Врублевский А. И. Тренажер по химии

Формула кристаллогидрата Na2CO3-10H2O.

Ответ: Na2CO3-10H2O.

1.Вводемассой 120г растворили 10г медного купороса. Най­ дите массовую долю сульфата меди в полученном растворе.

2.Какую массу медного купороса надо растворить в 150 см3 воды для получения раствора с w(CuS04) = 0,05?

3.Какая масса воды нужна для растворения 14,3 г декагидра­

та карбоната натрия, если образуется раствор с w(Na2C 03) =

=5,3 %?

4.Какие массы воды и медного купороса надо взять для приготовления 10 дм3 раствора с w(CuS04) = 2 % и плотнос­ тью 1,0 г/см3?

5.В каком объеме воды надо растворить гептагидрат суль­ фата цинка массой 100 г, чтобы получить раствор с w(ZnS04) =

=0,01?

6.В 20 г раствора с w(Na2S04) = 20 % растворили 4 г дека­ гидрата сульфата натрия. Найдите w(Na2S04) в полученном растворе.

7.Какие массы медного купоросаи раствора с w(CuS04) — 8% надо взять для приготовления 420 г раствора с w(CuS04) =

=16 %?

8.В какой массе раствора с w(Na2C 03) = 5 % надо раство­ рить 100 г кристаллической соды для получения раствора с массовой долей карбоната натрия 15 %?

9.Какая масса ионов Са2+ находится в 15 см3 раствора, ко­ торый в 100 см3 содержит 5 г СаС126Н20?

10.Кристаллогидрат сульфата цинка массой 5,38 г раство­ рили в 92 см3 воды и получили раствор с w(ZnS04) = 3,3 %. Сколько молей воды входит в состав 1 моль кристаллогидрата?

11.Какой объем воды надо взять для растворения 27,8 г гептагидрата сульфата железа (И) для получения раствора

с w(FeS04) = 8 %? Какую массу кристаллогидрата следует до­ бавить к этому раствору, чтобы w(FeS04) возросла до 15 %?

12.Кристаллогидрат хлорида магния массой 6,09 г раство­ рили в воде и к полученному раствору добавили избыток ра­ створа AgN03, выпало 8,61 г осадка. Установите формулу кри­ сталлогидрата.

13.Из 400 см3 раствора CuS04 (w = 25 %, р = 1,19 г/см3)

при охлаждении выпал осадок CuS04-5H20 массой 50 г. Най­ дите массовую долю оставшегося в растворе сульфата меди.

14.Смесь медного купороса и гептагидрата сульфата маг­ ния массой 3 г после обезвоживания теряет 50 % массы. Най­ дите массовую долю гептагидрата сульфата магния в смеси.

15.Смесь CuS04-5H20 и FeS04-7H20 массой 1,202 г ра­ створили в воде и к полученному растворудобавили избыток ра­ створа хлорида бария. Масса полученного осадка равна 1,085 г. Найдите массовые доли компонентов в исходной смеси.

16.Металлический магний массой 0,96 г растворили в азотной кислоте и из полученного раствора выделили 10,24 г кристаллогидрата соли магния. Установите формулу крис­ таллогидрата.

17.Гидроксид цинка массой 19,8 г обработали избытком азотной кислоты, а из полученного раствора выделили 59,4 г кристаллогидрата. Определите формулу кристаллогидрата.

18.Масса сульфата бария, полученная из смеси сульфата ка­ лия и декагидрата сульфата натрия общей массой 0,966 г равна 1,253 г. Найдите массовые доли компонентов в исходной смеси.

19.Какие массы воды и дигидрата хлорида бария нужно взять для приготовления 400 см3 раствора с w(BaCl2) = 20 % (р = 1,2 г/см3)?

20.Оксид меди (II) массой 8 г растворили в 20 см3 раство­ ра серной кислоты (и> = 4,9 %, р = 1,03 г/см3), полученный раствор осторожно выпарили при 100°С. Какое вещество при этом получено и какова его масса?

21.Нужно приготовить 1000 г раствора соли с массовой до­ лей 20 %. Какие массы воды и кристаллогидрата этой соли нуж­ но для этого взять, если известно, что в 239,5 г кристаллогидра­ та масса безводной соли на 79,5 г больше, чем масса воды?

22.Установите формулу кристаллогидрата нитрата меди (II), если при прокаливании 4,3294 г кристаллогидрата до постоянной массы твердый остаток имеет массу 1,4312 г.

23.При полном обезвоживании кристаллогидрата суль­ фита натрия масса твердого остатка в два раза меньше исход­ ной массы кристаллогидрата. Установите формулу кристал­ логидрата.

24.Установите формулу кристаллогидрата сульфата на­ трия, если при его полном обезвоживании потеря массы со­ ставляет 47 % от массы кристаллогидрата.

