Задание №65622 ЕГЭ Химии

Пусть масса раствора нитрата меди (II) в первой колбе равна х г, тогда масса раствора нитрата меди (II), приходящаяся на вторую колбу – 2х г

х + 2х = 2730

х = 910

m_I (р-ра Cu(NO₃)₂) = 910 г, m_II (р-ра Cu(NO₃)₂) = 910 ∙ 2 =1820 г

Запишем уравнение реакции между нитратом серебра и медной проволокой, происходящей в первой колбе:

2AgNO₃ + Cu = Cu(NO₃)₂ +2Ag  (1)

Исходя из постоянства массовой доли растворенного вещества в любой отобранной порции раствора, найдем исходную массу нитрата меди (II) в первой колбе:

m_исх (Cu(NO₃)₂) в I колбе = 0,188  ∙  910 = 171,08 г

Примем количество вступившей в реакцию (1) меди за у моль, тогда и нитрата меди (II) образовалось у моль, серебра — 2у моль.

Рассчитывая массу получившегося раствора после протекания реакции, учтем массу вступившей в реакцию меди и выделившегося серебра:

m_получ (р-ра) в I колбе = 910 + 64у – 2у ∙ 108 = 910 – 152у

Масса нитрата меди (II) в полученном после реакции растворе в первой колбе складывается из исходной массы и массы образовавшегося нитрата меди (II):

m_получ (Cu(NO₃)₂) в I колбе = 171,08 + 188у г

Составим выражение для уже численно известной массовой доли нитрата меди (II) в конечном растворе в первой колбе и найдем у:

(171,08 + 188у) / (910 – 152у) = 0,2

171,08 + 188у = 0,2 ∙ (910 – 152у)

218,4у = 10,92

у = 0,05

Согласно уравнению реакции (1) нитрат серебра вступил в количестве:

 ν (AgNO₃) в I колбе = 2у = 0,1 моль

Тогда рассчитаем исходное количество нитрита серебра во второй колбе:

0,1 / 910 = ν (AgNO₃) во II колбе / 1820

ν (AgNO₃) во II колбе = 0,2 моль

ν_исх (Cu(NO₃)₂) во II колбе = (0,188 ∙ 1820) / 188 = 1,82 моль

Cu(NO₃)₂ + Zn = Cu + Zn(NO₃)₂   (2)

2AgNO₃ + Zn = 2Ag + Zn(NO3)2   (3)

Масса нитрата цинка в конечном растворе во второй колбе:

m_получ (Zn(NO₃)₂) во II колбе = (1,82 + 0,1) ∙ 189 = 362,88 г

m_получ (р-ра) во II колбе = 1820 + 65 ∙ (0,1 + 1,82) – 1,82 ∙ 64 – 0,2 ∙ 108 = 1806, 72 г

ω (Zn(NO₃)₂) во II колбе = 362,88 /   1806, 72 ∙ 100% = 20%