Химия. Решебник

Реакция взаимодействия NaOH и Н2SО4:

2NaOH + Н2SО4 → Na2SО4 + 2Н2О; ν(NaOH) = 2ν(Н2SО4) = 4 моль · 0,5 = 2 моль Н2SО4;

V NaOH 421 2 л.

Задание 9. Смешали 10 г 30 %-ного раствора нитрата серебра и 15,5 г 3 %-ного раствора хлорида калия. Масса (г) образовавшегося осадка (с точностью до десятых долей) равна ___________ .

Ответ: 0,9.

Решение

AgNO3 +KCl →AgCl↓ +KNO3; m AgNO3 1010030 3 г ;

М(AgNO3) = 170 г/моль;

ν AgNO3 1703 0,0176 моль; m KCl 15,51003 0,465г;

М(KCl) = 74,5 г/моль;

ν KCl 074,465,5 0,0062 моль.

KCl в недостатке, расчет ведем по нему:

ν(AgCl) = ν(KCl) = 0,0062 моль; М(AgCl) = 143,5 г/моль; m(AgCl) = 0,0062 ·143,5 = 0,9 г.

Задание 10. К 70 мл хлороводородной кислоты прибавили нитрат серебра до прекращения образования осадка. В результате реакции образовалось 0,8 г хлорида серебра. Молярная концентрация соляной кислоты равна _________

моль/л. (Ответ округлить с точностью до сотых долей).

Ответ: 0,08.

Решение

AgNO3 + НCl →AgCl↓ + НNO3; М(AgCl) = 143,5 г/моль;

61

ν AgCl 1430,8,5 0,0056моль;

ν(НCl) = ν(AgCl) = 0,0056 моль.

Молярная концентрация соляной кислоты равна:

HCl 0,0056 1000 0,08; 70

Задание 11. Объем сероводорода (н.у.), растворенного в 60 мл воды для получения раствора с массовой долей 1,5 %, равен ________ л. (Ответ округлить с точностью до десятых).

Ответ: 0,6.

Решение

m H2S 60 1,5 0,9137г; 98,5

М(H2S) = 34 г/моль;

V H2S 0,9137 22,4 0,6л.

34

Задание 12. Через 100 г 10 %-ного раствора соляной кислоты пропустили 2,66 л хлористого водорода. Массовая доля (%) кислоты в полученном растворе равна _________%. (Ответ округлить с точностью до десятых).

Ответ: 13,7.

Решение

M(HCl) = 36,5 г/моль; m(HCl) = 10 г – в исходном растворе;

m НCl 36,5 2,66 4,3344г – дополнительно растворенный;

22,4

m(HCl) = 10 + 4,3344 = 14, 3344 – в полученном растворе; m(раствора) = 100 + 4,3344 = 104,3344 г;

ω 14,3344 100 13,7 %. 104,3344

Задание 13. Сколько граммов бихромата калия выкристаллизуется из 600 г насыщенного при 70 °С раствора, если его охладить до 20 °С. Растворимость

62

Решение

Растворимость (коэффициент растворимости) показывает массу вещества, которая может раствориться в 100 г растворителя при образовании насыщенного раствора.

Если растворить 60 г K2Cr2O7 в 100 г воды при 70 °С, то получится 160 г насыщенного раствора. Исходя из этого, найдем массу K2Cr2O7, которая будет содержаться в 600 г раствора при 70 °С.

Теперь найдем массу воды в этом растворе: m(Н2О) = 600 – 225 = 375 г.

Вычислим массусоли,которая может раствориться в375 г водыпри20°С:

Вычислим массу соли, которая выпадет в осадок: m(K2Cr2O7) = 225 – 56,25 = 168,75 г.

Задание 14. Какие массы 20 и 30 %-ного раствора ВaCl2 необходимо взять, чтобы получить раствор с массовой долей 24 % массой 250 г?

1) 180 и 70; 2) 150 и 100; 3) 50 и 200; 4) 140 и 110.

Ответ: 2) 150 и 100.

Решение

МассаВaCl2, котораядолжна содержаться в250 г 24 %-ногораствора,равна:

Обозначим через «х» массу 20 % раствора хлорида бария, через «y1» массу хлорида бария в нем.

Масса 30 %-ного раствора хлорида бария будет равна: (250 – х). Обозначим массу хлорида бария в нем как «y2».

Тогда, можно составить пропорцию:

в100 г 20 %-ного раствора содержится 20 г ВaCl2;

вх г 20 % раствора содержится y1 г ВaCl2;

у1 20100х 0,2х.

63

Для 30 %-ного раствора можно составить пропорцию: в 100 г 30 %-ного раствора содержится 30 г ВaCl2;

в (250 – х) г 30 %-ного растворасодержится y2 г ВaCl2. Отсюда получаем:

у2 250 х 30 0,2х.

