Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Химия. Подготовка к централизованному тестированию. Задачи и упражнения с примерами решений
.pdf
Следовательно, масса раствора с массовой долей соли 10 %, необходимая для приготовления раствора массой 150 г с массовой
долей соли 20 %, равна 100 г.
5.25. Требуется приготовить раствор кислоты с массовой долей
10 % массой 75 г из двух растворов этой кислоты с массовыми долями соответственно 5 % и 20 %. Какую массу раствора кислоты c
массовой долей 5 % нужно взять для этого?
Ответ: 50 г.
.
5.26. Какие массы медного купороса CuSO
5H2O и раствора
4
сульфата меди с массовой долей 5 % нужно взять для приготовления раствора с массовой долей CuSO
20 % массой 100 г?
4
Ответ: 25,42 г и 74,58 г.
5.27. В каких массовых соотношениях нужно взять кристалло-
гидрат FeCl
.
6H2O и воду для приготовления раствора с массо-
3
вой долей FeCl3 10 %?
Ответ: 1 к 5.
5.28. К раствору гидроксида натрия массой 50 г с массовой до-
лей 20 % добавили раствор NaOH с массовой долей 10 %. В результате массовая доля щелочи в растворе стала равной 12 %. Рассчитайте массу конечного раствора.
Ответ: 250 г.
5.29. В сосуде содержится раствор массой 300 г с массовой до-
лей соли 10 %. Часть раствора удалили из колбы и добавили воду,
масса которой в 2 раза больше массы удаленного раствора. В результате массовая доля соли в растворе составила 4 %. Рассчитайте массу полученного раствора.
Ответ: 428,6 г.
5.30. Какую массу раствора соляной кислоты с массовой долей
HCl 10 % нужно добавить к раствору гидроксида калия массой
50 г с массовой долей щелочи 12 %, чтобы получить раствор с массовой долей КОН 5 %?
Ответ: 17,2 г.
5.31. Какую массу кристаллической соды Na
⋅ 10H2O нуж-
2CO3
но добавить к раствору карбоната натрия массой 100 г с массовой
долей соли 8 %, чтобы массовая доля Na2CO3 в полученном растворе стала равной 15 %?
Ответ: 31,6 г.
5.32. В первом стакане масса раствора соли равна 60 г, а во вто-
ром масса раствора этой же соли равна 40 г. Массовая доля соли в
81
первом растворе равна 0,2, во втором – 0,05. Какую массу раствора нужно перелить из первого стакана во второй, чтобы массовая
доля соли в растворе первого стакана стала в два раза больше, чем
в растворе второго стакана?
Ответ: 20 г.
5.33. В первом стакане масса раствора соли равна 50 г, а во вто-
ром масса раствора этой же соли равна 100 г. Массовая доля соли
в первом растворе равна α, во втором - β. Из первого стакана часть
раствора массой n перенесли во второй стакан. Одновременно из
второго стакана (до внесения в него раствора из первого стакана)
отобрали такую же массу раствора и перенесли в первый стакан. В
результате массовые доли солей в растворах стали равными. Определите n.
Ответ: n = 33,33 г.
5.34. Два раствора с массовыми долями соли соответственно
20 % и 40 % смешали. Полученную смесь разделили на две равные
части. К первой части добавили воду массой 500 г, ко второй – раствор этой соли массой 800 г с массовой долей 60 %. В результате
массовая доля соли в первой части составила 10 %, во – второй
50 %. Определите массы исходных растворов.
Ответ: 475 г и 175 г.
5.2. Объемная доля растворенного вещества
5.35. Этиловый спирт массой 40 г растворили в воде массой
60 г. Определите объемную долю этилового спирта. Плотность
этилового спирта равна 0,8 г/см3, воды — 1 г/см3. Изменением
объемов при смешивании пренебречь.
Решение. Рассчитываем объемы этилового спирта и воды:
V(спирта) = m(спирта) / ρ(спирта);
3
V(спирта) = 40 / 0,8 = 50 см
V(H
O) = m(H2O) /ρ(H2O);
2
V(H2O) = 60 / 1 = 60 см3.
Объем раствора равен сумме объемов этилового спирта и воды:
V(p-ра) = V(спирта) + V(H2O) = 50 + 60 = 110 см3.
