Задание №86427 ЕГЭ Химии

Уравнения реакций:

1) Zn₃P₂ + 6HCl → 3ZnCl₂ + 2PH₃

2) Mg₃N₂ + 8HCl → 3MgCl₂ + 2NH₄Cl 

 

N_А = 6,02 ⋅ 10²³

N_{электронов} = 32 N_А

n_{электронов} = N_{электронов} / N_A = 32 N_A / N_A = 32 моль

Найдем число моль фосфида цинка и нитрида магния в смеси. Для этого составим и решим систему уравнений:

Пусть n (Zn₃P₂ ) = x моль, тогда n(_{электронов} в Zn₃P₂ ) = 120x моль;

Пусть n (Mg₃N₂ ) = y моль, тогда n(_{электронов} в Mg₃N₂ ) = 50y моль

n(_{электронов} в Zn₃P₂ ) + n(_{электронов} в Mg₃N₂ ) = 32 моль

120x + 50y = 32

m ( Zn₃P₂ ) + m (Mg₃N₂ ) = 65,7

257x + 100y = 65,7

Получаем систему уравнений:

120x + 50y = 32

257x + 100y = 65,7

x = 0,1;

n (Zn₃P₂ ) = 0,1 моль

y = 0,4;

n (Mg₃N₂ ) = 0,4 моль

Найдем массу и число моль соляной кислоты в растворе:

m (HCl) = ⍵ (HCl) ⋅ m(_р-ра HCl) = 0,25 ⋅ 876 = 219 г

n (HCl) = m (HCl) / M (HCl) = 219 : 36,5 = 6 моль

По условию необходимо найти массовую долю кислоты, значит, соляная кислота взята в избытке.

Найдем оставшееся число моль соляной кислоты:

n₁ (HCl) = 6n (Zn₃P₂ ) = 6 ⋅ 0,1 = 0,6 моль

n₂ (HCl) = 8n (Mg₃N₂) = 8 ⋅ 0,4 = 3,2 моль

n_ост. (HCl) = n (HCl) – n₁ (HCl) – n₂ (HCl) = 6 – 0,6 – 3,2 = 2,2 моль

Найдем оставшуюся массу соляной кислоты:

m_ост. (HCl) = n_ост. (HCl) ⋅ M( HCl) = 2,2 ⋅ 36,5 = 80,3 г

Найдем число моль и массу выделившегося фосфина:

n (PH₃ ) = 2n (Zn₃P₂ ) = 2 ⋅ 0,1 = 0,2 моль

m (PH₃ ) = n (PH₃ ) ⋅ M (PH₃ ) = 0,2 ⋅ 34 = 6,8 г

Найдем массу конечного раствора:

m_{конечн. р-ра} = m_смеси + m_р-ра (HCl) – m (PH₃ ) = 65,7 + 876 – 6,8 = 934,9 г

Найдем массовую долю соляной кислоты в конечном растворе:

⍵_{в конечн. р-ре} (HCl) = m_ост. (HCl) / m_{конечн. р-ра} = 80,3 / 934,9 = 0,0859 → 8,6%