25.Массовая доля воды в смеси кристаллогидратов, со­ стоящих из медного купороса CuS04-5H20 и железного ку­ пороса FeS04-7H20 , составляет 40 %. Вычислите массовую долю CuS04-5H20 в смеси.

26.При прокаливании до постоянной массы кристалло­ гидрата нитрата меди (II) массой 2,42 г масса кристаллогид­ рата уменьшилась на 1,62 г. Установите формулу кристалло­ гидрата.

27.При взаимодействии кристаллогидрата бромида на­ трия массой 1,39 г с избытком раствора нитрата серебра (I) получено 1,88 г осадка. Установите формулу кристаллогид­ рата бромида натрия.

28.Вычислите массу кристаллогидрата сульфата натрия (кристаллизуется с 10 молекулами воды), которую следует до­ бавить к 50 см3 раствора сульфата натрия (и>=5 %, р = 1,1 г/см3), чтобы удвоить массовую долю вещества в растворе.

29.Какую массу Cu(N03)2- ЗН20 нужно прибавить к 250 см3 раствора с w(Cu(N03)2 = 8 % (р = 1,07 г/см3), чтобы получить раствор с w(Cu(N 03)2) = 20 %?

30.Вкаком объеме раствора с w(FeS04) = 10 % (р = 1,05 г/см3) нужно растворить 27,8 г FeS04 • 7Н20 , чтобы получить ра­ створ с w(FeS04) = 15 %?

31.Какую массу кристаллогидрата Na2S04 • ЮН20 нужно добавить к 100 см3 раствора Na2S04 (w = 8 %, р = 1,07 г/см3),

чтобы массовая доля безводной соли возросла вдвое?

32.Кристаллогидраты ZnS046Н20 и ZnS04Н20 смеша­ ли в массовом соотношении 1:3 соответственно. Какую мас­ су такой смеси нужно растворить в 5 моль Н20 для получе­ ния раствора с w(ZnS04) = 15 %?

33.К 300 г раствора Na2S04 добавили 20 г Na2S04ЮН20, при этом w(Na2S04) в растворе стала 6 %. Какова была w(Na2S04) в исходном растворе?

34. После прибавления 5 г Bi(N03)3 • ХН20 к 100 г раствора

сw(Bi(N03)3)= 4 % массовая доля соли стала равной 7,69 %. Установите формулу кристаллогидрата.

35.Массовая доля безводной соли в кристаллогидрате рав­ на 64,0 %. Какую массу кристаллогидрата нужно взять для приготовления 150 г раствора с массовой долей безводной соли 50,0 %?

36.В порции кристаллогидрата ацетата калия содержится 3,612-1023 атомов углерода и 1,084-1024 атомов водорода. Найди­ те число атомов кислорода в этой порции кристаллогидрата.

37.Гексагидрат нитрата железа (III) массой 7 г прокалили до постоянноймассы, твердый остатокполностьюперевеливраствор

спомощью H2S04, а объем раствора довели до 1 дм3. Рассчитайте молярную концентрацию соли в приготовленном растворе.

38.Раствор, полученный обработкой 18 г смеси Fe и Си серной кислотой (w = 70 %) при нагревании, выпарили и по­ лучили 153,53 г смеси кристаллогидратов (массовая доля Н20

всоли железа 28,85 %, а в соли меди —36,07 %). Определите массовую долю железа в исходной смеси и химическое коли­ чество затраченной кислоты.

39.Какую массу FeS04 • 7Н20 необходимо растворить в 250 г воды, чтобы каждый грамм полученного раствора со­ держал 0,1 г безводной соли?

40.В какой массе воды следует растворить 10 г CuS04 х

х5Н20 , чтобы каждый грамм полученного раствора содер­ жал 0,01 г ионов меди?

41.* Какая масса FeS04-7H20 нужна для получения 32,1 г Fe(OH)3?

42.При растворении в 86,1 г воды 13,9 г кристаллогидрата FeS04 • яН20 массовая доля FeS04 стала равной 0,076. Опре­ делите формулу кристаллогидрата.

43.Кристаллогидрат Na3P04-12H20 химическим количе­ ством 1,0 моль растворили в 75,0 моль воды. Плотность по­ лученного раствора равна 1,09 г/см3. Вычислите молярную концентрацию ионов Na+ в этом растворе.

44.Смесь равных масс моногидрата гидросульфата натрия

идекагидрата сульфата натрия растворили в воде. Масса ра­ створа оказалась больше массы исходной смеси кристалло­ гидратов в 10 раз. Вычислите, сколько атомов водорода при­ ходится в этом растворе на 100 атомов кислорода.