Определяем объемную долю этилового спирта:
спирта
V
спирта 100%;
φ= ⋅
()
()
p\pa
V
()
82
;
спирта 100 45,5 %.
φ=⋅=
()
50
110
5.36. Массовая доля метанола в водном растворе равна 40 %.
Определите объемную долю метанола. Плотность метанола равна
0,8 г/см
3
, воды – 1 г/см3. Изменением объемов при смешивании
пренебречь.
Ответ: 45,5 %.
5.37. Какую массу ацетона (плотность 0,9 г/см
для приготовления 70 см
3
водного раствора с объемной долей аце-
3
) нужно взять
тона 40 %. Изменением объемов при смешивании пренебречь.
Ответ: 25,2 г.
5.38. В органическом растворителе (плотность равна 1,2 г/см
растворили углеводород (плотность равна 0,8 г/см
раствора оказалась равной 0,9 г/см
3
. Определите объемную долю
3
). Плотность
3
углеводорода в растворе. Изменением объемов при смешивании
пренебречь.
Решение. Выбираем образец раствора объемом 100 см
3
. Опре-
деляем его массу:
.
m(p-pa) = V(p-pa)
m(p-pa) = 100
Если обозначить объем углеводорода в 100 см
да объем растворителя в 100 см
ρ(p-pa);
.
0,9 = 90 г.
3
3
раствора будет равен (100 – x).
раствора x, тог-
Выражаем массы углеводорода и растворителя в растворе:
.
m(углеводорода) = V(углеводорода)
m(углеводорода) = x
m(растворителя) = V(растворителя)
m(растворитель) = (100 – x)
ρ(углеводорода);
.
0,8;
.
ρ(растворителя);
.
1,2.
)
Масса раствора равна сумме масс углеводорода и растворителя
и составляет 90 г:
m(углеводорода) + m(растворителя) = 90 г.
Переписываем уравнение, подставив значения масс углеводорода и растворителя:
.
0,8) + (100 – x) . 1,2 = 90.
(x
Решаем уравнение: x = 75 см
рода равен 75 см
3
.
3
. Таким образом, объем углеводо-
83
Определяем объемную долю углеводоpода:
углеводорода
V
углеводорода 100 %;
φ= ⋅
()
углеводорода 100 75 %.
φ=⋅=
()
()
р\ра
V
()
75
100
5.39. Бензол (плотность 0,88 г/см3) смешали с растворителем
3
(плотность равна 1,4 г/см
3
1,25 г/см
. Определите объемную долю бензола в растворе. Изме-
). Плотность раствора оказалась равной
нением объемов при смешивании пренебречь.
Ответ: 28,8 %.
5.3. Молярная концентрация
Молярная концентрация – это отношение количества растворенного вещества к объему раствора.
с = n
/ V [моль/дм3]. (5.1)
5.40. Определите молярную концентрацию гидроксида калия
3
в растворе объемом 300 см
. Масса КОH в растворе равна 14 г.
Решение. Рассчитываем количество КОH:
n(KOH) = m(KOH) / M(KOH);
n(KOH) = 14 / 56 = 0,25 моль.
Определяем молярную концентрацию КОH, используя уравнение
(5.1) и учитывая, что объем раствора необходимо выразить в дм
3
с(KOH) = n(KOH) / V(р-ра);
c(KOH) = 0,25 / 0,3 = 0,83 моль/дм
3
.
5.41. Определите молярную концентрацию хлорида натрия в
3
растворе объемом 400 см
Ответ: 1,25 моль/дм
. Масса NaCl в растворе равна 29,25 г.
3
.
:
5.42. Какую массу азотной кислоты нужно взять для приготовле-
ния раствора HNO
с концентрацией 2 моль/дм3 объемом 250 см3.
3
Ответ: 31,5 г.
5.43. Какую массу бромида калия нужно взять для приго-
3
товления раствора KBr c концентрацией 0,1 моль/дм
3
500 см
.
объемом
Ответ: 5,95 г.
84
5.44. Какой объем (н. у.) хлороводорода нужно взять для приго-
товления раствора HCl c концентрацией 2 моль/дм
3
объемом 2 дм3.
