Свойства растворов электролитов и неэлектролитов (стр. 7 )

26 Растворимость в воде нитрата свинца (II) при 100 °С равна 127,3% по отношению к массе воды. Сколько Pb(NO3)2 может быть растворено при этой температуре в 750 мл воды? Ответ: 954,75 г.

27 Растворимость в воде хлорида бария при 60°С равна 46,4% по отношению к массе воды. Сколько ВаС12∙2Н20 может раствориться в 400 мл воды при этой температуре? Ответ:  185,6 г. 

28 Растворимость Са(ОН)2 в воде при 18 °С равна 0,02  моль/л. Сколько граммов Са(ОН)2 содержится в 500 мл раствора, насыщенного при этой температуре? Ответ:  0, 74 г.

29  Растворимость в воде PbI2 при 18 °С равна 2 ∙10-3 моль/л.  До какого объема должен быть доведен раствор, чтобы растворить 1,00 г  РbI2 в воде при этой температуре? Ответ:  1085 мл.

30 Растворимость в воде АgBr при 18 °С равна 6 ∙10-7 моль/л. Выпадет ли  осадок АgBr  при смешивании равных объемов 1∙10-7 М растворов NaBr и AgNO3? Ответ:  Осадок не выпадет.

10.2 Процентная концентрация

Пример 1. Определите массовую долю (%) хлорида калия в растворе, содержащем 0,053 кг KCl в 0,5 л раствора, плотность которого 1063 кг/м3.

Решение: Массовая доля щ или С% показывает, сколько единиц массы растворенного вещества содержится в 100 единицах массы раствора. Массовая доля - безразмерная величина, ее выражают в долях единицы или процентах:

где щA - массовая доля (%) растворенного вещества;

  mA - масса растворенного вещества, г;

  mр-ра – масса раствора, г.

Масса раствора равна произведению объема раствора V на его плотность с

m=сV, тогда 

Массовая доля хлорида калия в растворе равна

Пример 2. Какой объем раствора азотной кислоты с массовой долей HNO3 30%  (с=1180кг/м3) требуется для приготовления 20 л 0,5 М раствора этой кислоты?

Решение: Сначала определяем массу азотной кислоты в 20 л 0,5 М раствора:

M (HNO3)=63,01 г/моль;

mHNO3=0,5∙63,01∙20=630,1 г.

Определим, в каком объеме раствора с массовой долей HNO3 30%  содержится 630,1 г HNO3 :

Следовательно, чтобы приготовить 20 л 0,5 М  HNO3, надо израсходовать всего 1,78 л раствора азотной кислоты с массовой долей HNO3, равной 30%.

1 Выразить в граммах на 100 г воды концентрацию 26,5%-ного раствора хлористого натрия. Ответ:  36,05 г.

2 Смешали 800 кг 30%-ного раствора Н2S04 с 200 кг 20%-ного раствора НNO3. Вычислите процентную концентрацию серной и азотной кислот в смеси. Ответ:  4% HNO3;  24% Н2S04.

3 Сколько миллилитров воды необходимо добавить к 100 мл 60%-ного раствора H3PO4 (плотность 1,43 г/мл), чтобы получить 40%-ный раствор? Ответ:  75,1  г.

4 Сколько воды необходимо прибавить к 200 мл 10%-ного раствора NaOH (плотность 1,1 г/мл), чтобы получить 5%-ный раствор? Ответ:  220 г.

5 Сколько литров HF ( при н. у.) нужно растворить в 1 л воды для получения 2,44%-ного раствора фтористоводородной кислоты?

Ответ:  28 л.

6 Какой объем 15%-ного раствора NаОН (плотность 1,16 г/мл) можно приготовить из 2 л его 33%-ного раствора (плотность 1,36)?

Ответ:  5,16 л.

7 Какой объем воды и 20%-ного раствора NH3 (плотность 0,92 г/мл) нужно взять для приготовления 500 мл 5%-ного раствора NH3 (плотность 0,98 г/мл)?

Ответ:  133,1 мл NH3;  367,5 мл Н2О.

8 В каком массовом соотношении нужно смешать воду и 30%-ный раствор НСl, чтобы получить 10%-ный раствор? Ответ:  2:1.

9 Какие объемы 40%-ного раствора HNO3 (плотность 1,25 г/мл) и 10%-ного раствора этой же кислоты (плотность 1,06 г/мл) необходимо взять для приготовления 2 л 15%-ного раствора (плотность 1,08 г/мл)? Ответ:  0,228 л  40%-ного и 1,698 л 10%-ного раствора. 

10  В каком количестве воды нужно растворить 6,02∙1024 молекул SO3, чтобы получить 10%-ный раствор Н2S04? Ответ: 9000 г или 9 л. 

11  Какой объем 10%-ного раствора Н2S04  (плотность 1,07г/мл) нужно добавить к 300 мл 50%-ного раствора этой кислоты (плотность 1,4 г/мл), чтобы получить 30%-ный раствор? Ответ:  392,5 л.

12 В каком количестве 5%-ного раствора глюкозы следует растворить 120 г чистой глюкозы, чтобы получить 8%-ный раствор? Ответ:  3680 г.

13 Определите массовую долю (в %) нитрата кальция в растворе, полученном при смешивании 300 г 10%-ного раствора и 500 г 20%-ного раствора нитрата кальция. Ответ:  16,25%.

14 К 300 л 40%-ного раствора азотной кислоты (плотность 1,25 г/мл) прилили 125 мл воды. Определите процентную концентрацию азотной кислоты в полученном растворе. Ответ:30 %. 

