Сегодня у нас урок химии 105 — задачи по массовой доле веществ в растворе с решениями. Как изучить? Полезные советы и рекомендации повторите предыдущие уроки химии. К предлагаемым заданиям даны решения. По возможности, постарайтесь решить задания самостоятельно, без подглядывания на решения. Если не получается, тогда смотрите решения. При обнаружении неточностей, описок, или если появятся неясные моменты, просьба написать в комментариях. Отвечу на все вопросы.

1. Вычислите массовую долю нитрата натрия в растворе, полученном путем растворения 25 г этой соли в 175 г воды?

Решение:

m(NaNO₃) = 25 г.

m(раствора) = 175 + 25 = 200 г.

ω = 25 ⃰ 100/200 = 12,5%.

Ответ: 12,5.                 

2. Выпаривая 40 г раствора КОН получили 8 г сухого гидроксида калия. Чему была равна массовая доля основания в растворе?

Решение:

m(КОН) = 8 г.

m(раствора) = 40 г.

ω = 8 ⃰ 100/40 = 20%.

Ответ: 20.

3. Вычислите массы сульфата меди и воды, которые понадобятся для получения 350 г 15 %-го раствора соли.

Решение:

m(CuSO₄) = 15 ⃰ 350/100 = 52,5 г.

m(H₂O) = 350 – 52,5 = 297,5 г.

Ответ: 297,5.

4. Какую массу соли можно получить, если выпарить 500 кг морской воды, если известно, что в морской воде содержится 3,6 % соли по массе?

Решение:

m(соли) = 3,6 ⃰ 500/100 = 18 кг.

Ответ: 18.

5. К 170 г 20 %-ного раствора бромида магния прибавлено 330 г воды. Вычислите массовую долю бромида магния в получившемся растворе.

Решение.

m(MgBr₂) = 20 ⃰ 170/100 = 34.

m(раствора) = 170 + 330 = 500 г.

ω = 34 ⃰ 100/500 = 6,8 %.

Ответ: 6,8.

6. Вычислите, какую массу воды нужно прилить к 10 кг 2 %-го раствора хлорида натрия, чтобы получить физиологический раствор, представляющий собой 0,85 %-й раствор этой соли в воде.

Решение.

m(NaCl) = 2 ⃰ 10/100 = 0,2 кг.

В получаемом растворе 0,2 кг. NaCl должны составить 0,85 %, тогда:

m(раствора) = 0,2 ⃰ 100/0,85 = 23,53 кг.

m(H₂O) = 23,53 – 10 = 13,53.

Ответ: 13,53 кг.

7. Какова будет массовая доля вещества в растворе, полученном смешением 300 г 25 %-ного и 200 г 16 %-ного растворов некоторого вещества?

Решение.

m(вещества) = 25 ⃰ 300/100 = 75 г —  в первом растворе.

m(вещества) = 16 ⃰ 200/100 = 32 г —  во втором растворе.

m(вещества общая) 75 + 32 = 107 г.

m(раствора общая) 300 + 200 = 500 г.

ω = 107 ⃰ 100/500 = 21,4 %.

Ответ: 21,4.

8. Какие массы 30 %-ного раствора сульфита аммония и воды необходимо взять для приготовления 1,5 кг 20 %-го раствора этой соли?

Решение.

m(сульфита аммония) = 1,5 ⃰ 20/100 = 0,3 кг —  должно содержаться в 1,5 кг 20 %-го раствора.

m(сульфита аммония) = 0,3 ⃰ 100/30 = 1 кг —  30 %-ного раствора.

m(воды) = 1,5  — 1 = 0,5 кг.

Ответ: 1 кг 30 %-ного раствора; 0,5 кг воды.

9. Путем разбавления 500 г 96 %-ной ceрнoй кислоты водой, следует получить 25 %-ную кислоту. Вычислите, какой объем воды для этого и какая масса разбавленной кислоты получится.

Решение.

m(H₂SO₄) = 96 ⃰ 500/100 = 480 г —  в 96 %-ом растворе.

m(25 %-ного р-ра) = 480 ⃰ 100/25 = 1920 г —  25 %-ного р-ра.

m(воды) 1920 — 500 = 1420 г.

v(воды) = 1420 мл.