45.В каком мольном отношении следует смешать соот­ ветственно Na2S04 и CuS04 • 5Н20 , чтобы при растворении этой смеси в необходимом объеме воды получился раствор с равными массовыми долями ионов Na+ и Си2+?

46.В каком соотношении по массе следует смешать соот­ ветственно воду и кристаллогидрат, в котором массовая доля безводной соли 63,7 %, чтобы получить раствор с массовой долей безводной соли 20 %?

47.Химическое количество СгВг3-6Н20 в 90 раз меньше химического количества воды, взятой для растворения кри­ сталлогидрата. Плотность полученного раствора 1,20 г/см3. Вычислите молярную концентрацию безводной соли в этом растворе.

48. Чему равны соответственно массы ВаС12 и ВаС12-2Н20, которые надо взять для приготовления 1,5 дм3 раствора

(р = 1,072 г/см3) с и>(ВаС12) = 8 %?

49.* Кристаллогидрат состава Ме2С 03 -хН20 массой 14,3 г растворили в воде массой 128,7 г и получили раствор с w(Me2C 0 3) равной 3,71 %. При добавлении к полученному раствору избытка соляной кислоты и нагревании выделился газ объемом (н.у.) 1,12 дм3. Установите формулу кристалло­ гидрата.

50.В кристаллогидрате CaS04 - хН20 число атомов кисло­ рода в 1,5 раза больше числа атомов водорода. Укажите мо­ лярную массу кристаллогидрата.

51.Врезультате взаимодействия кристаллогидрата Ba(N03)2H20

сраствором H2S04 образовался раствор H N 03, на взаимодей­ ствие с 3,25 г которого расходуется раствор NaOH объемом

6,2 см3 с c(NaOH) = 1,0 моль/дм3. Найдите w(H2S04) в исход­ ном растворе.

Ответы:

1.4,92 %. 2. 12,7 г. 3. 85,7 г. 4. 9687,5 г воды и 312,5 г кристаллогидрата.

5.Примерно 5,5 дм3. 6.24 %. 7. 360 граствора и 60 г медного купороса. 8.220 г. 9.0,137 г. 10.6 моль. 11.162,2 см3 FL,0; 33,5 г кристаллогидрата. 12. MgCl2*6H20.

13.20,4 %. 14. 91,8 %. 15. w(FeS04-7H20 ) = 59,7 %; w(CuS04*5H20) = 40,3 %.

16.Mg(N03)2 -6H20 . 17. Zn(N03)2 -6H20 . 18. vt^SC^) = 93,3 %; w(Na2S04x xl0H2O) = 6,7 %. 19. 367,4 г H20 и 112,6 г ВаС12-2Н20 . 20. 2,575 r CuS04*5H20.

21.300,3 г кристаллогидрата и 699,7 г воды. 22. Cu(N03)2*3H20 . 23. Na2S 03x х7Н20 . 24. Na2S04 -7H20 . 25. 57 %. 26. C u(N 03)2 • 3H20 . 27. NaBr *2Н20 . 28.8,06 г. 29.55,6 г. 30.210 см3. 31.30,5 г. 32.20,0 г. 33. 3,46 %. 34. Bi(N03)3-5H20.

35.117 г. 36. 6,32 • 1023. 37. 0,01 моль Fe2(S04)3. 38. 75 %; 0,87 моль. 39. 56 г.

40.244,6 г. 41. 83,4 г. 42. FeS04-7H20 . 43. 1,90 моль/дм3. 44. 193. 45. 1,39:1. 46.2,19:2. 47.0,594 моль. 48.128,бги 150,9 г. 49. Na2CO3*10H20 . 50.172г/моль.

51.9,86 %.

§18. Определение состава

имассовой доли солей

При взаимодействии различных классов соединений в общем случае могут образоваться соль одного состава (сред­ няя, кислая или основная) или же смесь кислой и средней соли или средней и основной соли (кислые и основные соли в растворе совместно не существуют)1.

Решать такие задачи нужно по следующей схеме:

1)рассчитываем химические количества реагентов;

2)записываем уравнения возможных реакций между реа­ гентами;

3)на основании анализа химических количеств реаген­ тов и их стехиометрических коэффициентов делаем вывод о составе продуктов.

ПРИМЕР 18-1.* Оксид фосфора (V) массой 7,1 г полнос­ тью растворили в растворе гидроксида калия массой 56 г с массовой долей щелочи 20 %. Найдите состав и массовую долю соли в полученном растворе.

Решение

Этап 1

М(Р20 5) = 142 г/моль; М(КОН) = 56 г/моль;

1Следует иметь в виду, что совместно в растворе не существуют фосфа­ ты и дигидрофосфаты: К3Р04 + КН2Р04 = 2К2НР04.

