Задание 34 №11511 — ЕГЭ по химии

Записаны уравнения реакций:

[1] $\ce{4Zn + 5H2SO4 = 4ZnSO4 + H2S + 4H2O}$

[2] $\ce{Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2}$

[3] $\ce{H2S + LiOH = LiHS + H2O}$

[4] $\ce{H2S + 2LiOH = Li2S + 2H2O}$

Рассчитаны количества вещества и массы продуктов реакций и реагентов:

Непоглотившийся газ — водород.

$n(\ce{H2})$ = 6,272 / 22,4 = 0,28 моль

$m(\ce{H2})$ = 0,28 · 2 = 0,56 г

$n(\ce{Zn})_{\text{р-ция [2]}}$ = 0,28 моль

$m(\ce{H2SO4})_{\text{исх.}}$ = 0,89 · 700 = 623 г

$n(\ce{LiOH})$ = 15,12 / 24 = 0,63 моль

Пусть $n(\ce{LiHS})$ = x моль, $n(\ce{Li2S})$ = y моль

x + 2y = 0,63 (уравнение 1)

$m(\ce{LiHS})$ = 40x г

$m(\ce{Li2S})$ = 46y г

Поскольку массовые доли двух солей в растворе равны, то равны и их массы:

40x = 46y

С учётом уравнения (1) получаем:

x = 0,23 моль

y = 0,2 моль

$n(\ce{H2S})_{\text{всего}}$ = 0,43 моль

$m(\ce{H2S})_{\text{всего}}$ = 0,43 · 34 = 14,62 г

$n(\ce{Zn})_{\text{р-ция [1]}}$ = 0,43 · 4 = 1,72 моль

$n(\ce{Zn})_{\text{всего}}$ = 0,28 + 1,72 = 2 моль

$m(\ce{Zn})_{\text{всего}}$ = 2 · 65 = 130 г

$n(\ce{H2SO4})_{\text{прореаг. в р-ции [1]}}$ = 5 · $n(\ce{H2S})_{\text{всего}}$ = 5 · 0,43 = 2,15 моль

$n(\ce{H2SO4})_{\text{прореаг. в р-ции [2]}}$ = $n(\ce{H2})$ = 0,28 моль

$n(\ce{H2SO4})_{\text{прореаг. всего}}$ = 2,43 моль

$m(\ce{H2SO4})_{\text{прореаг. всего}}$ = 2,43 · 98 = 238,14 г

$m(\ce{H2SO4})_{\text{ост.}}$ = 623 − 238,14 = 384,86 г

$m_{\text{(р-ра)}}$ = 700 + 130 − 14,62 − 0,56 = 814,82 г

ω($\ce{H2SO4}$)$_{\text{ост.}}$ = 384,86 / 814,82 = 0,472, или 47,2%