Ответ: 1920 г.  25 %-ного р-ра; 1420 мл. воды.

10. В каких массовых отношениях надо смешать безводную фосфорную кислоту с водой для получения 60 %-ного раствора фосфорной кислоты?

Решение.

60 %-ный раствор означает, что на каждые 60 г. (кг., тонны) фосфорной кислоты следует брать 40 г. (кг., тонны) воды. Т.е. в массовом соотношении 60:40, 6:4, или 3:2.

Ответ: 3:2.

11. Имеется 200 г. раствора хлороводородной кислоты. Было определено, что наибольшая масса цинка, которая может прореагировать с этими 200 г. раствора равна 8,18 г. Какова массовая доля (в %) HCl в данном растворе?

Решение.

2HCl + Zn = ZnCl₂ + H₂↑

n(Zn) = 8,18/65,4 = 0,125 моль, где 65,4 – грамм-атомная масса цинка.

n(HCl) = 2n(Zn) = 0,125⃰ 2 = 0,25 моль.

m(HCl) = 0,25 ⃰ 36,5 = 9,125 г.,  где 36,5 – грамм-молекулярная масса HCl.

ω(HCl) = 9,125 ⃰ 100/200 = 4,5625 %.

Ответ: 4,5625.

12. Какой объем водорода при н.у. выделится при взаимодействии 32,7 г 15 %-ной серной кислоты с 10 г кальция?

Решение.

H₂SO₄ + Са = СаSO₄ + H₂↑

m(H₂SO₄) = 15 ⃰ 32,7/100 = 4,9 г.

Учитывая, что грамм-молекулярная масса H₂SO₄ равна 98 г., грамм-атомная масса Са – 40г., найдем количества веществ H₂SO₄ и Са. По недостатку рассчитаем объем выделяющегося водорода.

М(H₂SO₄) = 98 г/моль.

А(Са) = 40 г/моль

n(H₂SO₄) = 4,9/98 = 0,05 моль.

n(Са) = 10/40 = 0,25 моль.

Серная кислота в недостатке, расчет ведем по ней.

n(H₂SO₄) = n(H₂) = 0,05 моль.

V(H₂) = 0,05⃰ 22,4 = 1,12 л.

Ответ: 1,12.

13. 27,8 г FeSO₄^.7H₂O растворено в 272,2 мл воды. Какова будет массовая доля безводного сульфата железа в полученном растворе?

Решение.

М(FeSO₄) = 152 г/моль.

М(FeSO₄^.7H₂O) = 278 г/моль.

n(FeSO₄) = n(FeSO₄^.7H₂O) = 27,8/278 = 0,1 моль.

m(FeSO₄) = 0,1 ⃰ 152 = 15,2 г.

m(р-ра) = 27,8 + 272,2 = 300 г.

ω(FeSO₄) = 15,2 ⃰ 100/300 = 5,07 %.

Ответ: 5,07.

14. Раствор ортофосфорной кислоты плотностью 1,14 г/см³ при 20 ^оС содержит ортофосфорную кислоту, массовая доля которого 24 %. Какая масса ортофосфорной кислоты содержится в 2-х л. такой кислоты?

Решение.

Зная плотность раствора, найдем массу 2-х литров раствора и массу Н₃РО₄ в нем.

m(р-ра) = 1,14 ⃰ 2000  = 2280 г.

m(Н₃РО₄) = 2280 ⃰ 24/100 = 547,2 г.

Ответ: 547,2.

15. Вычислите массовую долю (в %) карбоната калия в растворе, полученном смешением 2-х объемов 45 %-ного раствора карбоната калия плотностью 1,476 г/см³ при 20^о С с 3 объемами воды.

Решение.

Пусть будет 200 мл. раствора карбоната калия, и к нему прилили 300 мл воды.

m(р-ра) = 1,476 ⃰ 200  = 295,2 г. – исходного.

m(K₂СO₃) = 295,2 ⃰ 45/100 = 132,84 г.

m(р-ра) = 295,2 + 300 = 595,2 г. – после добавления 300 мл. воды.

ω(K₂СO₃) = 132,84 ⃰ 100/595,2  = 22,32 %.

