Задание 34 ЕГЭ по химии

Уравнения реакций:

[1] KBr + AgNO3 = AgBr + KNO3

[2] KI + AgNO3 = AgI + KNO3

[3] 2Cu(NO3)2 + 4KI = 2CuI + I2 + 4KNO3

В растворе во второй колбе было:

n(CuI) = 28,65/191 = 0,15 моль

n(KI) = 2·n(CuI) = 0,3 моль

В растворе в первой колбе:

m(AgNO3) = 430·0,4 = 172 г

Было n(KI) = 0,3·250/300 = 0,25 моль

Пусть n(KBr) = x моль, тогда

m(AgNO3 прореаг.) = 170·(x + 0,25) г

m(образ. р-ра) = 250 + 430 − 188·x − 235·0,25 = 621,25 − 188x г

(172 − 170x − 42,5)/(621,25 − 188x) = 0,0844

x = 0,5 моль

m(KBr) = 0,5·119 = 59,5 г; m(KI) = 0,25·166 = 41,5 г

Массовые доли солей в третьей колбе:

ω(KBr) = 59,5/250 = 0,238, или 23,8 %

ω(KI) = 41,5/250 = 0,166, или 16,6 %

Подробный разбор

Осадок во второй колбе — это $CuI$: иодид-ион восстанавливает $Cu^{2+}$, а бромид с солями меди(II) не реагирует. Значит, по массе осадка находим только иодид.

1. Уравнения реакций:

   [1] $KBr + AgNO_{3} = AgBr\downarrow + KNO_{3}$

   [2] $KI + AgNO_{3} = AgI\downarrow + KNO_{3}$

   [3] $2Cu(NO_{3})_{2} + 4KI = 2CuI\downarrow + I_{2} + 4KNO_{3}$

2. Вторая колба (300 г раствора):

   $n(CuI) = 28{,}65\ \text{г} : 191\ \text{г/моль} = 0{,}15\ \text{моль}$

   По [3] $n(KI) : n(CuI) = 4 : 2$, поэтому $n(KI) = 2 \cdot 0{,}15 = 0{,}3\ \text{моль}$.

3. Раствор во всех колбах одинаковый, поэтому количества веществ пропорциональны массам порций. В 250 г первой колбы:

   $n(KI) = 0{,}3\ \text{моль} \cdot \dfrac{250\ \text{г}}{300\ \text{г}} = 0{,}25\ \text{моль}$

4. Первая колба. Пусть $n(KBr) = x$ моль.

   $m(AgNO_{3}) = 430\ \text{г} \cdot 0{,}4 = 172\ \text{г}$

   По [1] и [2] серебро расходуется моль в моль на обе соли:

   $m(AgNO_{3}\ \text{прореаг.}) = 170\ \text{г/моль} \cdot (x + 0{,}25)\ \text{моль} = (170x + 42{,}5)\ \text{г}$

   Из раствора уходят оба осадка (по [1] $n(AgBr) = x$ моль, по [2] $n(AgI) = 0{,}25$ моль):

   $m(\text{р-ра}) = 250 + 430 - 188x - 235 \cdot 0{,}25 = (621{,}25 - 188x)\ \text{г}$

5. Непрореагировавший нитрат серебра остался в растворе:

   $\dfrac{172 - 170x - 42{,}5}{621{,}25 - 188x} = 0{,}0844$

   $129{,}5 - 170x = 52{,}43 - 15{,}87x$, откуда $x = 0{,}5$ моль.

6. Массы солей в порции 250 г:

   $m(KBr) = 0{,}5\ \text{моль} \cdot 119\ \text{г/моль} = 59{,}5\ \text{г}$

   $m(KI) = 0{,}25\ \text{моль} \cdot 166\ \text{г/моль} = 41{,}5\ \text{г}$

7. Массовые доли одинаковы во всех колбах, в том числе в третьей:

   $\omega(KBr) = \dfrac{59{,}5}{250} = 0{,}238$, или $23{,}8\ \%$

   $\omega(KI) = \dfrac{41{,}5}{250} = 0{,}166$, или $16{,}6\ \%$

Ответ: $\omega(KBr) = 23{,}8\ \%$, $\omega(KI) = 16{,}6\ \%$.