Ответ: 89,6 дм3.
5.45. Какой объем (н. у.) оксида серы (IV) нужно взять для
приготовления раствора сернистой кислоты c концентрацией 1,5
моль/дм
3
объемом 3 дм3.
Решение. Определяем количество сернистой кислоты в растворе:
n(H2SO3) = c(H2SO3) . V(р-ра);
n(H
) = 1,5 . 3 = 4,5 моль.
2SO3
Сернистая кислота образуется в результате растворения оксида серы (IV) в воде:
SO
+ H2O = H2SO3.
2
Согласно уравнению реакции:
n(SO
) = n(Н2SO3); n(SO2) = 4,5 моль.
2
Рассчитываем объем оксида серы:
V(SO2) = n(SO2) . Vm;
) = 4,5 . 22,4 = 101 дм3.
V(SO
2
5.46. Какую массу раствора серной кислоты c массовой долей
H
лоты c концентрацией 0,2 моль/дм
80 % нужно взять для приготовления раствора серной кис-
2SO4
3
объемом 0,2 дм3?
Ответ: 4,9 г.
5.47. Какой объем раствора азотной кислоты с массовой долей
HNO
32 % и плотностью 1,2 г/см3 нужно взять для приготовле-
3
ния 1 дм
3
раствора кислоты c концентрацией 0,5 моль/дм3?
Ответ: 82 см
3
.
5.48. Определите молярную концентрацию гидроксида натрия
в растворе NaOH с массовой долей щелочи 30,78 % и плотностью
1,34 г/см
3
.
Решение. Выбираем образец раствора объемом 1 дм
3
. Опреде-
ляем его массу.
m(p-ра) = V(p-ра) . ρ( p-ра);
.
m(p-ра) = 1000
1,34 = 1340 г.
Рассчитываем массу NаОH в образце:
m(NaOH) = ω . m(p_pа) / 100 %;
.
m(NaOH) = 30,78
1340 / 100 = 412 г.
85
Определяем количество NaOH в образце:
n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH);
n(NaOH) = 412 / 40 = 10,3 моль.
Вычисляем молярную концентрацию NaOH:
c(NaOH) = n(NaOH) / V(p-ра);
c(NaOH) = 10,3 / 1 = 10,3 моль/дм
3
.
5.49. Определите молярную концентрацию серной кислоты в
растворе H
1,841 г/см
3
Ответ: 18,5 моль/дм
с массовой долей кислоты 98,2 % и плотностью
2SO4
.
3
.
5.4. Растворимость
5.50. В воде массой 100 г при 20 °С растворяется 40 г соли. Оп-
ределите массовую долю соли в насыщенном при 20 °С растворе.
Решение. Определяем массу раствора насыщенного раствора,
содержащего 40 г соли, учитывая, что масса воды в растворе будет
равна 100 г:
m(p-pa) = m(соли) + m(H
O);
2
m(p-pa) = 40 + 100 = 140 г.
Вычисляем массовую долю соли в насыщенном растворе:
соли
m
соли 100 %;
ω= ⋅
()
ω=⋅=
соли 100 28,6%.
()
()
p\pa
m
()
40
140
5.51. При н. у. в воде массой 100 г растворяется газ объемом
3
44,8 дм
. Молярная масса газа равна 25 г/моль. Определите мас-
совую долю газа в насыщенном (при н. у.) растворе.
Ответ: 33,3 %.
5.52. При н. у. в воде массой 100 г растворяется газ объемом
3
5,6 дм
. Относительная плотность газа по водороду равна 18. Опре-
делите массовую долю газа в насыщенном растворе при н. у.
Ответ: 8,3 %.
5.53. В воде массой 100 г при 25 °С растворяется 40 г кислоты.
Какую массу кислоты нужно взять для приготовления при 25 °С
насыщенного раствора массой 70 г?
86
Решение. Определяем массу насыщенного раствора, содержа-
.
щего 40 г кислоты и 100 г воды:
m(p-pa) = m(кислота) + m(H
O) = 40 + 100 = 140 г.
