какой объем воды необходим для приготовления насыщенного раствора сульфата магния содержащего 10
Какой объем воды необходим для приготовления насыщенного раствора сульфата магния содержащего 10
Сколько граммов раствора с массовой долей 20% нитрата серебра нужно добавить к 180 г 12%-го раствора этой же соли, чтобы получить раствор с массовой долей растворенного вещества 18%? (Запишите число с точностью до целых.)
Масса раствора, масса растворённого вещества и массовая доля растворённого вещества связаны соотношением:
Пусть масса раствора, которую следует добавить x г. Тогда получим выражение:
Сколько граммов 12%-ного раствора сульфата меди(II) надо взять, чтобы при добавлении 10 г этой же соли получить раствор с массовой долей соли 18%? (Запишите число с точностью до десятых.)
Масса раствора, масса растворённого вещества и массовая доля растворённого вещества связаны соотношением:
Пусть масса первоначального раствора x г. Тогда получим выражение:
Ответ просят округлить до десятых.
К 110 г раствора с массовой долей хлорида магния 10% добавили 21 мл воды и 21 г этой же соли. Массовая доля соли в полученном растворе равна __________%. (Запишите число с точностью до целых.)
Найдем массу вещества m= 110*ω + 21=32 г
Найдем массу раствора m=m(начальное) + m(добавленное)=110 + 21 + 21=152 г
Вычислите массу гидроксида калия, который необходимо растворить в 150 г воды для получения раствора с массовой долей щёлочи 25%. Ответ дайте в граммах с точностью до целых.
Пусть — масса гидроксида калия (вещества), тогда
— масса раствора, а
— (омега) массовая доля вещества, равная 25% или 0,25. Имеем:
Задачи на кристаллогидраты
Кристаллогидраты — это сложные вещества, которые содержат в кристаллической решетке молекулы воды.
Многие соединения (чаще всего соли) выкристаллизовываются из водных растворов в виде кристаллогидратов.
Кристаллогидраты растворяются в воде, при этом протекают сложные физико-химические процессы, но, если говорить про конечный результат, вещество диссоциирует, а кристаллизационная вода отделяется и попадает в раствор. Условно процесс растворения можно записать в виде уравнения:
Но в ЕГЭ по химии лучше не записывать растворение кристаллогидрата, как химическую реакцию!
Названия кристаллогидратов, которые могут встретиться в ЕГЭ по химии:
CuSO4·5H2O — медный купорос, пентагидрат сульфата меди (II)
Na2CO3 × 10H2O — кристаллическая сода, декагидрат карбоната натрия
ZnSO4 × 7H2O — цинковый купорос, гептагидрат сульфата цинка
Как решать задачи на кристаллогидраты?
Рассмотрим приемы, которые можно использовать при решении задач на кристаллогидраты, на примере.
1. В 300 мл воды растворили 7,6 г CuSO4·5H2O (медного купороса). Определите массовую долю CuSO4 в образовавшемся растворе. |
Для определения массы соли в составе кристаллогидрата по массе кристаллогидрата можно использовать два способа.
Первый способ.
В составе кристаллогидрата медного купороса на одну частицу кристаллогидрата приходится одна частица сульфата меди (II). На две частицы кристаллогидратов тогда приходится две частицы сульфата меди и т.д. Аналогично на 1 порцию (моль) частиц кристаллогидрата приходится 1 порция (1 моль) частиц сульфата меди (II).
То есть молярное соотношение (отношение количества вещества) кристаллогидрата CuSO4·5H2O и сульфата меди (II) равно CuSO4 1:1
Находим молярные массы гидрата и сульфата меди (II):
М(CuSO4·5H2O) = 64 + 32 + 64 + 5·18 = 250 г/моль
М(CuSO4) = 64 + 32 + 64 = 160 г/моль
Количество вещества кристаллогидрата:
n(CuSO4·5H2O) = m/M = 7,6/250 = 0,0304 моль
Масса сульфата меди в составе кристаллогидрата:
m(CuSO4) = M·n = 160 г/моль·0,0304 моль = 4,864 г
Второй способ.
