Врублевский А. И. Тренажер по химии

ра кислоты. 17. 3,03 дм3. 18. 26301 дм3. 19. По 11,2 дм3. 20. 3,75 %.

21. 584 см3 воды; 247,7 см3раствора кислоты. 22. 30 г раствора с w = 10 % и 90 г

раствора с w = 50 %. 23. К. 24. 10 г. 25. 52 % H2S 04; 59,4 дм3 S 02. 26. 10 %.

27.47,5 %. 28. 12,8 %. 29. 0,21. 30. В 1,68. 31. 74,4 см3. 32. 120 г. 33. 8,55 %.

34.101,8 см3. 35. 8,7 %; 13,05 %. 36. 3,75 г. 37. 8,18 г. 38. 18 %. 39.12 %. 40. = 30.

41.0,163 %. 42. 13,2 %. 43. 44,9 %. 44. 1,44 %. 45. 35,4 % НС1. 46. 2,46 дм3.

47.35,1 дм3. 48.48,3 %. 49. w(HCl) = 37,4 %. 50. 75 %. 51.19,1 дм3. 52. 52,9 дм3.

53.47.4 дм3. 54.22,6 дм3. 55.4,79 моль/дм3. 56.23,1 дм3. 57.148 дм3. 58.71,9 дм3.

59.35,2 %. 60. 0,0135 моль/дм3. 61. 17,1 г. 62. 5,31 моль/дм3. 63. 5,00 %.

64.66,5 см3. 65. 178 г. 66. 101. 67. 1,89 моль/дм3. 68. 11,6 моль/дм3. 69. Соли

железа надо взять по массе в 3,2 раза больше. 70. 1,34 моль/дм3. 71. 16,2 % K N 03; 83,8 % Н20 . 72. 0,057 моль/дм3 Ba(N03)2; 0,057 моль/дм3 Ва(ОН)2.

=0,67 моль/дм3. 84. c(Na+) = 0,04 моль/дм3; с( N O 3 ) = 0,03 моль/дм3; с(С1") =

=0,01 моль/дм3. 85. 10,1%; 2,8 моль/дм3. 86. 7 дм3. 87. 147,9 г. 88. 31,1 %. 89. КОН. 90. 38,1 см3. 91. 6,9 дм3. 92. 309 см3. 93. 29,9 %. 94. 10,7 моль/дм3. 95.161.4 см3. 96.0,4 моль/дм3Mg(N03)2; 1,6 моль/дм3НС1.97. По 0,0568 моль/дм3

Ba(N03)2 и Ва(ОН)2.

В задачах на данную тему приготовление или смешивание растворов сопровождается протеканием химической реак­ ции (реакций). При нахождении массы конечного раствора в этом случае необходимо обращать внимание на природу продуктов реакции:

1. Если в результате реакции образуется газ или осадок (или газ и осадок одновременно), то масса конечного раствора меньше суммы масс смешиваемых растворов (растворов и веществ) на массу газа и осадка:

/я(р-ра) = /и,(р-ра) + /я2(р-ра) + ... —т(газа) - /я(осадка).

Или:

от(р-ра) = /я,(р-ра) + /я(в-ва) - /и(газа) —/и(осадка).

2. Если при смешивании растворов (растворов и веществ) газ или осадок не выделяются, то масса конечного раствора в точности равна сумме масс всех смешиваемых компонентов:

т(р-ра) = m,(p-pa) + т 2(р-ра) + ..., /и(р-ра) = /и!(р-ра) + т(в-ва).

Массу конечного раствора можно найти суммированием масс всех веществ, находящихся в растворе (включая воду!), но при этом массы газа или осадка не вычитаются.

ПРИМЕР 16-1. В воде массой 80 г растворили натрий мас­ сой 10 г. Найдите массовую долю щелочи в полученном ра­ створе.

Решение Записываем уравнение реакции:

A/(Na) = 23 г/моль;

M(NaOH) = 40 г/моль;

М(Н2) = 2 г/моль.

