27}{135} = 0{,}2 	ext{ моль}$$

4) Количество $\ce{AgNO3}$, вступившего в реакцию с $\ce{CuCl2}$:

$$n(\ce{AgNO3})_{	ext{на } \ce{CuCl2}} = 2 \cdot 0{,}2 = 0{,}4 	ext{ моль}$$

$$m(\ce{AgNO3})_{	ext{на } \ce{CuCl2}} = 0{,}4 \cdot 170 = 68 	ext{ г}$$

5) Масса выпавшего $\ce{AgCl}$:

$$n(\ce{AgCl}) = 2 \cdot 0{,}2 = 0{,}4 	ext{ моль}$$

$$m(\ce{AgCl}) = 0{,}4 \cdot 143{,}5 = 57{,}4 	ext{ г}$$

6) Общая масса добавленного $\ce{AgNO3}$:

$$m(\ce{AgNO3}) = 785 \cdot 0{,}3 = 235{,}5 	ext{ г}$$

7) Для определения $\ce{CaBr2}$ обозначим $n(\ce{CaBr2}) = x$ моль. Тогда:

$$n(\ce{AgNO3})_{	ext{на } \ce{CaBr2}} = 2x 	ext{ моль}$$

$$m(\ce{AgNO3})_{	ext{на } \ce{CaBr2}} = 340x 	ext{ г}$$

$$m(\ce{AgBr}) = 2x \cdot 188 = 376x 	ext{ г}$$

8) Масса конечного раствора:

$$m_{	ext{конечн}} = 200 + 785 - 57{,}4 - 376x = 927{,}6 - 376x 	ext{ г}$$

9) По условию массовая доля $\ce{AgNO3}$ уменьшилась вдвое:

$$\omega_{	ext{ост}}(\ce{AgNO3}) = \frac{0{,}3}{2} = 0{,}15$$

Оставшееся количество $\ce{AgNO3}$:

$$m(\ce{AgNO3})_{	ext{ост}} = 235{,}5 - 68 - 340x = 167{,}5 - 340x 	ext{ г}$$

$$0{,}15 = \frac{167{,}5 - 340x}{927{,}6 - 376x}$$

$$0{,}15(927{,}6 - 376x) = 167{,}5 - 340x$$

$$139{,}14 - 56{,}4x = 167{,}5 - 340x$$

$$283{,}6x = 28{,}36$$

$$x = 0{,}1 	ext{ моль}$$

10) Масса $\ce{CaBr2}$ в первой колбе:

$$m(\ce{CaBr2}) = 0{,}1 \cdot 200 = 20 	ext{ г}$$

11) Массовая доля $\ce{CaBr2}$ в исходном растворе:

$$\omega(\ce{CaBr2}) = \frac{20}{200} = 0{,}1 = 10\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии