Врублевский А. И. Тренажер по химии
.pdf220 |
§ 16. Реакции в растворах |
долей веществ. Как изменится равновесие после насыщения обоих растворов сероводородом?
41.К 100 г раствора КОН добавили 50 г раствора HCl (w =
=3,65 %). Какой была w(KOH) в исходном растворе, если в конечном она составила 1,87 %?
42.На весах уравновешены два стакана, содержащие по 60 см3 раствора HCl (w = 20 %, р = 1,1 г/см3). В один стакан внесли 10 г мела, в другой — 10 г кальция. Какой из стаканов и на какую массу станет тяжелее после окончания реакций?
43.На весах уравновешены два стакана, в одном содержит ся соляная кислота, в другом —раствор КОН. В стакан с КОН добавили 8 г нитрата аммония и сосуд прокипятили до полно го удаления газа (вода не испарялась). Какую массу СаС03 надо добавить в раствор НС1, чтобы восстановить равновесие?
44.Уравновешены два сосуда с разбавленными раствора ми НС1 и H2S04. Всосуд с НС1добавили 1 г мела. Какую массу цинка надо добавить к раствору серной кислоты для восста новления равновесия?
45.К 200 г раствора серной кислоты прилили 1040 г ра створа ВаС12 (w= 10 %). Выпавший осадок отфильтровали, а для полной нейтрализации оставшегося фильтрата нужно
250 см3 раствора NaOH (w = 25 %, р = 1,28 г/см3). Найдите массовую долю кислоты в исходном растворе.
46.К 107 г раствора с w(NH4Cl) = 20 % прибавили 150 г раствора с w(NaOH) = 20 %, затем раствор прокипятили. Определите, какие вещества после этого остались в раство ре, каковы их массовые доли, а также массу раствора с w(H3P04) = 60 %, нужную для поглощения газа, выделивше гося при кипячении, если образуется дигидрофосфат аммо ния (вода при кипячении не испарялась).
47.Для перевода в раствор оксида металла IIА группы мас сой 10,0 г потребовалось 83 см3 соляной кислоты (w = 20 %,
р= 1,1 г/см3). Установите металл.
§ 16. Реакции в растворах |
221 |
48.Какую массу воды нужно взять для приготовления ра створа с w(NaF) = 5,25 % посредством смешивания воды, ра створа с vv(HF) = 20 % и раствора с w(NaOH) = 10 %?
49.Два стакана одинаковой массы, в одном из которых находится 100 г соляной кислоты (w = 18,25 %), а в другом — 100 г раствора сульфата меди (И) (w = 16 %), поместили на две чаши весов. К соляной кислоте добавили 2 г карбоната кальция. Вычислите массу железа, которую нужно добавить
вдругой стакан, чтобы весы уравновесились.
50.В стакан, содержащий 150 г раствора с массовой долей НС1 20 %, опустили цинковую пластинку. Когда ее вынули, масса пластинки оказалась на 6,5 г меньше, чем до реакции. Найдите массовую долю НС1 в растворе после реакции.
51.К45,45 см3 растворанитратааммония (w=24 %, р = 1,1 г/см3) прибавили 80 г раствора NaOH (w= 10%). Полученный раствор прокипятили (вода не испарялась). Какие вещества остались в конечном растворе и каковы их массовые доли?
52.В соляную кислоту погрузили металлическую пластин ку массой 50 г. После того как выделилось 336 см3 водорода (н.у.), масса пластинки уменьшилась на 1,68 %. Из какого металла изготовлена пластинка, если, реагируя с кислотой, металл образует двухзарядный катион?
53.К 90,1 см3 растворанитратааммония (w= 12%,р= 1,11г/см3) прибавили 75 г раствора КОН (w —25 %). Раствор выпарили, остаток прокалили. Найдите массовые доли веществ в остат ке после прокаливания.
54.К 100 см3 раствора соли кальция добавили избыток ра створа карбоната натрия. Полученный осадок отделили и прокалили, масса прокаленного осадка равна 0,28 г. Какую массу кальция содержит 1 дм3 исходного раствора?
55.Раствор NaOH массой 300 г с w(NaOH) = 5 % нейтрализо вали раствором с w(HCl) = 8 %. Какую массу воды нужно уда лить из этого раствора, чтобы получить раствор с w(NaCl)=20 %?
2 2 2 |
§ 16. Реакции в растворах |
56.Раствор гидрокарбоната натрия массой 120г сw(NaHC03) =
=5 % прокипятили (вода не испарялась). Найдите массовую долю вещества в растворе, полученном после окончания ре акции.
57.В 500 г раствора с w(H3P04) = 2 % растворили оксид калия массой 9,6 г. Какой объем воды выпарили из получен ного раствора, если массовая доля вещества в нем стала рав ной 5 %?
58.Какую массу натрия нужно растворить в 100 г воды, чтобы 10 г полученного раствора могли нейтрализовать 4,9 г серной кислоты?
59.При добавлении к 50 г воды 2 г смеси натрия и его ок сида получили раствор с массовой долей щелочи 5,4 %. Ка кова массовая доля натрия в исходной смеси?
60.К раствору КОН прибавили 14,7 г Н3Р 04, после чего в растворе оказалось 22,45 г смеси КН2Р 04 и К2Н Р04. Найдите массу КОН в исходном растворе.
61.* Какую массу натрия нужно добавить к 200 см3 раство ра NaOH (w = 10 %, р = 1,1 г/см3), чтобы получить раствор с w(NaOH) = 20 %? Ответ дайте с точностью до сотых долей грамма.
62.К 107 г раствора с w(NH4C1) = 20 % добавили 150 г ра створа с w(NaOH) = 18 %. Раствор прокипятили до прекраще ния выделения газа (вода не испарялась). Определите массо вую долю образовавшейся соли и минимальную массу раство ра с w(H3P04) = 60 %, необходимую для образования дигидро фосфата аммония в реакции с выделившимся аммиаком.
63.Через 100 см3 раствора NaOH (р = 1,1 г/см3) пропустили 4,928 дм3 (н.у.) С 02 и получили 22,88 г смеси двух солей. Опре делите массовые доли этих солей в полученном растворе.
64.Какую массу раствора с w(KHC03) = 5 % надо приба вить к 200 г раствора с w(HCl) = 10 %, чтобы понизить массо
§ 16. Реакции в растворах |
223 |
вую долю НС1 в два раза (растворимостью С 02 можно пре небречь)?
65.В раствор, содержащий 51 г нитрата серебра (I), при лили 16,59 см3 раствора НС1 (массовая доля 10 %, р —1,1 г/см3). Какой объем раствора хлорида натрия (массовая доля 26 %, р = =1,2 г/см3) нужен для полного осаждения ионов серебра в виде соли из оставшегося раствора нитрата серебра? Какова общая масса осажденного хлорида серебра?
66.К соляной кислоте массой 80 г (массовая доля НС1 30 %) прибавили 140 г раствора нитрата серебра (I). Какова массовая доля азотной кислоты в полученном растворе, если массовая доля хлороводорода снизилась втрое?
67.Для реакции между А1 и раствором НС1, которая проте кает в закрытом сосуде, взято 10,95 г А1и 109,5 г кислоты (мас совая доля хлороводорода 10 %). Найдите химическое коли чество всех веществ в сосуде после окончания реакции.
68.Какова массовая доля соли в растворе, полученном при нейтрализации раствора с w(HN03) = 30 % раствором с w(NaOH) = 20 %?
69.Какой объем раствора с w(H2S04) = 50 % (р = 1,4 г/см3) нужно добавить к 200 г раствора с w(NaHC03) = 9 %, чтобы получился раствор с w(NaHC03) = 5 %?