Определим массовую долю сульфата меди в составе кристаллогидрата:
ω(CuSO4) = М(CuSO4)/М(CuSO4·5H2O) = 160 г/моль/250 г/моль = 0,64 или 64%
Тогда массу сульфата меди в образце кристаллогидрата массой 7,6 г можно определить, зная массовую долю сульфата меди:
m(CuSO4) = ω(CuSO4) · m(CuSO4·5H2O) = 0,64 · 7,6 г = 4,864 г
Масса исходной воды:
m(H2O) = ρ·V = 1 г/мл · 300 мл = 300 г
Массу раствора сульфата меди (II) находим по принципу материального баланса: складываем все материальные потоки, которые пришли в систему, вычитаем уходящие материальные потоки.
Массовая доля сульфата меди (II) в конечном растворе:
ω(CuSO4) = m(CuSO4)/mр-ра(CuSO4) = 4,864 г/307,6 г = 0,0158 или 1,58%
Ответ: ω(CuSO4) = 0,0158 или 1,58%
2. Какую массу железного купороса (FeSO4•7H2O) надо взять, чтобы приготовить 1,25 л раствора сульфата железа с массовой долей 9%, если плотность этого раствора 1,086 г/мл? |
Масса конечного раствора сульфата железа:
mр-ра(FeSO4) = ρ·V = 1,086 г/мл·1250 мл = 1357,5 г
Масса сульфата железа в этом растворе:
m(FeSO4) = ω(FeSO4) · mр-ра(FeSO4) = 1357,5 г · 0,09 = 122,175 г
n(FeSO4) = m(FeSO4)/M(FeSO4) = 122,175 г/152 г/моль = 0,804 моль
Молярное соотношение (отношение количества вещества) кристаллогидрата FeSO4•7H2O и сульфата железо (II) равно FeSO4 1:1
Ответ: m(FeSO4•7H2O) = 223,45 г
3. В растворе хлорида алюминия с ω(AlCl3) = 2% растворили 100 г кристаллогидрата AlCl3·6H2O. Вычислите, какой стала массовая доля AlCl3 в полученном растворе, если объём раствора 1047 мл, а его плотность 1,07 г/мл. |
Масса конечного раствора хлорида алюминия:
mр-ра,2(AlCl3) = ρ·V = 1,07 г/мл·1047 мл = 1120,29 г
Тогда масса исходного раствора хлорида аммония:
Масса хлорида алюминия в исходном растворе:
Массовая доля хлорида алюминия в кристаллогидрате:
ω(AlCl3) = М(AlCl3)/М(AlCl3·6H2O) = 133,5 г/моль/241,5 г/моль = 0,5528 или 55,28%
Масса хлорида алюминия в кристаллогидрате:
mв к/г(AlCl3) = ω(AlCl3) · m(AlCl3·6H2O) = 100 г · 0,5528 = 55,28 г
Общая масса хлорида алюминия в конечном растворе:
m2(AlCl3) = mв к/г(AlCl3) + m1(AlCl3) = 55,28 г + 20,4 г = 75,68 г
Массовая доля хлорида алюминия в конечно растворе:
ω2(AlCl3) = m2(AlCl3)/mр-ра,2(AlCl3) = 75,68 г/1120,29 г = 0,068 или 6,8%
Ответ: ω2(AlCl3) = 0,068 или 6,8%
4. Вычислите массы FeSO4·7H2O (железного купороса) и воды, необходимые для приготовления 500 г раствора с массовой долей FeSO4 7%.
Ответ: m(FeSO4·7H2O) = 64 г; m(H2O) = 436 г.
5. Вычислите объём воды и массу кристаллогидрата Na2SO4·10H2O (глауберовой соли), которые требуются для приготовления 500 г раствора с массовой долей Na2SO4 15%.
Ответ: m(Na2SO4·10H2O) = 170,45 г; V(H2O) = 329,55 мл.
6. Какую массу кристаллогидрата Na2SO4·10H2O необходимо растворить в 400 мл воды, чтобы получить раствор с ω(Na2SO4) = 10%?
7. Нужно приготовить 320 г раствора с ω(CuSO4) = 12%. Рассчитайте массу кристаллогидрата CuSO4·5H2O и массу раствора с ω1(CuSO4) = 8%, которые потребуются для приготовления заданного раствора.
Ответ: m(CuSO4·5H2O) = 22,86 г; m8% р-ра = 297,14 г.
8. Вычислите, какую массу кристаллогидрата AlCl3·6H2O нужно растворить в 1 кг раствора хлорида алюминия с массовой долей AlCl3 2%, чтобы получить раствор с массовой долей AlCl3 3%.