100

Далее получаем:

y1 + y2 = 60;

0,2 250 х 30 60.

100

Решая уравнение находим, что х = 150 г, т. е. это масса 20 %-ного раствора хлорида бария.

Масса 30 %-ного раствора будет равна: 250 – 150 = 100 г.

Задание 15. Растворимость нитрата свинца при 10 °С равна 44 г, а при 60 °С составляет 95 г (на 100 г воды). Сколько граммов соли выпадет в осадок, если 390 г его насыщенного раствора охладить от 60 до 10 °С?

1) 45; 2) 75; 3) 88; 4) 102.

Ответ: 4) 102.

Решение

Растворимость (коэффициент растворимости) показывает массу вещества, которая может раствориться в 100 г растворителя при образовании насыщенного раствора.

Если растворить 95 г Pb(NO3)2 в 100 г воды при 60 °С, то получится 195 г насыщенного раствора. Из этого, найдем массу Pb(NO3)2, которая будет содержаться в 390 г раствора при 60 °С.

Найдем массу воды в этом растворе:

m(Н2О) = 390 – 190 = 200 г.

Вычислим массу соли, которая может раствориться в 200 г воды при 20°С:

Вычислим массу соли, которая выпадет в осадок: m(Pb(NO3)2) = 190 – 88 = 102 г.

64

Задание 16. Вычислить массовую долю сульфата магния в его насыщенном растворе при 95 оС, если растворимость этой соли при такой температуре

Ответ: 4) 41.

Решение

Растворимость (коэффициент растворимости) показывает массу вещества, которая может раствориться в 100 г растворителя при образовании насыщенного раствора.

Если растворить 70 г MgSO4 в 100 г воды при 95 °С, то получится 170 г насыщенного раствора. Из этого, найдем массовую долю раствора при 95°С.

ω MgSO 4 100 70 41,17 %. 170

Задание 17. Сколько граммов хлористого аммония выпадет в осадок из 450 г раствора, насыщенного при 90 °С, при охлаждении его до 20 °С. Раство-

Ответ: 1) 100.

Решение

Так как растворимость NH4Cl в 100 г воды при 90 °С равна 80 г, то в 180 г насыщенного при этой температуре раствора содержится 80 г. Исходя из этого, найдем массу NH4Cl, которая будет содержаться в 450 г раствора при 90 °С.

m NH4Cl 450 80 200 г. 180

Найдем массу воды в этом растворе:

m(Н2О) = 450 – 200 = 250 г.

Вычислим массу соли, которая может раствориться в 250 г воды при 20°С:

m NH4Cl 250 40 100 г. 100

Вычислим массу соли, которая выпадет в осадок: m(NH4Cl) = 200 – 100 = 100 г.

Задание 18. Вычислить количество молей катионов калия, образующихся при диссоциации 3 молей гидрофосфата калия, если принять, что диссоцииру-

Ответ: 2) 5,7.

65

Решение

К2HРО4 ↔ 2К+ +HРО42-. По уравнению реакции

ν[К+] = 2ν[К2HРО4] = 3·2 = 6 моль.

Так как у нас степень диссоциации равна 95 %, то

ν[К+] = 6 · 0,95 = 5,7 моль.

Задание 19. Сколько всего молей катионов кальция образуется при диссоциации солей в растворе, содержащем 82 г нитрата кальция и 22,2 г хлорида кальция, если принять, что соли диссоциируют полностью.

1) 0,8; 2) 0,6; 3) 0,7; 4) 0,9.

Ответ: 3) 0,7.

Решение

Са(NO3)2 ↔ Са2+ +2NO3-; СаCl2 ↔ Са2+ + 2Cl-; М(Са(NO3)2) = 164 г/моль;

ν(Са2+) = ν(Са(NO3)2) = 0,5 моль – в первой реакции;

М(СаCl2) = 111 г/моль;

ν CaCl2 22111,2 0,2 моль ;

ν(Са2+) = ν(СаCl2) = 0,2 моль – во второй реакции. Суммарно в двух реакциях:

ν(Са2+) = 0,5 + 0,2 = 0,7 моль.

Задание 20. Оксид фосфора (V), получившийся при окислении фосфора, растворили в 30 %-ном растворе гидроксида калия (ρ = 1,285 г/мл) с образованием 43,5 г гидрофосфата калия. Рассчитать, сколько мл раствора гидроксида

Ответ: 4) 72,6.

Решение

P2O5 4KOH 2K2HPO4 H2O.