70.* Имеется смесь NaHSO и Na2S03, в которой на 1 атом водорода приходится 9 атомов кислорода. Такую смесь мас сой 35,6 г обработали избытком разбавленной серной кис лоты при нагревании и выделившийся газ пропустили через раствор, содержащий 0,15 моль Ва(ОН)2. Установите состав полученной соли.
71. В раствор серной кислоты с массовой долей ее 25 % по местили железный шарик массой 10 г. Через некоторое время, когда диаметр шарика уменьшился вдвое, массовая доля кис лоты стала равной 10 %. Найдите массу исходного раствора.
224 |
§16. Реакции в растворах |
72.К 25 г раствора с w(KHC03) = 10 % добавили 28 г ра створа с w(KOH) = 10%. Установите массовые доли веществ в конечном растворе.
73.К 200 см3 раствора НС1 (р = 1,1 г/см3) с неизвестной массовой долей добавили 10 см3 воды. К пробе полученного раствора массой 20 г прилили избыток раствора нитрата се ребра (I) и получили осадок массой 13,5 г. Найдите массовую долю НС1 в исходном растворе.
74.На полную нейтрализацию раствора КОН понадоби лось 44 г раствора H N 03. После нейтрализации в растворе массой 80 г массовая доля соли составляет 20,3 %. Найдите массовые доли реагентов в исходных растворах.
75.Медь массой 3,2 г растворили в 100граствора с w(H2S04) =
=98 %. Выделившийся с выходом 90 % газ растворили в 100 г воды. Определите w(H2S03) в полученном растворе, считая, что весь газ переходит в кислоту.
76.Выделившийся при растворении серебра в избытке H2S04 (конц.) газ растворили в воде и получили раствор с w(H2S03) = 5 % массой 60 г (весь газ перешел в кислоту) Оп ределите массу растворенного серебра.
77.Нужно приготовить 50 г раствора с w(Na2C 03) = 5,3 % смешиванием С 02, раствора с w(NaOH) = 20 % и воды. Ка кую массу воды нужно взять для этого?
78.Определите, какие массы Ii2C 03,раствора с ЦНС1) = 10 % и Н20 нужно взять для приготовления раствора LiCl массой
30 г с w(LiCl) = 10 %.
79.Для нейтрализации 50 г муравьиной кислоты исполь зовали раствор NaOH массой 70 г. В растворе после реакции массовая доля соли 4,93 %. Найдите массовые доли реаген тов в исходных растворах.
80.Калий массой 5,85 г растворили в воде. Полученный ра створ нейтрализовали соляной кислотой массой 74,8 г. Масса
§ 16. Реакции в растворах |
225 |
раствора после нейтрализации 223,5 г. Какую массу воды ис пользовали для растворения калия? Каковы массовые доли КС1
вконечном растворе и НС1 в соляной кислоте?
81.Приготовили два раствора Na2C 03. Если смешать 100 г первого и 150 г второго растворов, то при действии H2S04 на эту смесь образуется 5,82 дм3 (н.у.) газа. Если же смешать 150 г первого и 100 г второго растворов, то под действием H2S04 получили 4,70 дм3 (н.у.) газа. Найдите w(Na2C 03) во втором растворе.
82.В результате полного взаимодействия соляной кислоты с карбонатом кальция получили раствор с w(CaCl2) = 6,82 %. Рассчитайте w(HCl) в исходном растворе кислоты.
83.В результате частичного разложения Н20 2 в растворе масса раствора уменьшилась на 10,0 % и образовался раствор с w(H20 2) = 32,5 %. Найдите w(H20 2) в исходном растворе.
84.Какую массу Na2C 03 следует прибавить к раствору мас сой 100 г с w(H2S04) = 8 %, чтобы w(Na+) в полученном ра створе составила 5 %?
Ответы
1. 2,4 %. 2. 13,66 %. 3. н>(ВаС12) = 0,94 %; w(KCl) = 2,68 %. 4. 177 см3. 5 .11,2 дм3. 6. 77,8 %. 7. Синий. 8 .20,61 %. 9 .9,94 %. 10. 56 г. 11. 2 % NaOH; 17,6 % NaCl. 12. 0,3 %. 13. 193 см3. 14. 6,88 см3. 15. 7,22 %. 16. 3,74 моль.
