Врублевский А. И. Тренажер по химии

24.Определите массу раствора этанола (С2Н60) в воде, со­ держащего 12,04 • 1022 атомов С и 24,08 • 1022 атомов О.

25.Раствор серной кислоты объемом 1 дм3 (w = 40 %,

р= 1,3 г/см3) упарили до 1000 г. Какова массовая доля H2S04

вполученном растворе? Какой объем газа (н.у.) выделится при растворении в этой кислоте меди?

26.Найдите w(KN02) в водном растворе, если известно, что такой раствор массой 101,1 г содержит 3,19 • Ю24 атомов кислорода.

27.* К 500 см3раствора NaCl с массовой долей соли 10 % (р =

=1,1 г/см3) добавили 200 г раствора NaCl с неизвестной мас­ совой долей и получили раствор с w(NaCl) = 20 %. Какова была w(NaCl) в добавленном растворе?

28.В колбе находится 500 г раствора с массовой долей соли 20 %. Отлили 100 г раствора и к оставшемуся раствору прили­ ли 100 г воды. Затем от полученного раствора вновь отлили 100 г и к оставшемуся раствору добавили 100 г воды. Какова массовая доля соли в конечном растворе?

29.Вычислите массовую долю соли в растворе, получен­ ном в результате нейтрализации раствора с w(HN03) = 30 %

раствором с w(NaOH) = 20 %.

30.Во сколько раз химическое количество воды в раство­ ре, полученном при нейтрализации раствора с w(NaOH) =

=20 % раствором с w(H2S04) = 35 %, превышает химическое количество воды в исходном растворе щелочи?

31.Имеется раствор с w(NaOH) = 30,2 % (р = 1,33 г/см3). К ка­ кому объему этого раствора необходимо прибавить 200 г воды для получения раствора с w(NaOH) = 10 %?

32.К раствору с w(MgCl2) = 3 % добавили еще 2 г этой соли. При этом w(MgGl2) стала равной 4,59 %. Какой была масса исходного раствора?

33.Какой была исходная w(NaN03), если при упаривании

ft 15. Приготовление и смешивание растворов_____________________ 201

300 г раствора масса раствора уменьшилась на 5 %, a w(NaN03) стала равной 9 %?

34.Какой объем раствора с w(HCl) = 10,5 % (р = 1,05 г/см3) можно приготовить из 50 см3раствора с w(HCl) = 20,4 % (р =

=1,10 г/см3)?

35.К раствору СаВг2прибавили 9 г этой же соли. При этом масса раствора увеличилась в 1,05 раза, а массовая доля ве­ щества —в 1,5 раза. Найдите w(CaBr2) в исходном и конечном растворах.

36.Какую массу НВг нужно растворить в 20 г раствора

сw(HBr) = 5 %, чтобы получить раствор с w(HBr) = 20 %?

37.Какую массу КВг необходимо добавить к 180 г раство­ ра с w(KBr) = 8 %, чтобы массовая доля вещества увеличи­ лась до 12 %?

38.При добавлении 5 г глюкозы к 200 г ее раствора массо­ вая доля вещества стала равной 20 %. Какой была массовая доля глюкозы в исходном растворе?

39.Какой была массовая доля вещества в исходном раство­ ре, если из 30 г его, добавив воду, приготовили 80 г раствора

смассовой долей вещества 4,5 %?

40. Смесь равных химических количеств (NH4)2C 0 3 и NH4HC0 3растворили в холодной воде. Масса раствора ока­ залась в 5 раз больше массы исходной смеси солей. Сколько атомов Н приходится в этом растворе на один атом N?

15.2. Растворы газов

Решая задачи на эту тему, не следует забывать, что объем раствора не равен сумме объемов растворяемого газа и, напри­ мер, воды.

ПРИМЕР 15-3. Водном объеме воды растворили 300 объе­ мов (н.у.) бромоводорода. Найдите массовую долю вещества в полученном растворе.

Можно принять, что объем Н20 равен 1 дм3, тогда объем НВг составляет 300 дм3.