Ответ: m(AlCl3·6H2O) = 19,2 г.
9. Сколько граммов кристаллогидрата Na2SO4·10H2O необходимо добавить к 100 мл раствора сульфата натрия с массовой долей Na2SO4 8% и плотностью 1,07 г/мл, чтобы удвоить массовую долю Na2SO4 в растворе?
10. Какую массу CuSO4·5H2O (медного купороса) нужно растворить в 1 кг раствора сульфата меди(II) с массовой долей CuSO4 5%, чтобы получить раствор с массовой долей CuSO4 10%?
Ответ: m(CuSO4·5H2O) = 92,6 г.
11. Вычислите массу CuSO4·5H2O (медного купороса), необходимую для приготовления 5 л раствора с массовой долей CuSO4 8% (плотность раствора 1,084 г/мл)? Рассчитайте молярную концентрацию CuSO4 в этом растворе.
Ответ: m(CuSO4·5H2O) = 677,5 г; c(CuSO4) = 0,54 моль/л.
12. Массовая доля кристаллизационной воды в кристаллогидрате сульфата натрия (Na2SO4·xH2O) составляет 55,9%. Определите формулу кристаллогидрата. Вычислите массовую долю сульфата натрия в растворе, полученном при
растворении 80,5 г данного кристаллогидрата в 2 л воды.
13. К раствору сульфата железа(II) с массовой долей FeSO4 10% добавили 13,9 г кристаллогидрата этой соли. Получили раствор массой 133,9 г, с массовой долей FeSO4 14,64%. Определите формулу кристаллогидрата.
14. После растворения 13,9 г кристаллогидрата сульфата железа(II) (FeSO4·xH2O) в 86,1 г воды массовая доля FeSO4 в растворе оказалась равной 7,6%. Определите формулу кристаллогидрата.
15. При охлаждении 200 мл раствора сульфата магния с ω(MgSO4) = 24% (плотность раствора 1,270 г/мл) образовался осадок кристаллогидрата MgSO4·7H2O массой 61,5 г. Определите массовую долю MgSO4 в оставшемся
растворе.
16. При охлаждении 400 мл раствора сульфата меди(II) с массовой долей CuSO4 25% (плотность раствора 1,19 г/мл) образовался осадок кристаллогидрата CuSO4·5H2O массой 50 г. Определите массовую долю CuSO4 в оставшемся растворе.
Ответ: ω(CuSO4) = 20%
17. При охлаждении 500 г раствора сульфата железа(II) с массовой долей FeSO4 35% выпало в осадок 150 г кристаллогидрата FeSO4·7H2O. Определите массовую долю FeSO4 в оставшемся растворе.
18. Медный купорос (CuSO4 × 5H2O) массой 25 г растворили в воде и получили раствор с массовой долей соли 10%. К этому раствору добавили 8,4 г железа и после завершения реакции ещё 100 г 9,8%-ного раствора серной кислоты. Определите массовую долю соли в полученном растворе.
Ответ: ω(FeSO4) = 8,7%
19. Медный купорос (CuSO4 × 5H2O) массой 100 г растворили в воде и получили раствор с массовой долей соли 20%. К этому раствору добавили 32,5 г цинка и после завершения реакции ещё 560 г 40%-ного раствора гидроксида калия. Определите массовую долю гидроксида калия в полученном растворе.
Ответ: ω(KOH) = 13,9%
20. К 20%-ному раствору соли, полученному при растворении в воде 50 г медного купороса (CuSO4 × 5H2O), добавили 14,4 г магния. После завершения реакции к полученной смеси прибавили 146 г 25%-ного раствора хлороводородной кислоты. Определите массовую долю хлороводорода в образовавшемся растворе. (Процессами гидролиза пренебречь.)
Ответ: ω(HCl) = 2,4%
21. Нитрид натрия массой 8,3 г растворили в 490 г 20%-ного раствора серной кислоты. К полученному раствору добавили 57,2 г кристаллической соды (Na2CO3 × 10H2O). Определите массовую долю кислоты в конечном растворе. Учитывать образование только средних солей.
22. Медный купорос (CuSO4 × 5H2O) массой 12,5 г растворили в воде и получили раствор с массовой долей соли 20%. К этому раствору добавили 5,6 г железа и после завершения реакции еще 117 г 10%-ного раствора сульфида натрия. Определите массовую долю сульфида натрия в конечном растворе.
