Вопросы для самостоятельной подготовки

1. Дайте определение понятия «раствор».

2. Объясните с точки зрения молекулярно-кинетических представлений процесс растворения твердых, жидких и газообразных веществ в воде.

3. Чем отличаются растворы от механических смесей; от химических соединений?

4. Можно ли считать, что объем раствора всегда равен сумме объемов растворителя и растворенного вещества?

5. Какие факторы определяют тепловой эффект растворения?

6. Как влияет природа растворителя и растворяемого вещества на его растворимость? Какие еще факторы влияют на растворимость веществ?

7. Приведите примеры газов, имеющих незначительную и очень большую растворимость в воде. Чем это объясняется?

8. Как влияют температура и давление на растворимость газов в воде?

9. Может ли насыщенный раствор быть разбавленным, а концентрированный раствор – ненасыщенным? Приведите примеры.

10. Какие растворы называются пересыщенными? Как можно получить и сохранить пересыщенный раствор?

11. Что произойдет с насыщенным, пересыщенным и ненасыщенным растворами сульфата меди при внесении в каждый из них нескольких кристалликов медного купороса?

12. Что такое кристаллогидраты? Приведите примеры.

13. Что представляет собой коэффициент растворимости вещества и как его выражают?

14. Как изменяется растворимость веществ с изменением температуры?

15. Каковы основные способы выражения количественного состава растворов?

16. Что такое массовая доля вещества в растворе? Как она выражается?

17. Чем отличается молярная концентрация вещества от молярной концентрации эквивалентов вещества? Как они связаны между собой?

18. Найдите массовую долю H₃PO₄ в растворе, если ее молярная концентрация составляет 2,8 моль/дм³, а плотность раствора равна 1140 кг/м³.

19. Расчитайте молярную концентрацию эквивалентов HCl в растворе с массовой его долей, равной 36 %, если плотность раствора составляет 1,18 г/см³.

20. Как связаны молярные концентрации эквивалентов реагирующих веществ с объемами растворов, в которых они содержатся?

Задачи и упражнения

179. Рассчитайте массу карбоната калия и объем воды, необходимых для приготовления раствора объемом 1,2 дм³, в котором массовая доля соли будет равна 12 % (ρ = 1,11 г/см³).

180. Рассчитайте массу декагидрата сульфата натрия и объем воды, необходимых для приготовления раствора объемом 0,5 дм³, в котором массовая доля соли будет равна 14 % (ρ = 1,13 г/см³).

181. Вычислите массу дигидрата хлорида меди(II), который необходимо растворить в воде массой 0,8 кг для получения раствора с мас­совой долей хлорида меди(II), равной 14,5 %.

182. Вычислите массу карбоната калия, который необходимо добавить в раствор массой 0,85 кг с массовой долей данной соли, равной 8 %, для получения нового раствора, в котором массовая доля растворенного вещества составит 16,3 %.

183. Пентагидрат сульфата меди(II) массой 50,0 г добавили в раствор массой 550 г с массовой долей сульфата меди(II), равной 8,8 %. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.

184. В каком объеме раствора сульфата меди с массовой долей соли, равной 10 % ( = 1,05 г/см³), нужно растворить медный купорос массой 25 г для приготовления другого раствора, в котором массовая доля сульфата меди будет равна 20 %?

185. До какого объема необходимо упарить исходный раствор объемом 1,25 дм³ с плотностью 1,09 г/см³ и массовой долей нитрата калия 8,7 %, для получения нового раствора с плотностью 1,19 г/см³, в котором массовая доля данной соли составит 20 %.

186. Рассчитайте объем раствора с массовой долей серной кислоты 30,2 % (ρ = 1,22 г/см³), при добавлении которого к воде объемом 0,8 дм³ образуется раствор с массовой долей кислоты 5 %.

187. Рассчитайте объем воды, к которой нужно добавить раствор фосфорной кислоты объемом 400 см³ с массовой ее долей 81,2 % (ρ = 1,64 г/см³) для получения нового раствора, в котором массовая доля кислоты будет составлять 22,5 %.

188. Раствор объемом 0,75 дм³ с плотностью 1,08 г/см³ и массовой долей нитрата аммония, равной 9,7 %, упарили, в результате чего образовался новый раствор объемом 0,52 дм³ с плотностью 1,16 г/см³. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.

