Одна из задач ЕГЭ-20

[M_GM]

На фонтанке.ру опубликовано условие одной из задач 34  (ЕГЭ-20):

 

34. Смесь цинка и карбоната цинка, в которой соотношение числа атомов цинка к числу атомов кислорода равно 5:6, растворили в 500 г разбавленного раствора серной кислоты. При этом все исходные вещества прореагировали полностью, и выделилось 22,4 л смеси газов. К этому раствору добавили 500 г 40%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю сульфата натрия в конечном растворе.

 

Столько копий об нее сломано... Хотя это не самая сложная из задач 34 этого года.

 

Ниже приводится фрагментарные наброски решения.

 

Соотношение атомов Zn:O = 5:6,
Из 6 атомов О можно построить два карбонат иона CO3(2-),
Соотношение частиц Zn:CO3(2-) = 5:2 или веществ Zn(мет) : ZnCO3 = 3:2

 

При растворении в серной кислоте этом “все исходные вещества прореагировали полностью" – никакого избытка серной кислоты нет. Выделилось смеси газов 1 моль, значит исходных соединений цинка было 1 моль,
следовательно Zn(мет) -0,6 моль : ZnCO3) -0,4 моль.  
Cогласно уравнениям реакций получено 1 моль ZnSO4, 0,6 моль H2 и 0,4 моль CO2

 

Для образования цинката из 1моль ZnSO4 надо 4  моль NaOH.
 В 500г 40% раствора 5 моль NaOH – избыток, реакция пройдет полностью, весь цинк будет в растворе. Сульфата натрия в растворе получится 1 моль

 

Массы веществ Zn(мет) - 39,24 г,   ZnCO3) -50,16 г, смесь 89,4 г

0,6 моль H2 и 0,4 моль CO2:  1,2 г и 17,6 г, смесь 18,8 г

Сульфата натрия 142 г

Раствор 500+500+89,4-18,8 = 1070,6 г

Массовая доля 142/1070,6 = 13,3%

Изменено 23 Июля, 2020 в 14:31 пользователем M_GM

[Максим0]

 

Косяки задачи:

0) При стандартных условиях давление паров воды 1/43 атм... но это ещё не самый большой косяк -

1) Не указанно какие условия измерения объёма газов - стандартные или нормальные... цена вопроса - 20К.

2) Потом при растворении цинка в серной кислоте идёт побочная реакция Zn+2H₂SO₄->ZnSO₄+2H₂O+SO₂, именно из-за которой водород даже от чистого цинка и кислоты пахнет серой. Для 20% серной эффект невелик, но всё же в общем случае его надо учитывать.

3) Далее у водорода среди всех газов самое большое положительное отклонение от молярного объёма идеального газа.

4) При столь большом избытке натрия 13,3% сульфата натрия в растворе не удержится - часть его вывалится в осадок в виде декагидрата.

Думаю вы уже догадались что реально выйдет значительно менее 13,3% и поскольку раствор концентрированный, то без опоры на справочные данные из первых принципов даже первый знак этой величины рассчитать невозможно. Поэтому ставлю диагноз:

У составителя задачи наступила острая стадия ЕГЭ головного мозга, в связи с чем ему настоятельно рекомендуется срочная госпитализация с интенсивным курсом двухтомника Некрасова и нормальный, не ЕГЭшный экзамен по теме "произведение растворимости".

К сожалению косяки в тестах ЕГЭ потеряли уникальность и приобрели регулярность, в связи с чем надо поднимать волну в СМИ по этому вопросу - нынче доля косячных заданий в ЕГЭ по химии достигла 2% и большая часть ответивших полностью верно на все задания не получит высший бал, для высшего бала надо иметь инсайд - в каком именно задании какую конкретно сделать ошибку.

Изменено 23 Июля, 2020 в 23:59 пользователем Максим0

[M_GM]

Косяки комментария:

0) При стандартных условиях давление паров воды 1/43 атм... но это ещё не самый большой косяк -

Чушь - никакого реального эффекта для решения задачи не имеет. 

1) Не указанно какие условия измерения объёма газов - стандартные или нормальные...

Реально недостаток, впрочем не уверен, что это перекопированное несколько раз условие полностью совпадает с той версией, что было напечатано в бланке задания

2) Потом при растворении цинка в серной кислоте идёт побочная реакция Zn+2H₂SO₄->ZnSO₄+2H₂O+SO₂, именно из-за которой водород даже от чистого цинка и кислоты пахнет серой. Для 20% серной эффект невелик, но всё же в общем случае его надо учитывать.

Чушь - никакого реального эффекта для решения задачи не имеет

3) Далее у водорода среди всех газов самое большое положительное отклонение от молярного объёма идеального газа.

Чушь - хотя отклонения молярных объемов имеют место быть, но в решениях школьных задач они не учитываются

4) При столь большом избытке натрия 13,3% сульфата натрия в растворе не удержится - часть его вывалится в осадок в виде декагидрата.