M K2HPO4 174 г/моль;

66

Задание21. Для окисления Со(II) доСо (III) врастворе сульфата кобальта(II), подкисленном серной кислотой (масса раствора 500 г), потребовалось 200 г

Решение

K2Cr2O7 + 6CoSO4 + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3Co2(SO4)3 + 7H2O. М(K2Cr2O7) = 294 г/моль;

М(CoSO4) =155 г/моль;

ν(CoSO4) = 6ν(K2Cr2O7) = 0,01·6 = 0,06 моль; m(CoSO4) = 0,06 · 155 = 9,3 г;

ω СoSO4 9,3 100 3,1 %. 500

67

VIII. МАССОВЫЕ ДОЛИ ВЕЩЕСТВ В РАСТВОРЕ

Задание 1. Сколько граммов глауберовой соли нужно добавить к 200 г воды, чтобыполучить 15 %раствор сульфатанатрия?(Ответ округлитьдо целых).

1) 103; 2) 125; 3) 188; 4) 204.

Ответ: 1) 103.

Решение

М(Na2SO4) = 142 г/моль; М(Na2SO4·10H2O) = 322 г/моль.

Обозначим через «х» массу кристаллогидрата Na2SO4·10H2O, через «y» массу Na2SO4 в нем. Тогда, масса раствора будет: (200 + х). Масса Na2SO4 в x г

Na2SO4·10H2O будет:

322 г Na2SO4·10H2O содержит 142 г Na2SO4;

х г Na2SO4·10H2O содержит y г Na2SO4;

у 142322х.

Тогда можно составить пропорцию:

100 г раствора содержит 15 г Na2SO4;

(200 + х) г раствора содержит 142322хг Na2SO4 ;

х 103,09.

Задание 2. Какую массу (г) кристаллогидрата CаCl2∙6H2O нужно растворить в 500 г воды, чтобы получить 20 %-ный раствор хлорида кальция? (Ответ

Ответ: 2) 325,9.

Решение

М(CаCl2) = 111 г/моль; М(CаCl2∙6H2O) = 219 г/моль.

Обозначим через «х» массу кристаллогидрата CаCl2∙6H2O, через «y» массу CаCl2 в нем. Тогда, масса раствора будет: (500 + х).

Масса CаCl2 в х г CаCl2∙6H2O будет:

219 г CаCl2∙6H2O содержит 111 г CаCl2;

68

х г CаCl2∙6H2O содержит y г CаCl2;

у 111219х.

Далее можно составить пропорцию:

100 г раствора содержит 20 г CаCl2; (500 + х) г раствора содержит 111219х г CаCl2;

100 111х 20 500 х ;

219

х = 325,9.

Задание 3. Какой объем (л) при (н.у.) оксида серы (IV) нужно растворить в 800 г раствора, содержащего 164 г сернистой кислоты, чтобы образовался 30%-ный раствор сернистой кислоты? (Ответ округлить до десятых).

1) 16,8; 2) 32,4; 3) 27,1; 4) 44,2.

Ответ: 3) 27,1.

Решение

SO2 +H2O = H2SO3; М(SO2) = 64 г/моль; М(H2SO3) = 82 г/моль.

Обозначим через «х» массу SO2, через «y» массу H2SO3, которая образуется из х г SO2. Тогда, масса раствора будет:(800 + х).

Масса H2SO3,образовавшейся из х г SO2 будет:

у 8264х 1,28125х.

Суммарная масса H2SO3 в образовавшемся растворе будет: m(H2SO3) = 164 + 1,28125х.

Тогда можно составить пропорцию:

100 г раствора содержит 30 г H2SO3;

(800 + х) г раствора содержит (164 + 1,28125х) г H2SO3;

х = 77,4522 г SO2;

69

Задание 4. Вычислить массовую долю (%) вещества в растворе, получен-

Ответ: 1) 33,6.

Решение

2К + 2H2O = 2КOН +H2↑; Аr(К) = 39;

М(КOН) = 56 г/моль;

М(H2) = 2 г/моль;

ν K ν KOH 1139,7 0,3моль;

ν H2 ν KOH2 02,3 0,15 моль; m(КОН) = 0,3·56 = 16,8 г;

m(H2) = 0,15·2 = 0,3 г; m(H2O) = 38,6 г;

m(раствора) = 38,6 + 11,7 – 0,3 = 50 г;

ω раствора 16,8 100 33,6 %.

50

Задание 5. Вычислить массовую долю раствора основания, полученного добавлением 27,4 г металлического бария к 201 мл воды.

1) 12; 2) 10; 3) 15; 4) 20.

Ответ: 3) 15.

Решение

Ва + 2H2O = Ва(OН)2 +H2↑; Аr(Ва) = 137; М(Ва(OН)2) = 171 г/моль; М(H2) = 2 г/моль.

Из уравнения реакции видно, что при образовании гидроксида бария, в виде газа уходит водород.

Стехиометрия протекающей реакции:

νBa :ν H2O :ν Ba OH 2 :ν H2 1:2:1:1;

νBa ν Ba OH 2 ν H2 27137,4 0,2 моль;

70