Характерная ошибка состоит в том, что w(HBr) находят, используя непосредственно эти объемы:

w(HBr) = 300 . 300+1

Не забываем, что массовая доля —это отношение масс, но не объемов.

Находим массы Н20 и НВг:

w(HBr) = ---- — -----= 0,52 (52 %). 1085 + 1000

Ответ: w(HBr) = 52

41.Вычислите массовую долю хлороводорода в растворе, полученном растворением 1,00 дм3 этого газа (н.у.) в 1,00 дм3 воды.

42.Вычислите массовую долю аммиака в растворе, полу­ ченном при растворении 1,00 дм3 этого газа (н.у.) в 5,00 см3 воды.

43.При 0 °С в одном объеме воды растворяется 500 объе­ мов хлороводорода. Вычислите массовую долю растворен­ ного вещества в насыщенном водном растворе.

ft 15. Приготовление и смешивание растворов_____________________ 203

44.При 0 °С в одном объеме воды растворяется 4,6 объе­ ма хлора. Вычислите массовую долю хлора в его насыщен­ ном водном растворе (взаимодействием хлора с водой пре­ небречь).

45.Вычислите объемные доли газов в смеси хлороводорода и фтороводорода, при пропускании которой через воду образуется раствор с равными массовыми долями галогеноводородов.

46.Какой объем НС1 (н.у.) нужно взять для приготовле­ ния 40 г раствора с w(HCl) = 10 %?

47.Какой объем НС1 (н.у.) нужно пропустить в раствор НС1 объемом 200 см3 (р = 1,1 г/см3) с w(HCl) = 20 % для получе­ ния раствора с w(HCl) = 36,5 %?

48.* Смесь газов НС1 и НВг объемом 400дм3(н.у.) с относи­ тельной плотностью по воздуху 2,41 растворили в 1 дм3 воды. Найдите массовую долю НВг в полученном растворе.

49. Через 150 г соляной кислоты с w(HCl) = 17 % пропус­ тили 30,0 дм3 хлороводорода (н.у.). Вычислите массовую долю хлороводорода в получившемся растворе.

50.* Смесь газов НС1 и НВг объемом 400 дм3 (н.у.) раство­ рили в 1 дм3воды и получили раствор с w(HCl) = 7,25 %. Рас­ считайте объемную долю НВг в исходной смеси газов.

51.Какой объем хлороводорода (н.у.) надо пропустить че­ рез 150 г раствора с w(HCl) = 10 % для получения раствора с w(HCl) = 25,0 %?

52.Какой объем аммиака (н.у.) надо пропустить через 50,0 г раствора с w(NH3) = 5 % для получения насыщенного раство­ ра (растворимость аммиака равна 89,7 г в 100 г воды)?

53.Растворимость аммиака в метаноле составляет 1,41 моль на 100 г растворителя. Какой объем аммиака (н.у.) следует про­ пустить через 150 г метанола для получения насыщенного раствора?

g /5. Приготовление и смешивание растворов_____________________ 205

ПРИМЕР 15-4. Хлорат калия массой 12,25 г растворили в воде объемом 120 см3 и получили раствор с плотностью 1,05 г/см3. Найдите массовую концентрацию ионов К+ в по­ лученном растворе.

Решение Находим химическое количество и массу ионов К+ в со­

ставе хлората калия массой 12,25 г:

w(KCIOj) 12,25 Л 1 . и(КСЮ,) = —= ------- = 0,1 (моль).

3 М(КС103) 122,5

Из формулы соли следует:

я(К+) = л(КС103) = 0,1 (моль);

т(К+) = л(К+) М(К+) = 0,1 -39 = 3,9 (г).

Находим объем конечного раствора:

V(p-pa) = т (р~ра) = т (Н2° ) + т (к с 10з) =

Используем формулу (15-2):

у(К+) = m(K+) = — = 0,031 (г/см3). V(p-pa) 126

Ответ: у(К+) = 0,031 г/см3.

