Задание 34 ЕГЭ по химии

2Al + 3S = Al2S3

Al2S3 + 8NaOH = 2Na[Al(OH)4] + 3Na2S

2NaOH + 2Al + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2

n(Al) = 16,2 : 27 = 0,6 моль — избыток

n(S) = 19,2 : 32 = 0,6 моль

n(Al остаток) = 0,2 моль

w(NaOH) = 100 : (100 + 100) = 0,5

m(NaOH) = 0,5 * 192 = 96 г

n(NaOH) = 96 : 40 = 2,4 моль

m(H2O) = m(NaOH) = 96 г

n(Na2S) = n(S) = 0,6 моль

n(H2O прореагировало) = 3*n(Al остаток) = 0,6 моль

m(H2O прореагировало) = 0,6 * 18 = 10,8 г

m(H2O осталось) = 96 - 10,8 = 85,2 г

m(Na2S) = 0,6 * 78 = 46,8 г

m(Na2S останется в р-ре) = 85,2 * 20,6 : 100 = 17,6 г

m(Na2S осадок) = 46,8 - 17,6 = 29,2 г

Подробный разбор

Сера здесь в недостатке, поэтому весь сплав считаем по ней, а остаток алюминия потом растворится в щёлочи.

1. $2Al + 3S = Al_{2}S_{3}$

   $Al_{2}S_{3} + 8NaOH = 2Na[Al(OH)_{4}] + 3Na_{2}S$

   $2NaOH + 2Al + 6H_{2}O = 2Na[Al(OH)_{4}] + 3H_{2}\uparrow$

2. $n(Al) = 16{,}2\ \text{г} : 27\ \text{г/моль} = 0{,}6\ \text{моль}$, $n(S) = 19{,}2\ \text{г} : 32\ \text{г/моль} = 0{,}6\ \text{моль}$.

   По первому уравнению на 0,6 моль серы нужно $0{,}6 \cdot 2/3 = 0{,}4$ моль алюминия, значит алюминий в избытке и его остаётся $n(Al_{ост}) = 0{,}6 - 0{,}4 = 0{,}2\ \text{моль}$, а сульфида получается $n(Al_{2}S_{3}) = 0{,}2\ \text{моль}$.

3. В насыщенном растворе на 100 г воды приходится 100 г $NaOH$, поэтому $w(NaOH) = 100 : (100 + 100) = 0{,}5$.

   $m(NaOH) = 0{,}5 \cdot 192\ \text{г} = 96\ \text{г}$, $n(NaOH) = 96\ \text{г} : 40\ \text{г/моль} = 2{,}4\ \text{моль}$; воды в растворе столько же по массе: $m(H_{2}O) = 96\ \text{г}$.

   Щёлочи хватает на оба процесса: по второму уравнению нужно $8 \cdot 0{,}2 = 1{,}6$ моль, по третьему $0{,}2$ моль, всего 1,8 моль < 2,4 моль.

4. Сульфид натрия даёт вся сера: по второму уравнению $n(Na_{2}S) = 3 \cdot n(Al_{2}S_{3}) = 0{,}6\ \text{моль}$, то есть $m(Na_{2}S) = 0{,}6\ \text{моль} \cdot 78\ \text{г/моль} = 46{,}8\ \text{г}$.

5. Растворимость считают на воду, а часть воды израсходована на растворение остатка алюминия: по третьему уравнению $n(H_{2}O) = 3 \cdot n(Al_{ост}) = 3 \cdot 0{,}2 = 0{,}6\ \text{моль}$, $m(H_{2}O) = 0{,}6\ \text{моль} \cdot 18\ \text{г/моль} = 10{,}8\ \text{г}$.

   Осталось воды: $96\ \text{г} - 10{,}8\ \text{г} = 85{,}2\ \text{г}$.

6. В растворе при 20 °C удержится $m(Na_{2}S_{р-р}) = 85{,}2\ \text{г} \cdot 20{,}6 : 100 = 17{,}6\ \text{г}$, остальное выпадет в осадок:

   $m(Na_{2}S_{осадок}) = 46{,}8\ \text{г} - 17{,}6\ \text{г} = 29{,}2\ \text{г}$.

Ответ: 29,2 г.