Ответ: ω(Na2S) = 5,1%
23. Медный купорос (CuSO4 × 5H2O) массой 37,5 г растворили в воде и получили раствор с массовой долей соли 20%. К этому раствору добавили 11,2 г железа и после завершения реакции ещё 100 г 20%-ного раствора серной кислоты. Определите массовую долю соли в полученном растворе.
Ответ: ω(FeSO4) = 13,7%
24. При растворении в воде 57,4 г цинкового купороса (ZnSO4 × 7H2O) получили 20%-ный раствор соли. К полученному раствору добавили 14,4 г магния. После завершения реакции к полученной смеси прибавили 292 г 25%-ного раствора хлороводородной кислоты. Определите массовую долю кислоты в образовавшемся растворе. (Процессами гидролиза пренебречь.)
Ответ: ω(HCl) = 6,3%
25. При растворении 25 г медного купороса (CuSO4 × 5H2O) в воде был получен 20%-ный раствор соли. К этому раствору добавили измельчённую смесь, образовавшуюся в результате прокаливания порошка алюминия массой 2,16 г с оксидом железа(III) массой 6,4 г. Определите массовую долю сульфата меди(II) в полученном растворе.
Ответ: ω(CuSO4) = 4,03%
26. При растворении в воде 57,4 г цинкового купороса (ZnSO4 × 7H2O) получили 10%-ный раствор соли. К полученному раствору добавили 14,4 г магния. После завершения реакции к полученной смеси прибавили 240 г 30%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю гидроксида натрия в образовавшемся растворе. (Процессами гидролиза пренебречь.)
Ответ: ω(NaOH) = 7,21%
27. Свинцовый сахар ((CH3COO)2Pb × 3H2O) массой 37,9 г растворили в воде и получили 10%-ный раствор соли. К этому раствору добавили 7,8 г цинка и после завершения реакции добавили еще 156 г 10%-ного раствора сульфида натрия. Определите массовую долю сульфида натрия в конечном растворе.
Ответ: ω(Na2S) = 1,71%
28. Медный купорос (CuSO4 × 5H2O) массой 25 г растворили в воде и получили раствор с массовой долей соли 10%. К этому раствору добавили 19,5 г цинка и после завершения реакции ещё 240 г 30%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе.
Ответ: ω(NaOH) = 9,7%
29. При растворении в воде 114,8 г цинкового купороса (ZnSO4 × 7H2O) получили 10%-ный раствор соли. К полученному раствору добавили 12 г магния. После завершения реакции к полученной смеси прибавили 365 г 20%-ного раствора хлороводородной кислоты. Определите массовую долю кислоты в образовавшемся растворе. (Процессами гидролиза пренебречь.)
Ответ: ω(HCl) = 3,58%
30. Медный купорос (CuSO4 × 5H2O) массой 50 г растворили в воде и получили раствор с массовой долей соли 10%. К этому раствору добавили 19,5 г цинка и после завершения реакции ещё 200 г 30%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе.
Ответ: ω(HCl) = 3,58%
31. Медный купорос (CuSO4 × 5H2O) массой 50 г растворили в воде и получили раствор с массовой долей соли 16%. К этому раствору добавили 26 г цинка и после завершения реакции ещё 320 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе.
Ответ: ω(NaOH) = 3%
32. Фосфид кальция массой 18,2 г растворили в 182,5 г 20%-ного раствора соляной кислоты. К полученному раствору добавили 200,2 г кристаллической соды (Na2CO3 × 10H2O). Определите массовую долю карбоната натрия в конечном растворе.
Ответ: ω(HCl) = 3,58%
Задачи на состав и определение формулы кристаллогидратов:
14. В 0,250 моль дигидрата ацетата металла 2А-группы содержится 1,535∙10 25 электронов. Установите, какой металл входит в состав кристаллогидрата.
Задачи на реакции с участием кристаллогидратов:
8. В 1 л воды растворили 57,2 г кристаллической соды (декагидрат карбоната натрия). Через полученный раствор пропустили 1,12 л углекислого газа. Найти массовые доли веществ в полученном растворе.
Задачи на материальный баланс и растворы с участием кристаллогидратов:
Задачи с использованием понятия – растворимость.
Примеры:
Решение 1-ой задачи:
m (p. Na 2 SO 4 ) = 50 г Р(Na 2 SO 4 ) = 50 г Решение 2-ой задачи:
|