189. В раствор массой 1,5 кг с неизвестным значением массовой доли сульфата натрия добавили декагидрат указанной соли массой 0,322 кг, в результате чего образовался раствор с массовой долей сульфата натрия 16 %. Вычислите массовую долю указанной соли в исходном растворе.

190. Вычислите объем хлороводорода (н. у.), который необходимо растворить в растворе массой 500 г с массовой долей HCl, равной 12 %, для получения нового раствора, в котором массовая доля растворенного вещества составит 22 %.

191. Вычислите массу первого раствора с массовой долей кислоты 6,2 %, который необходимо добавить к второму раствору объемом 650 см³ с массовой долей той же кислоты, равной 20 % (ρ = 1,1 г/см³), для получения третьего раствора с массовой долей растворенного вещества, равной 12,4 %.

192. В раствор объемом 482,4 см³ (ρ = 1,13 г/см³) с массовой долей нитрата меди (II) 14,0 %, добавили кристаллогидрат указанной соли массой 138,2 г. В образовавшемся новом растворе массовая доля нитрата меди (II) составила 26,88 %. Определите состав добавленного кристаллогидрата.

193. При охлаждении раствора объемом 0,2 дм³ (ρ = 1,23 г/см³) с массовой долей нитрата железа(III), равной 25,0 %, выделился осадок кристаллогидрата данной соли массой 40,32 г. Определите его состав, если в растворе над осадком массовая доля растворенного вещества составляет 18,16 %.

194. В каком массовом соотношении нужно смешать растворы, в которых массовые доли нитрата кальция составляют 12 % и 50 %, для получения нового раствора с массовой долей соли 22 %.

195. В каком объемном соотношении нужно смешать растворы, в которых массовые доли гидроксида натрия составляют 7,4 % (ρ = 1,08 г/см³) и 43,1 % (ρ = 1,46 г/см³), для получения нового раствора с массовой долей щелочи 15,6 %.

196. В каком массовом соотношении нужно смешать тетрагидрат хлорида железа(II) с раствором, в котором массовая доля указанной соли составляет 5,4 %, для получения нового раствора с массовой долей растворенного вещества 19,6 %?

197. Вычислите массу гидроксида натрия и объем воды, необходимых для приготовления раствора объемом 1 дм³ (ρ = 1,22 г/см³), в котором молярная концентрация щелочи будет равна 6,12 моль/дм³.

198. Вычислите массу гексагидрата хлорида кальция, необходимого для приготовления раствора объемом 1750 см³ с молярной концентрацией соли 2,22 моль/дм³ .

199. Вычислите массу гексагидрата хлорида железа(III) и объем воды, необходимых для приготовления раствора объемом 0,85 дм³, в котором молярная концентрация соли будет равна 4,11 моль/дм³ (ρ = 1,09 г/см³).

200. Вычислите массу гептагидрата сульфата железа(II) и объем воды, необходимых для приготовления раствора объемом 0,6 дм³, в котором молярная концентрация эквивалентов указанной соли будет равна 0,5 моль/дм³ (ρ = 1,06 г/см³). Приготовленный раствор будет использован для проведения реакции: 2FeSO₄ + H₂O₂ = 2Fe(OH)SO₄.

201. Вычислите объем раствора с массовой долей серной кислоты 70, 8 % (ρ = 1,62 г/см³), необходимого для приготовления раствора объемом 0,4 дм³ с молярной концентрацией кислоты, равной 0,15 моль/дм³.

202. Вычислите объем раствора с массовой долей серной кислоты 62 % (ρ = 1,52 г/см³), необходимого для приготовления раствора объемом 1,2 дм³, в котором молярная концентрация эквивалентов кислоты будет составлять 0,26 моль/дм³. (Раствор кислоты будет использован для получения средней соли).

203. Вычислите объем раствора с массовой долей азотной кислоты 64,7 % (ρ = 1,39 г/см³) и объем воды, при смешивании которых образуется новый раствор объемом 2,7 дм³ с молярной концентрацией растворенного вещества 1,24 моль/дм³ (ρ = 1,04 г/см³).

204. Вычислите объем раствора с молярной концентрацией азотной кислоты 12,9 моль/дм³ (ρ = 1,37 г/см³) и объем воды, необходимых для приготовления нового раствора объемом 1000 см³ (ρ = 1,15 г/см³), в котором массовая доля растворенного вещества будет составлять 25,5 %.