Находим:

„(Na) = w(Na) = — = 0,435 (моль). М{Na) 23

Из уравнения реакции следует:

х = «(NaOH) = 0,435 (моль); m(NaOH) = 0,435 -40 = 17,4 (г);

у = п(Н2) = ^ ^ 2 . = 0,2175 (моль);

т(Н 2) = 0,2175 -2 = 0,435 (г).

Рассчитываем массовую долю NaOH:

По-другому массу конечного раствора можно найти сум­ мированием масс полученного NaOH (17,4 г) и оставшейся воды:

1и(Н2О)ост=80-0,435*18=72,17 (г ).

Имеем:

«?(р- pa NaOH) = 17,4+72,17 = 89,57 (г).

Ответ: w(NaOH) = 19,4%.

1.В 400 г раствора с w(KOH) = 1,5 % растворили 3,1 г К,0. Определите массовую долю щелочи в полученном растворе.

2.К 200 см3раствора NaOH (w = 10%, р = 1,1 г/см3) доба­ вили 5 г натрия. Найдите массовую долю щелочи в получен­ ном растворе с точностью до тысячных долей процента.

3.К 500 см3раствора с w(BaCl2) = 5% (р = 1,04 г/см3) при­ бавили 44,5 см3 раствора b^COj (w = 25%, р = 1,24 г/см3).

Найдите массовые доли веществ в полученном растворе.

4.Медь массой 12,7 г прокалили на воздухе, полученный продукт растворили в соляной кислоте. Какой объем раство­ ра Na2S (w = 8%, р = 1,1 г/см3) нужен для полного осаждения ионов меди из полученного раствора?

5.Какой объем водорода выделился при взаимодействии NaH с водой, если для нейтрализации полученного раствора

нужно 83 см3 соляной кислоты (w = 0,2 и р = 1,1 г/см3)?

6 . Какова массовая доля азотной кислоты в растворе, по­ лученном при полном окислении аммиака в реакции:

NH3 + 202 = H N 03+ Н20?

7.Сероводород объемом 22,48 дм3 (н.у.) растворили в воде

ик полученному раствору добавили 10 г NaOH. В какой цвет окрасится лакмус в конечном растворе?

8. Аммиак объемом 4,48 дм3 (н.у.) полностью реагирует с 32,2 см3 раствора НС1 (р = 1,1 г/см3). Какой была массовая доля НС1 в растворе?

9.При растворении FeS в соляной кислоте ее было израсхо­ довано 350 см3 (р = 1,05 г/см3), при этом выделилось 11,2 дм3 (н.у.) газа. Какова была массовая доля НС1 в использованном растворе?

10.При добавлении к раствору НС1 избытка раствора AgN03выпало 2,87 г осадка. Какая масса раствора КОН (w =

=2%) нужна для полной нейтрализации исходного раство­ ра кислоты?

11.К 250 см3 раствора с w(NH4C1) = 24 % (р = 1,07 г/см3)

прибавили 224 г раствора NaOH (w = 25 %). Полученный ра­ створ прокипятили до полного удаления аммиака, при этом также испарилось 71,1 см3 воды. Найдите массовые доли ве­ ществ в конечном растворе.

12.К 400 г раствора сульфата железа (III) прибавили из­ быток раствора аммиака, осадок отфильтровали, прокалили

иполучили 0,48 г твердого остатка. Найдите массовую долю соли в исходном растворе сульфата железа (III).

13.К 1 дм3 раствора с w(FeS04) = 10 % (р = 1,07 г/см3)

прибавили 400 см3раствора с w(KOH) = 5 % (р = 1,05 г/см3). Какой объем раствора с w(NaOH) = 18 % (р = 1,2 г/см3) нуж­ но дополнительно добавить к полученному раствору, чтобы осадить все ионы железа в виде гидроксида?