Ответ: 22,32.

16. К 1,5 л раствора нитрата аммония, плотность которого 1,252 г/см³при 20 ^оС, содержащего 55,0% NH₄NO₃, добавлено 1122 мл воды. Какова массовая доля (в %) нитрата аммония в полученном растворе?

Решение.                   

m(р-ра) = 1,252 ⃰ 1500  = 1878  г. – исходного.

m(NH₄NO₃) = 1878 ⃰ 55/100 = 1032,9 г.

m(р-ра) = 1878 + 1122 = 3000 г. – после добавления 1122 мл. воды.

ω(NH₄NO₃) = 1032,9 ⃰ 100/3000 = 34,43 %.

Ответ: 34,43.

17. Вычислите объем раствора хлорида натрия плотностью 1,18 г/см³(24 %-ный р-р) при 20 ^оС, который следует взять для приготовления 500 мл. этого же раствора, плотность которой 1,056 г/см³(8 %-ный р-р) при той же температуре.

Решение.                   

m(р-ра NaCl) = 1,056 ⃰ 500  = 528  г. – который надо приготовить.

m(NaCl) = 528 ⃰ 8/100 = 42,24 г. – в растворе, который надо приготовить.

m(р-ра NaCl) = 42,24 ⃰ 100/24 = 176 г. – который надо взять.

V(р-ра NaCl) = 176/1,18 = 149,15 мл. – который надо взять.

Ответ: 149,15.

18. Определите, какие массы воды и чистого глицерина необходимо взять для приготовления 250 мл 30%-ного раствора глицерина плотностью 1,073 г/см³ при 20 ^оС.

Решение.                   

m(р-ра глицерина) = 1,073 ⃰ 250  = 268,25  г. – который надо приготовить.

m(глицерина) = 268,25 ⃰ 30/100 = 80,475 г. – в растворе, который надо приготовить.

m(воды) = 268,25 — 80,475 = 187,775 г. – который надо взять.

Ответ: 187,775.

19. Сколько мл. воды надо добавить к 100 мл. уксусной эссенции (70 %-ный р-р, плотность 1,069 г/мл.) для получения столового уксуса (8 %-ный р-р, плотность 1,01 г/мл.)?

Решение.                   

m(р-ра уксусной эссенции) = 1,069 ⃰ 100 = 106,9  г.

m(уксусной кислоты) = 106,9 ⃰ 100/100 = 74,83 г. – в 106,9  г.  раствора уксусной эссенции.

m(р-ра столового уксуса) = 74,83 ⃰ 100/8 = 935,375 г. – которая получится из 100 мл. (106,9 г.) уксусной эссенции.

V(воды) = 935,375 — 106,9  = 828,475 г. – который надо добавить.

Ответ: 828,475.

20. Сколько граммов гидроксида лития пойдет на нейтрализацию 450 мл. раствора соляной кислоты плотностью 1,098 г/см³ при 20^оС?

Решение.

В первую очередь, по химическому справочнику находим, что плотности раствора соляной кислоты 1,098 г/см³ соответствует массовая доля хлороводорода 20 %.

LiOH + HCl = LiCl + H₂O

m(р-ра HCl) = 450 ⃰ 1,098= 494 г.

m(HCl) = 494 ⃰ 20/100 = 98,8 г.

М(HCl) = 36,5 г/моль.

М(LiOH) = 24 г/моль.

n(HCl) = n(LiOH) = 98,8/36,5 = 2,7 моль.

m(LiOH) = 2,7 ⃰ 24 = 64,8 г.

Ответ: 64,8.

21. Какой объем (в мл.) раствора ортофосфорной кислоты (ρ = 1,08 г/мл, при 20 ^оС) пойдет на полную нейтрализацию 84 г гидроксида калия?

Решение.

В первую очередь, по химическому справочнику находим, что плотности раствора ортофосфорной кислоты 1,08 г/см³ соответствует массовая доля Н₃РО₄ 14,6 %.

3КOH + Н₃РО₄ = К₃РО₄ + 3H₂O

М(КOH) = 56 г/моль.

n(КOH) = 84/56 = 1,5 моль.

n(Н₃РО₄) = n(КOH)/3 = 1,5/3 = 0,5 моль.