Гораздо более распространены задачи, связанные с поня­ тием «молярная концентрация».

Молярная концентрация вещества с(В) равна отношению его химического количества (моль) к объему раствора (дм3):

ПРИМЕР 15-5. Какую массу NaF нужно взять для приго­ товления раствора объемом 700 см3 с молярной концентра­ цией соли 2 моль/дм3?

Решение Используя формулу (15-4), находим химическое количе­

ство соли в растворе объемом 700 см3 (700 см3 = 0,7 дм3):

n(NaF) = c(NaF)-V(p-pa NaF) = 2-0,7 = 1,4 (моль).

Рассчитываем массу соли (A/(NaF) = 42 г/моль):

m(NaF) = n(NaF) -M(NaF) = 1,4-42 = 58,8 (г).

Ответ: wi(NaF) = 58,8 г.

60.В 150 см3 раствора находится 150 мг гидроксида каль­ ция. Вычислите молярную концентрацию щелочи.

61.Необходимо приготовить 300 см3 раствора, в котором молярная концентрация сульфат-ионов равна 0,5 моль/дм3. Какую массу сульфата алюминия необходимо взять для этого?

62.Вычислите молярную концентрацию раствора с w(H2S04) =

=40 % (р = 1,30 г/см3).

63.Вычислите массовую долю гидрокарбоната натрия в растворе, имеющем молярную концентрацию этой соли

0,616 моль/дм3 (р = 1,035 г/см3).

64.Массовая доля серной кислоты в ее растворе с моляр­ ной концентрацией 9,303 моль/дм3 равна 60,62 %. Найдите объем такого раствора массой 100 г:

65. Массовая доля фосфорной кислоты в ее растворе с мо­ лярной концентрацией 17,0 моль/дм3 равна 93,37 %. Найди­ те массу такого раствора объемом 100 см3.

66. Сколько атомов водорода приходится на 1 атом калия в растворе гидрокарбоната калия с молярной концентраци­ ей 1,067 моль/дм3 (р = 1,067 г/см3)?

67. Врастворе сульфита калия, имеющем плотность 1,22 г/см3, на один атом калия приходится 15 атомов кислорода. Вы­ числите молярную концентрацию соли в этом растворе.

68. К 150 г раствора с w(NaOH) = 20 % добавили 31,8 г гидроксида натрия, плотность полученного раствора оказа­ лась равной 1,37 г/см3. Вычислите молярную концентрацию щелочи в полученном растворе.

69. В каком соотношении по массе следует смешать гепта­ гидрат сульфата железа (II) и сульфат калия, чтобы при ра­ створении этой смеси в достаточном объеме воды получился раствор с равными молярными концентрациями ионов же­ леза и калия?

70.Смешали 150 г раствора гидросульфата натрия (w = 8 %,

р= 1,06 г/см3) и 150 см3 раствора с молярной концентраци­ ей этой же соли, равной 1,93 моль/дм3. Вычислите моляр­ ную концентрацию соли в получившемся растворе (изме­ нением объема раствора при смешивании можно пренеб­ речь).

71.Смешали 2,3 кг раствора с w(KN03) = 12 % и 2,3 дм3 раствора с молярной концентрацией этой же соли, равной 2,24 моль/дм3 (р = 1,133 г/см3). Вычислите массовые доли веществ в растворе.

72.К раствору Mg(N03)2 объемом 250 см3 (молярная кон­ центрация 0,1 моль/дм3) добавили раствор Ва(ОН)2 объемом 200 см3 (молярная концентрация 0,25 моль/дм3). Определи­ те молярные концентрации веществ в полученном растворе, если его объем равен 440 см3.

73.Какой объем раствора уксусной кислоты с молярной концентрацией 1,98 моль/дм3 (р = 1,015 г/см3) был добавлен

к10,0 см3 раствора того же вещества с массовой долей 40,2 % (р = 1,05 г/см3), если при этом получился раствор с массовой долей СН3СООН 27,2 %?