205. Вычислите объем воды и объем раствора с массовой долей серной кислоты 95,7 % (ρ = 1,84 г/см³), необходимых для приготовления нового раствора объемом 2550 см³ (ρ = 1,73 г/см³), в котором молярная концентрация кислоты будет составлять 14,16 моль/дм³.

206. Вычислите объемы растворов с массовыми долями азотной кислоты 65,8 % (ρ = 1,39 г/см³) и 25,48 % (ρ = 1,15 г/см³), при смешивании которых образуется новый раствор объемом 650 см³ с молярной концентрацией растворенного вещества 13,73 моль/дм³ (ρ = 1,38 г/см³).

207. Вычислите объемы исходных растворов с молярными концентрациями серной кислоты 17,54 моль/дм³ (ρ = 1,83 г/см³) и 3,03 моль/дм³ (ρ = 1,18 г/см³), при смешивании которых образуется новый раствор объемом 1000 см³ с молярной концентрацией растворенного вещества 9,21 моль/дм³ (ρ = 1,51 г/см³).

208. Вычислите массу пентагидрата сульфата меди(II), который необходимо добавить в раствор объемом 250 см³ с молярной концентрацией указанной соли 0,54 моль/дм³ (ρ = 1,08 г/см³) для получения нового раствора, в котором молярная концентрация растворенного вещества будет составлять 1,36 моль/дм³ (ρ = 1,21 г/см³).

209. Вычислите объем воды, необходимой для растворения пентагидрата сульфата меди(II) массой 125 г с образованием насыщенного при 50 °С раствора, если коэффициент растворимости сульфата меди(II) при указанной температуре равен 33,3 г.

210. Вычислите массу пентагидрата сульфата меди(II), который выделится из его насыщенного при 60 °С раствора массой 0,85 кг в результате охлаждения его до 10 °С, если коэффициенты растворимости сульфата меди (II) при указанных температурах равны соответственно 40,1 г и 17,4 г.

211. Вычислите массу хлорида калия и объем воды, необходимых для приготовления насыщенного при 80 °С раствора, из которого в результате охлаждения до 10 °С выделится осадок безводной соли массой 125 г. Коэффициенты растворимости хлорида калия при указанных температурах равны соответственно 51,1 г и 31,0 г.

212. Вычислите массу безводного сульфата меди(II) и объем воды, необходимых для приготовления насыщенного при 100 °С раствора, из которого в результате охлаждения до 30 °С выделится осадок пентагидрата исходной соли массой 150 г. Коэффициенты растворимости сульфата меди(II) при указанных температурах равны соответственно 75,4 г и 25,3 г.

213. Вычислите массу пентагидрата сульфата меди(II) и объем воды, необходимых для приготовления насыщенного при 60 °С раствора, из которого в результате охлаждения до 10 °С выделится осадок исходного кристаллогидрата массой 25 г. Коэффициенты растворимости сульфата меди(II) при указанных температурах равны соответственно 40,1 г и 17,4 г.

214. Насыщенный при 50 °С раствор сульфата меди(II) массой 200,0 г, охладили до 30 °С, в результате чего из раствора выделился осадок пентагидрата указанной соли массой 22,64 г. Определите коэффициент растворимости сульфата меди(II) при 50 °С, если при 30 °С он равен 25,1 г.

215. В насыщенный при некоторой температуре раствор хлорида меди(II) добавили безводный хлорид меди(II) массой 5,00 г и полученную смесь нагрели до полного растворения добавленной соли. Образовавшийся насыщенный раствор охладили до исходной температуры, в результате чего из раствора выделился осадок дигидрата хлорида меди(II) массой 7,48 г. Определите коэффициент растворимости указанной соли при температуре исходного раствора.

216. В результате охлаждения насыщенного раствора массой 200,0 г с массовой долей хлорида бария 30,4 %, выделился осадок кристаллогидрата указанной соли массой 25,12 г. Определите его состав, если массовая доля хлорида бария в растворе над осадком составляет 22,52 %.

217. В раствор массой 38,45 г с массовой долей сульфата никеля(II), равной 9,23 %, добавили при нагревании новую порцию данной соли массой 19,73 г, которая полностью растворилась. Образовавшийся насыщенный раствор охладили до 20 °С, в результате чего выделился осадок кристаллогидрата массой 26,04 г. Определите его состав, если коэффициент растворимости сульфата никеля(II) при 20 °С равен 38,4 г.

218. Какой объем раствора с молярной концентрацией серной кислоты 0,50 моль/дм³ можно приготовить из другого более концентрированного раствора объемом 15 см³, в котором молярная концентрация указанной кислоты составляет 2,5 моль/дм³?