14.Из 10 см3раствора серной кислоты можно получить 0,233 г

сульфата бария. Какой объем раствора NaOH (w = 8 %,

р= 1,09 г/см 3) нужен для полной нейтрализации 75 см3 та­ кого раствора кислоты?

15.Для образования сульфата калия к 40 см3раствора сер­ ной кислоты (р = 1,025 г/см3) достаточно добавить 43,2 см3 раствора КОН (w = 7,4 %, р = 1,06 г/см3). Какова массовая доля кислоты?

16.Для полной нейтрализации 50 см3раствора НС1 (w= 20 %,

р= 1,1 г/см3) был использован раствор КОН (w = 20 %). Ка­ кое химическое количество воды было в растворе КОН?

17.К 150 см3 раствора СаС12 (w = 10,6 %, р = 1,05 г/см3) добавили 30 см3раствора Na2C 0 3 (w = 38,55 %, р = 1,1 г/см3).

Определите w(NaCl) в полученном растворе.

18.При нагревании раствора КНС03 (вода не испарялась) получили раствор с массовой долей соли 3,49 %. Найдите w(KHC03) в исходном растворе.

19.Раствор с массовой долей NaHC03 6 % кипятили до прекращения выделения газа (вода не испарялась). Найдите массовую долю соли в новом растворе.

20.Сколько молекул воды приходится на каждую фор­ мульную единицу NaOH в растворе, полученном при раство­ рении 4,6 г натрия в 21,6 см3 воды?

21.В 28,2 см3 воды растворили 0,23 г натрия. Какова w(NaOH) в полученном растворе? Ответ дайте с точностью до десятитысячных долей процента.

22.Какие массы натрия и воды нужны для приготовления

300 г раствора NaOH с w = 20 %?

23.Какая масса натрия должна прореагировать с 89 см3 воды для получения раствора с w(NaOH) = 20 %?

24.Междусобойполностьюреагируютраствор I^COj (w=20%,

р= 1,19 г/см3) и раствор HN03 (w= 20 %, р = 1,12 г/см3). Как относится использованный объем кислоты к использован­ ному объему соли?

25.Растворы H N 03и NaOH объемом по 1 дм3каждый со­ держат 18,9 г кислоты и 3,2 г щелочи. Как должен относить­ ся объем кислоты к объему щелочи, чтобы реакция нейтра­ лизации прошла полностью?

Взаданиях на эту тему весьма оригинальны задачи на из­ менение массы находящихся в равновесии сосудов в резуль­ тате протекания химических реакций.

ПРИМЕР 16-2.* На весах уравновешены два сосуда с ра­ створами NaOH и HN0 3(pa36.). В первый сосуд добавили цинк массой 26 г, металл полностью растворился. Какую мас­ су меди нужно добавить во второй сосуд для сохранения рав­ новесия (растворимостью газов можно пренебречь)?

Решение

М(Zn) = 65 г/моль;

М(Си) = 64 г/моль;

М(Н2) = 2 г/моль; A/(NO) = 30 г/моль.

1. В сосуде с NaOH протекает реакция, в результате кото­ рой выделяется водород:

/я(Н2) = и(Н2) -М(Н2) = 0,4-2 = 0,8 (г).

Масса сосуда с NaOH возросла на массу цинка и уменьши­ лась на массу водорода:

Am(l) = m(Zn) - /я(Н2) = 26 - 0,8 = 25,2 (г).

2. В сосуде с HN0 3(pa36.) при добавлении меди протекает реакция:

3Cu + 8HNO3 = 3Cu(N03)2 + 2NOT + 4Н20.

Для сохранения равновесия необходимо, чтобы и во вто­ ром сосуде изменение массы с учетом массы добавленной меди и выделяющегося газа (N 0) составило 25,2 г:

Д/и(И) = /и(Си) - m(NO) = 25,2 (г).

Обозначим химическое количество меди у моль. Тогда имеем:

m(Cu) = «(Cu)-Af(Cu) = 64у (г);

Л

n(NO) = z =- у - =0,667у (моль);

m(NO) = «(NO) • М(NO) = 0,667у ■30 = 20у (г).