М(Н₃РО₄) = 98 г/моль.

m(Н₃РО₄) = 98 ⃰ 0,5= 49 г.

m(р-ра Н₃РО₄) = 49 ⃰ 100/14,6 = 335,62 г.

V(р-ра Н₃РО₄) = 335,62/1,08 = 310,76 мл.

Ответ: 310,76.

22. Какова массовая доля (в %) гидроксида кальцияв известковом молоке, если для приготовления 500 мл. было взято 112 г. CaO и 540 мл. воды? Вычислите плoтнoсть пoлученнoгo pacтвopa известкoвoгo мoлoкa.

Решение.

Вспомним, что известковым молоком называют насыщенный водный раствор гидроксида кальция Са(ОН)_2.

CaO + H₂O = Ca(OН)₂

Надо найти избыток-недостаток, чтобы знать, по какому веществу вести расчет.

М(CaO) = 56 г/моль.

n(CaO) = 112/56 = 2 моль.

М(Н₂О) = 18 г/моль.

n(Н₂О) =  540/18 = 30 моль.

Видно, что вода находится в избытке, расчет ведем по оксиду кальция.

n(CaO) = n(Ca(OН)₂)  = 2 моль.

М(Ca(OН)₂) = 74 г/моль.

m(Ca(OН)₂) = 2 *74 = 148 г.

m(р-ра Ca(OН)₂) = 112 + 540 = 652 г.

ω(Ca(OН)₂) = 148  ⃰ 100/652 = 22,7 %.

ρ(р-ра Ca(OН)₂) = 652/500 = 1,304 г/мл.

Ответ: 22,7; 1,304.

23. Какова массовая доля хлороводорода в соляной кислоте, полученной растворением 5,6 л. хлороводорода при (н.у.) в 40,875 мл. воды?

Решение.

М(HCl) = 36,5 г/моль.

n(HCl) = 5,6/22,4 = 0,25 моль.

m(HCl) = 0,25 *36,5 = 9,125 г.

m(р-ра) = 9,125 + 40,875 = 50 г.

ω(HCl) = 9,125 ⃰ 100/50 = 18,25 %.

Ответ: 18,25.

24. Какая масса гидроксида натрия потребуется для полной нейтрализации 300 мл. раствора серной кислоты плотностью 1,303 г/см³ при 20 ^оС?

Решение.

По химическому справочнику находим, что плотности раствора серной кислоты 1,303 г/см³ соответствует массовая доля Н₂SО₄ 40 %.

2NaOH + Н₂SО₄ = Na₂SО₄ + 2H₂O

m(р-ра Н₂SО₄) = 300 ⃰ 1,303 = 390,9 г.

m(Н₂SО₄) = 390,9 ⃰ 40/100 = 156,36 г.

М(Н₂SО₄) = 98 г/моль.

n(Н₂SО₄) = 156,36/98 = 1,6 моль.

n(NaOH) = 2n(Н₂SО₄) = 1,6 ⃰ 2 = 3,2 моль.

М(NaOH) = 40 г/моль.

m(NaOH) = 40 ⃰ 3,2 = 128 г.

Ответ: 128.

25. Оксид углерода (IV) в лаборатории получают взаимодействием мрамора с соляной кислотой, приготовленной из одного объема концентрированной соляной кислоты плотностью 1,174 г/см³ и четырех объемов воды. Вычислите массовую долю (в %) хлороводорода в полученном растворе.

Решение.

По химическому справочнику находим, что плотности раствора соляной кислоты 1,174 г/см³ соответствует массовая доля НCl 32 %.

Пусть будет 100 мл. раствора соляной кислоты плотностью 1,174 г/см³, и к нему прилили 400 мл воды.

m(р-ра) = 1,174 ⃰ 100  = 117,4 г. – исходного.

m(НCl) = 117,4 ⃰ 32/100 = 37,568 г. – в исходном растворе.

m(р-ра) = 117,4 + 400 = 517,4 г. – конечного.

ω(НCl) = 37,568 ⃰ 100/517,4 = 7,26 %.

Ответ: 7,26.

Это был у нас урок химии 105 — задачи по массовой доле веществ в растворе с решениями.