74.Какая масса раствора фосфорной кислоты (w = 4 %) была добавлена к 50 г раствора того же вещества с молярной концентрацией 3 моль/дм3 (р = 1,15 г/см3), если при этом по­ лучился раствор с молярной концентрацией 1,01 моль/дм3

(р = 1,035 г/см3)?

75.В каком соотношении по объему смешали раствор гид­ роксида натрия (w = 4,2 %, р =1,045 г/см3) и раствор того же вещества с молярной концентрацией 6,12 моль/дм3 (р =

=1,22 г/см3), если при этом получился раствор с w = 10,1 %?'

76.В 1 дм3 воды растворили 100 дм3 НС1 (н.у.). Получен­ ный раствор имеет объем, равный 1,09 дм3. Найдите w(HCl)

ис(НС1) в полученном растворе.

77.Нитрат щелочного металла массой 20,7 г растворили в воде, объем раствора довели до 500 см3. В полученном раство­ ре молярная концентрация нитрат-ионов оказалась равной 0,6 моль/дм3. Установите, какой нитрат растворили в воде.

78.Сульфат металла (катион имеет заряд +2) массой 32,2 г растворили в воде, объем раствора довели до 250 см3. В полу­ ченном растворе молярная концентрация сульфат-ионов оказалась равной 0,8 моль/дм3. Установите, какой сульфат растворили в воде.

79.Какую массу А1С13нужно растворить в 150 г Н20 , что­ бы получить раствор с массовой концентрацией ионов С1~,

равной 87,0 г/дм3 (р = 1,09 г/см3)?

80.Растворимость КМп04 при 20 °С равна 6,40 г в 100 г

Н20 , плотность насыщенного раствора 1,041 г/см3. Вычис-

1 В этой, а также задачах №№ 83, 84 этого параграфа конечный объем равен сумме смешиваемых объемов.

лите массовую концентрацию (г/дм3) ионов К+ в насыщен­ ном растворе КМп04.

81. Дихромат калия массой 7,35 г растворили в 100 г воды, получили раствор с плотностью 1,047 г/см3. Вы­ числите массовую концентрацию (г/см3) ионов К+ в этом растворе.

82.Массовая концентрация ионов Fe3+ в растворе Fe2(S04)3 равна 150 г/дм3. Вычислите массовую концентра­ цию (г/дм3) ионов S042- в этом растворе.

83.Смешали 0,5 дм3 раствора ВаС12 (молярная концент­ рация 1 моль/дм3) и 1,0 дм3 раствора K2S04 (молярная кон­ центрация 0,5 моль/дм3). Найдите молярные концентрации всех ионов, оставшихся в растворе после отделения осадка.

84.Смешали 600 см3раствора AgN03 (молярная концент­ рация 0,05 моль/дм3) и 400 см3раствора NaCl (молярная кон­ центрация 0,1 моль/дм3). Рассчитайте молярные концент­ рации всех ионов в растворе после отделения осадка.

85.К 250 см3 раствора с молярной концентрацией NaOH 5 моль/дм3 (р = 1,185 г/см3) добавили 200 см3 воды. Какова молярная концентрация и массовая доля NaOH в получен­ ном растворе, если его плотность 1,11 г/см3?

86. Какой объем раствора с молярной концентрацией азот­ ной кислоты 0,8 моль/дм3можно приготовить из 1 дм3ее ра­ створа с массовой долей 30 % (р = 1,18 г/см3)?

87.Какую массу воды нужно добавить к 200 см3 раствора с молярной концентрацией Н3Р 04 2,8 моль/дм3(р = 1,14 г/см3), чтобы получить раствор с массовой долей кислоты 14,6 %?

88.Вычислите массовую долю хлороводорода в смеси НС1 и НВг, при пропускании которой через воду образуется раствор с равными молярными концентрациями галогеноводородов.

89.Водный раствор щелочи с молярной концентрацией 6,40 моль/дм3имеет плотность 1,27 г/см3, массовая доля щело­ чи в растворе равна 28,29%. Установите формулу щелочи.