17.7,9 %. 18. 5,00 %. 19. 3,8 %. 20. 5 формульных единиц. 21. 1,4075 %.
22.34,5 г Na и 267 г Н20 . 23. 11,5 г. 24. 0,97:1. 25. 1:3,75. 26. 12,5 г. 27. 186 г.
28.2,34 %. 29. 10 %. 30. 378,6 г. 31. 8,9 %. 32. 24,3 г. 33. 2,65 %. 34. 9,85 %.
35.20,85 дм3. 36 .10,6 %. 37. 161,7 г. 38. 90 г. 39. 2,48 %. 40. Тяжелее стакан с NaOH. 41. 5,6 %. 42. Тяжелее стакан с Са на 3,9 г. 43.11,25 г. 44.0,58 г. 45.49 %.
46.4,4 % NaOH и 9,4 % NaCl; 65,3 грасгвора Н3Р04. 47. Mg. 48. 15 г. 49.1,12 г. 50. 14,52 %. 51. 1,57 % NaOH; 10,0 % NaNOr 52. Fe. 53.12,75 г KN02; 10,36 г КОН. 54. 2 г. 55. 361,4 г. 56. 3,2 % Na2C 03. 57. 154,6 см3. 58. 29,5 г. 59. 0,25. 60. 11,42 г. 61. 14,21 г. 62. 9,35 %; 65,3 г. 63. 17,7 % N a ^ ; 1,4 % NaHC03. 64. 149 г. 65. 46,87 см3; 43,05 г. 66. 2,75 %. 67. 0,6 моль Н2; 0,1 моль А1С13; 4,575 моль Н20; 0,3 моль А1(ОН)3. 68.21 % N aN 03. 69.6,46 см3. 70. Ba(HS03)r 71.107,7 г. 72.6,5 % К,С03; 2,6 % КОН. 73.17,9 %. 74.25 % КОН; 23 % H N 03. 75. 3,59 %. 76. 7,9 г. 77. 38,9 г. 78. 2,63 г Ц С 0 3; 25,9 г р-ра НС1; 3,03 г Н20 .
79. 8 % НСООН; 9,6 % NaOH. 80. 143 г Н20; 5 % КС1; 7,32 % НС1.81.15,3 %. 82. 4,64 %. 83. 0,505. 84. 12,35 г.
8 Зак. 3451
§ 17. Кристаллогидраты
Кристаллогидраты —это твердые вещества, в состав кото рых входит вода, называемая кристаллизационной.
Покажем, как следует находить состав кристаллогидрата по его массе.
ПРИМЕР 17-1.* Найдите массы воды и безводной соли в медном купоросе массой 120 г.
Решение
Формула медного купороса —CuS045H20 . Решаем задачу двумя способами.
Вариант 1 («по молям»).
A/(CuS0 4) = 160 г/моль;
Jl/(CuS04-5H20) = 250 г/моль;
М(Н20) = 18 г/моль;
(п |
сг\ |
cu r*\ |
w(CuS045H20 ) |
120 |
|
«(CuS04 5Н,0) = —i |
------—- = ----- = 0,48 (моль). |
||||
V |
4 |
2 |
M(CuS04 5H20) |
250 |
|
Из стехиометрической схемы |
|
||||
|
|
0,48 моль |
х моль |
у моль |
|
|
|
CuS0 4-5H20 |
CuSO, + 5Н20 |
||
следует: |
|
1 |
моль |
1 моль |
5 моль |
|
|
|
|
|
|
|
|
х = «(CuS04) = |
* = 0,48 (моль); |
||
т(CuS04) = w(CuS04) • Jl/(CuS04) = 0,48 • 160 = 76,8 (г);
§ 17. Кристаллогидраты |
227 |
у = «(Н20 ) = |
= 2,4 (моль); |
т (Н 20 ) = и(Н20 ) -М(Н20 ) = 2,4 • 18 = 43,2 (г).