219. Массовая доля H₂SO₄ в растворе равна 15 %, а его плотность составляет 1,105 г/см³. Вычислите:

а) молярную концентрацию;

б) молярную концентрацию эквивалентов (раствор будет использован для получения K₂SO₄);

в) моляльность;

г) мольную долю;

д) массовую концентрацию кислоты в данном растворе.

220. Молярная концентрация ортофосфорной кислоты в растворе равна 7,36 моль/дм³ (ρ = 1,36 г/см³). Вычислите:

а) массовую долю;

б) молярную концентрацию эквивалентов (раствор будет использован для получения K₃PO₄);

в) моляльность;

г) мольную долю;

д) массовую концентрацию кислоты в данном растворе.

221. Мольная доля азотной кислоты в растворе составляет 10 % (ρ = 1,17 г/см³). Вычислите:

а) массовую долю;

б) молярную концентрацию;

в) молярную концентрацию эквивалентов;

г) моляльность;

д) массовую концентрацию кислоты в данном растворе.

222. Вычислить массу сахарозы, необходимую для приготовления раствора массой 200 г, в котором моляльность растворенного вещества будет равна 0,05 моль/кг.

223. К раствору сульфата натрия объемом 100 см³ ( = 1,032 г/см³), в котором молярная концентрация эквивалентов соли равна 0,30 моль/дм³, добавили раствор этой же соли объемом 200 см³ ( = 1,062 г/см³), в котором ее молярная концентрация составляет 0,54 моль/дм³. Вычислите молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалентов сульфата натрия в полученном растворе, если его плотность равна 1,049 г/см³.

224. До какого объема необходимо разбавить соляную кислоту объемом 100 см³ с массовой долей хлороводорода 36 % ( = 1,18 г/см³) для приготовления другого раствора, в котором массовая доля HCl будет составлять 20 % ( = 1,10 г/см³)? Чему равна молярная концентрация хлороводорода в приготовленном растворе?

225. Какой объем (н. у.) аммиака необходимо растворить в воде объемом 200 см³ для получения раствора с массовой долей аммиака 10 %?

226. Азотная кислота, содержащаяся в растворе объемом 200 см³, реагирует полностью со смесью солей, состоящей из K₂CO₃ массой 4,14 г и Na₂CO₃ массой 2,12 г. Вычислите молярную концентрацию кислоты в исходном растворе.

227. В подкисленном серной кислотой растворе перманганата калия молярная концентрация эквивалентов указанной соли равна 0,01 моль/дм³. Какой объем этого раствора необходим для полного окисления сульфата железа(II), содержащегося в кристаллогидрате состава (NH₄)₂SO₄  FeSO₄  6H₂O массой 9,8 г? (В результате реакции окисляется до , а восстанавливается до ).

228. Какой объем раствора с массовой долей азотной кислоты 40 % ( = 1,25 г/см³) необходимо добавить к раствору объемом 500 см³, в котором мольная доля той же кислоты равна 2,8 % ( = 1,05 г/см³), для приготовления раствора с массовой долей HNO₃, равной 20 %?

229. К раствору серной кислоты объемом 100 см³, в котором молярная концентрация эквивалентов равна 4 моль/дм³ ( = 1,12 г/см³), добавили раствор этой же кислоты объемом 200 см³, в котором ее мольная доля составляет 0,29 ( = 1,605 г/см³). Вычислите массовую долю H₂SO₄ в приготовленном растворе.

230. В растворах нитрата магния и нитрата хрома(III) молярные концентрации солей равны соответственно 2,0 моль/дм³ и 1,0 моль/дм³. Эти растворы смешали и выпарили, а полученную смесь твердых нитратов прокалили. В полученной смеси оксидов магния и хрома(III) массой 51,2 мольная доля Cr₂O₃ равна 0,10. Рассчитайте объемы исходных растворов.

231. Смесь меди и оксида меди(II) с массовой долей простого вещества 30 %, обработали раствором с массовой долей азотной кислоты 0,20 (ρ = 1,10 г/см³). В результате реакции выделился оксид азота(II) объемом 2,24 дм³ (н. у.). Вычислите массу исходной смеси и объем израсходованного раствора кислоты.

232. Вычислите объем (н. у.) оксида серы(VI), при растворении которого в воде образуется раствор объемом 400 см³ с массовой долей серной кислоты, равной 0,50 % (ρ = 1,01 г/см³).