2
Рассчитываем массовую долю кислоты в насыщенном растворе:
кислоты
m
кислоты 100 %;
ω= ⋅
()
ω=⋅=
кислоты 100 28,6 %
()
()
р\ра
m
()
40
140
Вычисляем массу кислоты, требуемую для приготовления 70 г
раствора:
.
m(кислоты) = ω(кислоты)
m(кислоты) = 28,6
m(p-pa) / 100 %;
.
70 / 100 = 20 г.
5.54. В воде массой 100 г при н. у. растворяется 82,3 г хлорово-
дорода. Какой объем (н. у.) хлороводорода нужно взять для приготовления насыщенного при н. у. раствора HCl массой 300 г?
3
Ответ: 83 дм
.
5.55. В воде массой 100 г при 40 °C растворяется 50 г cоли, а
при 10 °С — 30 г. Какая масса соли выпадет в осадок при охлажде-
о
нии насыщенного при 40
С раствора массой 50 г до 10 °С?
Решение. Вначале определяем массу насыщенного при 40 °С
раствора, содержащего 100 г H
m
(p-pa) = m1(соли) + m(H2O);
1
(p-pa) = 50 + 100 = 150 г.
m
1
О и 50 г соли:
2
Затем рассчитываем массу насыщенного при 10 °С раствора,
содержащего 100 г воды и 30 г соли:
(p-pa) = m2(соль) + m(H2O);
m
2
(p-pa) = 30 + 100 = 130 г.
m
2
Вычисляем массу осадка, образующегося при охлаждении раствора, содержащего 100 г воды:
m(осадка) = m
(p-pa) – m2(p-pa);
1
m(осадка) = 150 – 130 = 20 г.
Таким образом, при охлаждении 150 г раствора выпадает в осадок
20 г соли. Теперь вычисляем массу осадка, образующегося при охлаждении 50 г насыщенного раствора. Для этого составляем пропорцию:
87
из 150 г р-ра выпадает 20 г осадка,
из 50 г — x г осадка
x = 20
.
50 / 150= 6.67 г.
5.56. В воде массой 100 г при 10 °C растворяется 5 г соли, а при
50 °С — 20,1 г. Какая масса соли выпадет в осадок при охлаждении
насыщенного при 50 °С раствора массой 350 г до 10 °С?
Ответ: 44 г.
5.57. В воде массой 100 г при 30 °C растворяется 40,8 г суль-
фата натрия. Какую массу воды нужно взять для приготовления
насыщенного при 30 °С раствора сульфата натрия из мирабилита
.
Na
10H2O массой 161 г?
2SO4
Решение. Вычисляем количество мирабилита:
n(Na
.
10H2O) = m(Na2SO
2SO4
n(Na
2SO4
.
10H2O) = 161 / 322 = 0,5 моль.
.
10H2O) / M(Na2SO
4
.
10H2O);
4
Рассчитываем количества сульфата натрия и воды в составе
мирабилита. Составляем схему:
Na
.
10H2O → Na2SO4 + 10H2O.
2SO4
Согласно схеме:
n(Na
n(H
n(H
) = n(Na2SO
2SO4
n(Na
O) = 10n(Na2SO
2
O) = 10 . 0,5 = 5 моль.
2
) = 0,5 моль;
2SO4
Определяем массы сульфата натрия и воды в составе мирабилита
m(Na
m
O) = n(H2O) . M(H2O); m1(H2O) = 5 . 18 = 90 г.
1(H2
) = n(Na2SO4) . M(Na2SO4);
2SO4
m(Na
) = 0,5 . 142 = 71 г;
2SO4
.
10H2O);
4
.
10H2O);
4
:
Из расчетов следует, что в составе раствора будет содержаться
сульфат натрия массой 71 г. Вычисляем массу воды в составе раствора. Для этого составляем пропорцию:
40,8 г Na
71 г — z г H
растворяется в 100 г H2О,
2SO4
z = m
O) = 71 . 100 / 40,8 = 174 г.