Или:
от(Н20) = /«(CuS04 -5Н20) - m(CuS04) = 120 - 76,8 = 43,2 (г).
Вариант 2 («по массам»)
Решение также проводим по стехиометрической схеме:
120 г |
хг |
уг |
CuS04-5H20 |
CuS04 |
+ 5Н20. |
п = 1 моль |
п = 1 моль |
п —5 моль |
т = 250 г |
т —160 г |
т —90 г |
jc= w(CuS04) = |
|
|
у = т{Н20 ) =
Ответ: m(CuS04) = 76,8 г; /п(Н20) = 43,2 г.
Кристаллизационную воду следует учитывать при реше нии задач, связанных с приготовлением растворов с исполь зованием кристаллогидратов.
ПРИМ ЕР 17-2. Какие массы кристаллической соды Na2CO3-10H2O и воды нужно взять для приготовления раствора карбоната натрия массой 240 г с массовой долей Na2C 03 6 %?
Решение
M(Na2CO310H2O) = 286 г/моль; M(Na2C 03) = 106 г/моль.
Вариант 1
Находим массу безводной соли в составе кристаллогидрата:
228 § 17. Кристаллогидраты
Составляем выражение для массовой доли Na2C 03 в ра створе:
w(Na2C 03) = т(Ма2С° 3> • т(р-ра Na2C 03)
0,06 = “^ .
Отсюда: |
|
|
240 |
|
|
|
|
х = т{Na,C03 • ЮН,О) = - 40 '-°—- = 38,8 (г). |
|||
2 |
3 |
2 |
0,371 |
Далее:
/и(Н20) = /и(р-ра) - m(Na2CO3-10H2O) =
= 2 4 0 - 38,8 = 201,2 (г).
Вариант 2
Из формулы
w(Na2C 03) = -
m(p-pa Na2C 03)
находим:
»j(Na2C 03) = /и(р-ра Na2C 03) • w(Na2C 03) = 14,4 (г).
По массе безводной соли рассчитываем массу кристалло гидрата:
14,4 г х
Na2C 03 |
---------- |
Na2CO3 10H2O. |
||
106 г |
|
|
286г |
|
x = m(Na,C03 -ЮН,0) = |
14 4-286 |
|||
—= 38,9 (г). |
||||
2 |
3 |
2 |
|
106 |
Тогда:
/и(Н20) = /и(р-ра Na2C 03) - m(Na2CO3 10H2O) =
= 2 4 0 - 38,9 = 201,1 (г).
Результаты расчетов обоими методами практически совпа дают; точнее результат, полученный в варианте 2, так как в этом
§ 17. Кристаллогидраты |
229 |
случае не было округлений в промежуточном действии - оп ределении массы Na2C 03 в кристаллогидрате.
Ответ: wj(Na2C 03ЮН20) = 38,9 г; /и(Н20) = 201,1 г.
Следующий пример показывает способ определения фор мулы кристаллогидрата по данным для растворов.
ПРИМЕР 17-3. Кристаллогидрат Na2C 03 • «Н20 массой 2,86 г растворили в воде и получили раствор массой 50 г с массовой долей Na2C 03 2,12 %. Определите формулу крис таллогидрата.
Решение Рассмотрим только один вариант решения данной задачи.
Найдем массу безводной соли в составе кристаллогидрата:
2,86 г |
х |
Na2C 03 «H20 |
Na2C 03 |
106+ 18иг |
106 г |
х - m(Na2C 03) = 106-2,86 _ 303,16
106 + 18и ~ 106 + 18и
Составляем выражение для массовой доли Na2C 0 3 в ко нечном растворе:
w(Na2
0,0212= 106+18п .
50
Находим:
303,16 = 1,06(106 + 18л);
286 = 106 + 18л;
18л = 180;
п= 10.