233. Насыщенный при 80 ^оС раствор нитрата калия, содержащий воду массой 200 г, охладили до 0 ^оС. Вычислите массу безводной соли, выделившейся при этом в осадок, если коэффициенты растворимости KNO₃ при 80 ^оС и при 0 ^оС равны соответственно 170 г и 17 г. Какая часть (%) исходной соли осталась в растворе над осадком?

234. Насыщенный при 80 ^оС раствор хлорида меди(II), содержащий воду массой 200 г, охладили до 10 ^оС. Рассчитайте массу выделившегося при этом осадка дигидрата соли, если коэффициенты растворимости безводного CuCl₂ при указанных температурах равны соответственно 98,1 г и 71,5 г. Чему равна масса раствора над осадком?

235. В насыщенном при 90 ^оС растворе массовая доля K₂Cr₂O₇ составляет 45,2 %. Каков коэффициент растворимости дихромата калия при этой температуре?

236. Насыщенный раствор KСlO₃ массой 200 г с массовой долей соли, равной 32 %, охладили до 0 ^оС, в результате чего выделился осадок безводной соли массой 59,5 г. Чему равен коэффициент растворимости хлората калия при 0 ^оС ?

237. Рассчитайте молярную концентрацию хлорида натрия в физиологическом растворе (ρ = 1,01 г/см³), в котором массовая доля NaCl составляет 0,90 %.

238. Для полной нейтрализации серной и азотной кислот, содержащихся в растворе массой 10 г, потребовался раствор объемом 12,5 см³ (ρ = 1,18 г/см³) с массовой долей гидроксида натрия 19 %. При добавлении хлорида бария (избыток) к исходному раствору массой 20 г образовался осадок массой 4,66 г. Определите массовые доли кислот в исходном растворе.

239. Найдите массу гексагидрата хлорида кальция, который необходимо добавить к раствору объемом 47 см³ (ρ = 1,08 г/см³) с массовой долей карбоната натрия, равной 25 %, для приготовления раствора, в котором массовая доля Na₂CO₃ будет составлять 10 %?

240. Сплав меди, железа и цинка общей массой 24 г поместили в раствор массой 150 г с массовой долей хлороводорода 15 %. Рассчитайте массовые доли всех веществ в образовавшемся растворе, если массовые доли металлов в исходной смеси были одинаковыми.

241. К раствору объемом 400 см³ (ρ = 1,15 г/см³) с молярной концентрацией дигидрофосфата натрия 2,5 моль/дм³ добавили раствор гидроксида натрия массой 400 г с массовой долей щелочи 15 %. Рассчитайте массовые доли веществ в образовавшемся растворе.

242. К раствору массой 200 г с массовой долей хлорида кальция, равной 5,0 %, добавили карбонат натрия массой 12,72 г. Через образовавшуюся смесь пропустили углекислый газ объемом 1,12 дм³ (н. у.), который полностью поглотился. Определите массовые доли веществ в образовавшемся растворе.

243. Раствор объемом 40,3 см³ (ρ = 1,14 г/см³) с массовой долей азотной кислоты 37,8 % нейтрализовали раствором гидроксида калия с массовой долей КОН 33,6 %. Полученный нейтральный раствор охладили до 0 ^оС. Рассчитайте массу безводного KNO₃, выпавшего в осадок, если в насыщенном растворе над осадком массовая доля соли составляет 11,6 %?

244. Раствор сульфата натрия разделили на 2 равные части. В первую из них добавили декагидрат сульфата натрия массой 24,15 г, а во вторую – гексагидрат указанной соли массой 12,50 г. В образовавшихся новых растворах массовые доли растворенного вещества стали равны соответственно 13,0 % и 11,2 %. Вычислите массу исходного раствора и массовую долю соли в нем.

245. Газ, выделившийся при прокаливании карбоната кальция, пропустили через раствор гидроксида бария объемом 125 см³ (ρ = 1,10 г/см³). При этом в результате полного взаимодействия веществ образовался только один продукт – осадок массой 4,925 г. Определите массовую долю щелочи в использованном растворе и массу исходного CaCO₃.

246. Для полного растворения смеси цинка и оксида цинка общей массой 30,8 г потребовался раствор массой 245 г с массовой долей серной кислоты, равной 16 %. Вычислите массу простого вещества в исходной смеси и массовую долю соли в образовавшемся растворе.