2(H2
О
2
При вычислении массы воды, необходимой для приготовления
насыщенного раствора сульфата натрия из мирабилита массой
88
161 г, нужно учесть, что мирабилит содержит кристаллизационную воду. Тогда масса воды, взятой для приготовления раствора,
равна разнице масс воды, содержащейся в конечном растворе, и
воды, входящей в состав кристаллогидрата:
О) = m2(H2О) – m1(H2O);
m(H
2
О) = 174 – 90 = 84 г.
m(H
2
5.58. В воде массой 100 г при 20 °C растворяется 20,5 г сульфа-
та меди. Какую массу воды нужно взять для приготовления насыщенного при 20 °С раствора сульфата меди из медного купороса
.
CuSO
5H2O массой 125 г?
4
Ответ: 345 г.
5.59. Растворимость нитрата серебра в 100 г воды при 30 °C
равна 274,5 г. При охлаждении насыщенного при 30 °С раствора
этой соли массой 200 г до 0 °С выпал осадок массой 81,3 г. Определите растворимость нитрата серебра при 0 °С в 100 г воды.
Решение. Определяем массу насыщенного при 30 °С раствора
нитрата серебра, содержащего 100 г воды и 274,5 г AgNO
m(p-pa) = m(AgNO
) + m(H2O);
3
:
3
m(p-pa) = 274,5 + 100 = 374,5 г.
Затем рассчитываем массу нитрата серебра в насыщенном при
30 °С растворе массой 200 г. Для этого составляем пропорцию:
374.5 г p-pa содержит 274.5 г AgNO
200 г
x = m
1
—
x г AgNO3;
(AgNO3) = 274,5 . 200 / 374,5 = 146,6 г.
,
3
Рассчитываем массу воды в насыщенном при 30 °С растворе
нитрата серебра массой 200 г:
О) = m1(р-ра) – m1(AgNO3);
m(H
2
m(H
О) = 200 – 146.6 = 53,4 г.
2
Масса растворенного нитрата серебра после охлаждения 200 г
раствора равна разнице масс нитрата серебра, содержащегося в
исходном растворе, и осадка, образовавшегося после охлаждения:
(AgNO3) = m1(AgNO3) – m(осадка);
m
2
m
(AgNO3) = 146,6 – 81,3 = 65,3 г.
2
Определяем растворимость нитрата серебра при 0 °С в 100 г
воды, учитывая, что в 53,4 г воды pаствоpяется пpи 0 °С 65,3 г
AgNO
.
3
89
Составляем пропорцию:
в 53,4 г воды растворяется 65,3 г AgNO
в 100 г — x г AgNO
(AgNO3) = 65,3 . 100 / 53,4 = 122,2 г.
x = m
3
,
3
.
3
5.60. Растворимость нитрата калия в воде массой 100 г при
60 °C равна 110 г. При охлаждении насыщенного при 60 °С раствора КNO
массой 400 г до 20 °С выпал осадок массой 148,9 г.
3
Определите растворимость нитрата калия при 20 °С в 100 г воды.
Ответ: 32 г.
5.61. Растворимость хлороводорода в 100 г воды при 0 °C равна
82,3 г. После нагревания 200 г насыщенного при 0 °С раствора до
50 °С его масса составила 175,1 г. Определите растворимость хлороводорода г при 50 °С в 100 г воды.
Ответ: 59,6 г.
5.62. Через раствор гидроксида натрия массой 50 г c массовой
долей NaOH 6 % пропустили избыток оксида углерода (IV). Раствор охладили до 0 °С. Определите массу образовавшегося осадка,
если известно, что растворимость гидрокарбоната натрия в 100 г
воды при 0 °С равна 6,9 г.
Решение. Определяем массу гидроксида натрия в исходном
растворе:
m(NaOH) = ω(NaOH)
m(NaOH) = 6
.
m(p-рa) / 100 %;
.
50 / 100 = 3 г.
Масса воды в растворе равна разнице масс раствора и гидроксида натрия:
m(H
O) = m(p-pa) – m(NaOH);
2
m(H
O) = 50 – 3 = 47 г.
2
Рассчитываем количество гидроксида натрия:
n(NaOН) = m(NaOН) / M(NaOН);
n(NaOН) = 3 / 40 = 0,075 моль.
Гидросид натрия с избытком оксида углерода реагирует по
уравнению:
NaOH + CO
= NaHCO3.
2
Согласно уравнению реакции:
n(NaНСО
n(NaНСО
) = n(NaOН);
3
) = 0,075 моль.
3
90
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]