Чушь - растворимость сульфата натрия при 20^оС 19,2 г/100г - 16,1%, влияние одноименных ионов на растворимость хорошо растворимых сильных электролитов слишком мала, и понятие "произведение растворимости" к ним не имеет никакого отношения.

 

Думаю вы уже догадались, что реально имеем диагноз:

У комментатора наступила острая стадия анти-ЕГЭ головного мозга, в связи с чем ему настоятельно рекомендуется срочная госпитализация с интенсивным курсом по решению задач шк. курса химии, с написанием подробных комментариев, объясняющих, почему эти задачи не имеют решения.

 

Изменено 24 Июля, 2020 в 03:47 пользователем M_GM

[Максим0]

24.07.2020 в 08:45, M_GM сказал:

Косяки комментария:

0) При стандартных условиях давление паров воды 1/43 атм... но это ещё не самый большой косяк -

Чушь - никакого реального эффекта для решения задачи не имеет. 

1) Не указанно какие условия измерения объёма газов - стандартные или нормальные...

Реально недостаток, впрочем не уверен, что это перекопированное несколько раз условие полностью совпадает с той версией, что было напечатано в бланке задания

2) Потом при растворении цинка в серной кислоте идёт побочная реакция Zn+2H₂SO₄->ZnSO₄+2H₂O+SO₂, именно из-за которой водород даже от чистого цинка и кислоты пахнет серой. Для 20% серной эффект невелик, но всё же в общем случае его надо учитывать.

Чушь - никакого реального эффекта для решения задачи не имеет

3) Далее у водорода среди всех газов самое большое положительное отклонение от молярного объёма идеального газа.

Чушь - хотя отклонения молярных объемов имеют место быть, но в решениях школьных задач они не учитываются

4) При столь большом избытке натрия 13,3% сульфата натрия в растворе не удержится - часть его вывалится в осадок в виде декагидрата.

Чушь - растворимость сульфата натрия при 20^оС 19,2 г/100г - 16,1%, влияние одноименных ионов на растворимость хорошо растворимых сильных электролитов слишком мала, и понятие "произведение растворимости" к ним не имеет никакого отношения.

 

Думаю вы уже догадались, что реально имеем диагноз:

У комментатора наступила острая стадия анти-ЕГЭ головного мозга, в связи с чем ему настоятельно рекомендуется срочная госпитализация с интенсивным курсом по решению задач шк. курса химии, с написанием подробных комментариев, объясняющих, почему эти задачи не имеют решения.

 

Убедил, сделаю совместный раствор каустика, сульфата и цинката натрия указанных концентраций и охлажу до 20^оС. Если упадёт осадок, то из-за обилия комментариев "Чушь" на том прекратим общение.

[M_GM]

2 часа назад, Максим0 сказал:

Убедил, сделаю совместный раствор каустика, сульфата и цинката натрия указанных концентраций и охлажу до 20^оС. Если упадёт осадок, ...

Почему бы и нет? Практика - критерий истины. Надеюсь, масса полученного осадка будет также оценена, поскольку легкое помутнение растворов также можно трактовать как "наблюдалось выпадение осадка"

 

Для всех, желающих провести аналогичный эксперимент (Осторожно! работа с конц. раствором щелочи! Опасно для глаз!):

 

Как показано в предыдущем решении, после растворения смеси получаем раствор 1 моль сульфата цинка, не содержащего других веществ. Для приготовления его аналога (уменьшенного в 10 раз) достаточно 28,7 г ZnSO4·7H2O растворить в 28 мл воды. (раствор А).

 

Согласно условию задачи затем используется 500 г 40%-ного раствора NaOH. 

Для приготовления его аналога (уменьшенного в 10 раз) достаточно 20 г NaOH растворить в 30 мл воды. (раствор Б). Желательно, разумеется, чтобы это была качественная щелочь, не содержащая существенных примесей карбонатов.

 

Раствор А при перемешивании приливаем в раствор Б (Осторожно! работа с конц. раствором щелочи! Опасно для глаз!) и охлаждаем до 20^оС, наблюдая выпадение/отсутствие осадка

и/или образование в итоге бесцветного раствора.

 

(Осторожно! Полученная смесь имеет сильнощелочную среду! Опасно для глаз! Для утилизации ее выливают в большой объем (5 л) холодной воды)

Изменено 25 Июля, 2020 в 21:31 пользователем M_GM

[emma.nelll]

Здравствуйте!

 

Если Вам нужна помощь в решении контрольных или задач по химии, обращайтесь сюда https://www.napishem.ru/

Отличный сайт, делают все быстро и в срок, помогут подобрать профильного автора. 

[Nemo_78]

26.07.2020 в 15:13, emma.nelll сказал:

Если Вам нужна помощь в решении контрольных или задач по химии, обращайтесь сюда https://www.napishem.ru/

     На мой непрофессиональный юридический взгляд, это реклама, причём неприкрытая, и подобным объявлениям место в разделе "Работа", особенно, если от автора поста самому Форуму никаких "плюшек" не достаётся