Получаем:

Д/и(И) = т(Си) —/«(NO) = (Ay —20у —44у.

т(Си) = «(Си) М(Си) = 0,573 ■64 = 36,7 (г).

Ответ: т(Си) = 36,7 г.

26.На весах уравновешены два сосуда с растворами NaOH

иНС1. К первому добавили 10,7 г NH4C1 и сосуд прокипяти­ ли до полного удаления аммиака. Какую массу карбоната натрия надо добавить во второй сосуд для сохранения равно­ весия (соли реагируют полностью, вода при кипячении не испарялась)?

27.Какую массу оксида натрия надо растворить в 1014 г раствора, содержащего 240 г NaOH, чтобы получить раствор с w (NaOH) 40 %?

28.Массовые доли бромида и хлорида калия в растворе одинаковы. Для полного осаждения солей из 1000 г раствора

к нему нужно добавить 1 дм3 раствора AgN03 с w = 8 % (р = = 1,07 г/см3). Определите массовые доли солей в исходном растворе.

29.К 1200 г раствора NaOH добавили 490 г раствора H2S04 (w = 0,4). Для нейтрализации полученного раствора нужно 143 г кристаллической соды. Какова массовая доля NaOH в исходном растворе?

30.К 416 г раствора ВаС12 (w = 10 %) прилили избыток раствора Na2C 0 3с w = 14 %. Осадок отфильтровали, а к филь­ трату добавляли раствор НС1 (w = 5%) до прекращения вы­ деления газа. Определите массу раствора карбоната, если раствора кислоты было израсходовано 438 г.

31.К 250 г раствора CaClj прилили 500 г раствора Na2C 0 3 (w = 8,48 %). Осадок отфильтровали, а к фильтрату добавля­ ли раствор НС1 (w = 10 %) до прекращения выделения газа,

причем затрачено 146 г раствора кислоты. Найдите массо­ вую долю СаС12 в исходном растворе.

32. К раствору MgCl2 массой 31,65 г (w = 15 %) прилили 125 г раствора Na2C 03 (w = 8,48 %). Осадок отфильтровали, к фильтрату добавляли раствор НС1 до прекращения выделе­ ния газа. Какая масса раствора НС1 с массовой долей 15 % израсходована?

33.Раствор с массовой долей питьевой соды 4,2 % кипя­ тили до прекращения выделения газа, а затем массу раствора довели до первоначальной добавлением воды. Найдите мас­ совую долю соли в растворе после кипячения.

34.Массовая доля кислорода в оксиде щелочного металла 25,8 %. Этот оксид массой 12,4 г растворили в 150 см3 воды. Какова массовая доля щелочи в полученном растворе?

35.Какой объем оксида серы (IV) нужен для получения та­ кой массы серной кислоты, которая содержится в 400 см3 ее раствора с массовой долей 20 % и плотностью 1,14 г/см3?

36.К 400 г раствора НС1 (w = 7,3 %) прибавили 300 г ра­ створа карбоната натрия. После этого для полной нейтрали­ зации раствора нужно 50 г раствора КОН с w = 22,4 %. Опре­ делите w(Na2C 03) в прибавленном растворе.

37.Смесь N2 и Н2 объемом 28,0 дм3 пропущена над ката­ лизатором. Из-за образования NH3 объем смеси уменьшился до 20,6 дм3. Какая масса раствора H3P 04 (w = 20 %) должна вступить в реакцию с полученным аммиаком, чтобы образо­ вался дигидрофосфат аммония?

38.Найдите массу воды, при растворении в которой 6,02-1022 молекул S03, получится раствор с w(H2S04), равной 10 %.

39.К 400 г раствора с w(NaOH) =1,5% добавили 3,1 г Na20.

Определите w(NaOH) в полученном растворе.

40.На чашках весов уравновешены стаканы, содержащие водные растворы NaOH и Pb(N03)2 с одинаковой массовой