15 Массовая доля НCl в растворе 36,5% (плотность1,185 г/мл). Сколько литров газообразного НСl (н. у.) поглощает 1 л воды при образовании раствора указанной концентрации? Ответ: 265,44 л

16 300 г раствора НСl нейтрализованы раствором NаОН. Масса образовавшегося NаСl оказалась равной 117 г. Определите процентную концентрацию исходного раствора НС1.  Ответ: 24,32 л

17 Какой объем 20%-ного раствора Н2504 (плотность 1,14 г/мл) требуется для полного растворения 12 г магния? Ответ:212 мл

18 Сколько воды нужно прибавить к 25 мл 40%-ного раствора КОН (плотность 1,41 г/мл), чтобы получить 2%-ный раствор? Ответ: 670мл.

19  К 1 л 20%-ного раствора  NaОН (плотность 1,225 г/мл) прибавили 10 л воды. Вычислить процентную концентрацию полученного раствора.

Ответ:  2,18 %.

20 К 500 мл раствора НСl (плотность 1,1 г/мл) прибавили 2,5 л воды, после чего раствор стал 4%-ным. Вычислить процентную концентрацию исходного раствора. Ответ:  22,2%.

21 Из 2 л 40%-ного раствора КОН (плотность 1,411 г/мл) нужно приготовить 10%-ный раствор КОН (плотность 1,082 г/мл). Сколько воды надо прибавить к имеющемуся раствору? Ответ:  8 л.

22  Сколько граммов чистого КСl и воды надо взять для приготовления 1 кг раствора, содержащего 5% калия?

Ответ: 50г KCl и 950 г H2O

23 Смешаны 300 г 40%-ного раствора Н2S04 и 700 г 10%-ного раствора той же кислоты. Вычислить процентное содержание Н2S04 в полученном растворе. Ответ:  19%.

24 Сколько граммов 32%-ного раствора HNO3 следует добавить к 600 г 80%-ного раствора той же кислоты для получения  64%-ного раствора? Ответ:  300 г.

25  Сколько граммов КОН требуется для нейтрализации 280 г 7%-ного раствора Н2S04? Ответ:  22,4 л.

26 Сколько миллилитров 8%-ного раствора NaОН  (плотность 1,09 г/мл) требуется для нейтрализации 75 мл раствора Н2S04, если известно, что из 10 мл раствора Н2S04 можно получить 0,2334 г ВаS04? Ответ: 6,88 мл.

27 Сколько граммов 4%-ного раствора ВаС12 следует прибавить к раствору Н2SО4. для получения 11,65 г ВаSО4? Ответ:  260 г. 

28 К 250 г 12%-ного раствора АgNO3 прибавили 300 г 4%-ного раствора NаС1. Вычислить массу образовавшегося АgС1. Какое вещество и в каком количестве не войдет в реакцию? Ответ:  25,3 г;  1,68 г.  AgCl  NaCl в избытке. 

29 Сколько граммов 6%-ного раствора NaОН потребуется для разложения 60 г технического хлорида аммония, содержащего 5% примесей? Ответ:  710 г.

30 Определить количества 10%-ного и 50%-ного растворов КОН, необходимых для приготовления 800 г 25%-ного раствора. Ответ:  500 г 10%-ного и 300г 50%-ного растворов.

10.3. Молярная и эквивалентная концентрация.

(молярность, нормальность)

Пример 1. Какова масса NaOH, содержащегося в 0,2 л раствора, если молярная концентрация раствора 0,2 моль/л?

Решение: Молярная концентрация См (молярность) показывает количество растворенного вещества, содержащегося в 1 л раствора.

Молярную концентрацию (моль/л) выражают формулой:

где  m1 - масса растворенного вещества, г;

  M  - молярная масса растворенного вещества, г/моль;

  V  -  объем раствора, л.

M (NaOН)=40 г/моль. Масса NaOH, содержащегося в растворе, равна

  MNaOH=СмV=0,2∙40∙0,2=1,6 г.

Пример 2. Определите молярную концентрацию эквивалента хлорида железа (ІІІ), если в 0,3 л раствора содержится 32,44 г FeCl3.

Решение: Молярная концентрация эквивалента вещества (нормальность) показывает число молярных масс эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора (моль/л):

где mА  -  масса растворенного вещества, г;

  MЭ А -  молярная масса эквивалента растворенного вещества, г/моль;

  V – объем раствора, л.

Молярная масса эквивалента FeCl3  равна

Молярная концентрация эквивалента раствора FeCl3  равна

Пример 3. Определите концентрацию раствора КОН, если на нейтрализацию 0,035 л 0,3 н. H3PO4  израсходован 0,02 л раствора КОН.

Решение: Из закона эквивалентов следует, что количество веществ эквивалентов всех участвующих в химической реакции одинаково. В реакции участвуют 0,035·0,3=0,0105 эквивалента фосфорной кислоты. Для нейтрализации  H3PO4

потребуется такое же количество вещества эквивалента КОН, т. е.

V(H3PO4)СН(H3PO4)=V(KOH)СН(KOH).

Отсюда 

  1 Определить молярную и эквивалентную концентрацию 40%-ного раствора HNO3 (плотность 1,25 г/мл). Ответ: 7,93 моль/л; 7,93 моль· экв/л.

  2 Какой объем 37%-ного раствора НС1 (плотность 1,19 г/мл) потребуется для приготовления 1,5 л 0,2М раствора?