§ 18. Определение состава имассовой доли солей___________________ 237

/и(КОН) = т(р-ра КОН) • w(KOH) = 56* 0,2 =11,2 (г);

Этап 3

Согласно данным задачи (см. этап 1), находим отноше­ ние химических количеств щелочи и оксида:

«(КОН): и(Р20 5) = 0,2: 0,05 = 4:1.

Видим (см. этап 2), что такое отношение отвечает стехио­ метрическим коэффициентам для КОН и Р20 5 в уравнении (18-2). Следовательно, образуется гидрофосфат калия.

Находим массу и массовую долю соли в растворе.

0,05 моль х

х = «(К2Н Р04) = 0,° ^ 2 = 0,1 (моль);

m(K2H P04) = «(KjHPO,) • М(К2Н Р04) = 0,1 • 174 = 17,4 (г);

т(р-ра К2Н Р04) = /и(р-ра КОН) + /и(Р20 5) =

= 56 + 7,1 =63,1 (г);

Ответ: w(K2H P04) = 27,6 %.

Конечно, если вы помните все уравнения реакций (с ко­ эффициентами!) оксида фосфора (V) со щелочами, то вам

нет необходимости записывать в этапе 2 все уравнения. Най­ дя поданным этапа 1 отношение химических количеств КОН и Р20 5, в ы сразу можете записать нужное уравнение и прово­ дить дальнейшие расчеты.

1.Газ, полученный при сжигании 44,8 дм3 (н.у.) метана, про­ пустили через 0,5 дм3 раствора NaOH (w = 25 %, р = 1,28 г/см3). Определите состав и массовую долю полученной соли.

2.Определите состав и массовую долю соли, полученной растворением в 160 г раствора с w(NaOH) = 5 % оксида фос­ фора (V) массой 14,2 г.

3.Газ, выделившийся при нагревании 10,7 г хлорида аммо­ ния с избытком щелочи, поглотился раствором, содержащим 19,6 г Н3Р 04. Найдите состав и массу полученной соли.

4.После сжигания смеси сероводорода с избытком кислоро­ да ее объем уменьшился на 67,2 дм3 (н.у.). Полученный газ про­

пустили через 285,7 см3 раствора NaOH (w = 40 %, р = 1,4 г/см3). Определите состав и массовую долю полученной соли.

5.Сожгли 5,6 дм3 (н.у.) газа, состоящего (% по массе) из 20 % водорода и 80 % углерода и имеющего относительную плот­ ность по водороду 15. Образовавшийся газ пропустили через раствор, полученный взаимодействием 20 г неизвестного ме­ таллас водой. Определите состав и массу полученной соли, если известно, что при взаимодействии 20 г металла с водой получа­ ется гидроксид металла (II) и выделяется 11,2 дм3 газа (н.у.).

6.Оксид железа (III) массой 48 г полностью восстановили до металла нагреванием в токе СО. Полученный при этом газ про­ пустили через раствор, образованный взаимодействием 36 г Са

сизбытком воды. Установите состав и массу полученной соли.

7.Фосфор, полученный из 15,5 г ортофосфата кальция, полностью окислили избытком кислорода и продукт раство­ рили в 250 см3 раствора, содержащего 0,8 моль NaOH (р =

=1 г/см3). Найдите состав и массовую долю соли в получен­ ном растворе.

8.Оксид, полученный при полном окислении 1,55 г фос­ фора избытком кислорода, пропущен через 3,7 дм3 раствора

сw[Ca(OH)2] = 0,1 % (р = 1 г/см3). Укажите молярную массу полученной соли.

9.В воде растворили оксид натрия и вещество, полученное при сжигании фосфора в избытке кислорода, затем раствор выпарили. Какое вещество находится в сухом остатке, если использовались равные массы оксида натрия и фосфора?

Рассмотрим пример решения задачи, когда образуется смесь солей.

ПРИМЕР 18-2.* Оксид фосфора (V) массой 14,2 г полно­ стью растворили в растворе КОН массой 140 г с массовой до­ лей щелочи 20 %. Определите химические количества полу­ ченных солей.

Решение

Находим:

П ( Р А ) = ^ 1 = 0Д (М°ЛЬ);

/и(КОН) = 140 • 0,2 = 28 (г);

28

п(КОН) = — = 0,5 (моль); 56

я(КОН): и(Р20 5) = 0,5: 0,1 = 5:1.

Видим, что такому отношению химических количеств КОН и Р20 5 не удовлетворяет ни одно из уравнений реакций

(18-1)—(18-3) (см. пример 18-1).

Что делать дальше?

Можно заметить, что коэффициент 5 для КОН лежит в промежутке между стехиометрическими коэффициентами для КОН, равными 4 и 6, в уравнениях реакций (18-2) и (18-3). Это как раз и свидетельствует о том, что образуется смесь со­ лей I^HPO^, и К3Р 04.