Методичка Растворы . решение задачdoc. I. Теоретические вопросы Растворы. Растворами

• Название: I. Теоретические вопросы Растворы. Растворами
• Дата: 03.04.2021
• Размер: 0.52 Mb.
• Имя файла: Методичка Растворы . решение задачdoc.doc
• Тип: Документы; #190802
• страница: 3 из 3

Реши самостоятельно:

1. 
   Вычислите массовую долю раствора полученного смешиванием 1000 т 60% раствора с 250 т 96% раствора.
   
2. 
   Сколько грамм воды и 87% раствора серной кислоты необходимо взять для приготовления 600 г 55% раствора?
   
3. 
   Сколько граммов 8% и 75% растворов необходимо взять для приготовления 400 г 42 % раствора?
   
4. 
   Уксусная эссенция – 80% раствор уксусной кислоты (СН₃СООН). Сколько граммов этой эссенции и воды необходимо взять для приготовления 200 мл 3 % раствора уксуса применяемого как приправа к пище? Плотность эссенции можно принять равной 1 г/см³.
   
5. 
   Сколько грамм нужно взять 20% и 32,1 % растворов соляной кислоты, чтобы приготовить 242 г 26,7% раствора соляной кислоты?
   

2.8. Расчет массы воды, которая прибавляется к раствору для разбавления его.

, или

, где

С₁ – исходная концентрация, С – получившаяся концентрация, m – масса раствора, V – объем раствора.

Преобразованная формула нахождения концентрации C=


Расчет концентрации раствора при добавлении к раствору вещества.





Пример:

К 327,5 г 50% – ного раствора вещества добавили 140 г воды. Массовая доля вещества в конечном растворе равна?

Дано	Решение
m раствора =327,5 г 1 %=50% m (воды) = 140 г Найти:	140= = 140х=16375-327,5х 140х+327,5х=16375 467,5х=16375 х=35% Ответ: получившаяся концентрация 35 % Р.S. можно формулу преобразовать =

Реши самостоятельно:

1. 
   К 400 г раствора, массовая доля гидроксида калия в котором 0,45, добавлено 100 г воды. Какова массовая доля щелочи в получившемся растворе?
   
2. 
   В 200 г 2%-ного раствора поваренной соли растворили 20 г хлорида натрия. Какова массовая доля хлорида натрия в полученном растворе?
   
3. 
   К 450 г 15 %-ного раствора гидроксида кальция добавили 60 г того же вещества. Массовая доля в конечном растворе равна?
   
4. 
   Какую массу воды надо добавить к 200 г 70%-ного раствора уксусной кислоты, чтобы получить 9%-ный раствор?
   
5. 
   К 300 г 10%-ного раствора сахарозы добавили 150 мл воды. Какова массовая доля сахарозы в полученном растворе?
   

2.9. Упаривание раствора.

Задача № 1. Вычислите массу воды, которую надо выпарить из 1 кг 3%- ного раствора сульфата меди для получения 5% - ного раствора.

Решение: для решения данной задачи так же возможно применение рассмотренного выше способа.
Проанализировав условие, составим схему:

0,03 0 0,05


1 кг

х кг

1 кг - х кг
- =
исходный вода полученный

раствор раствор

Составим и решим уравнение:

1· 0,03 – х · 0 = (1 – х) · 0,05

0,03 = 0,05 – 0,5х

0,05х = 0,02

х = 0,4

Ответ: масса воды составит 0,4 кг или 400 г.

Задача № 2. Вычислите массовую долю хлорида натрия в растворе, если из 30г 10 % раствора соли при нагревании испаряется 10 мл воды.

Решение: определим массу испарившейся воды, зная, что плотность воды равна 1г/мл.

m (H₂ O) = 10 мл · 1г/мл = 10г

Составим схему к задаче:

0,1 0 х


30 г

30г – 10 г

10 г

- =

исходный вода полученный

раствор раствор

На основании схемы составим уравнение:

30 · 0,1 – 10 · 0 = ( 30 -10) · х

3 = 20 х

х = 0,15 = 15%

Ответ: массовая доля соли в полученном растворе 15%

Задача № 3. Раствор соли объемом 80 мл, имевший плотность 1,1 г/мл выпарили, получив 12 г сухого остатка. Определите массовую долю соли в исходном растворе.

Решение: определим массу исходного раствора по формуле m = V·ρ

m (раствора) = 80 мл · 1,1г/мл = 88 г

Составим схему к задаче:

х 0 1%


88 г

12 г



- =
исходный вода сухой

раствор остаток

Составим уравнение: 88 · х = 12 · 1

88х = 12

х = 12 : 88

х = 0,136 = 13,6%

Ответ: массовая доля соли в исходном растворе составляла 13,6 %

Реши самостоятельно:

1. Из 170 г 9% раствора выпарили 50 г растворителя. Определите массовую долю соли в полученном растворе.

2. Определите массу воды, которую нужно выпарить из 340 г раствора хлорида цинка с массовой долей соли 4% чтобы массовая доля соли в полученном растворе увеличилась на 1,5%.

3. Раствор соли объемом 60 мл, имевший плотность 1,3 г/мл, с массовой долей соли 3% нагрели. В результате испарилось 10 мл воды. Определите массовую долю соли в полученном растворе.

4. Вычислите массовую долю хлорида натрия в растворе, если из 50г 10 % раствора соли при нагревании испаряется 20 мл воды.

5. Вычислите массу воды, которую надо выпарить из 2 кг 5%- ного раствора сульфата натрия для получения 7% - ного раствора.

2.10. Смешивание растворов разных концентраций.

Задача № 1. Вычислить массовую долю гидроксида натрия в растворе, полученном при сливании 10 мл 40% раствора (плотность 1, 52 г/ мл) и 10 мл 10% раствора (плотность 1,1 г/мл).

Решение: определим массы исходных растворов.

m₁ = 10· 1,52 г/мл =15,2 г

m₂ = 10 · 1,1 г/ мл = 11 г

Согласно условию задачи составим схему:


15,2 г
0,4 0,1 х


11 г

15,2г + 11 г

+ =

раствор 1
раствор 2 полученный раствор

Составим уравнение:

15,2 · 0,4 + 11 · 0,1 = (15,2 + 11) · х

6,08 + 1,10 = 26,2 х

7,18 = 26,2х

х = 7,18 : 26,2

х = 0,274 = 27,4%

Ответ: массовая доля гидроксида натрия в полученном растворе составляет 27,4%.

Задача № 2. Смешали два раствора: один массой 90 г и с массовой долей соли 5%, другой массой 125 г и с массовой долей этой же соли 4%. Вычислите массу соли в образовавшемся растворе.

Решение: определим массовую долю соли в получившемся растворе. Для этого составим схему:


90 г
0,05 0,04 х


125 г

90 г + 125 г

+ =
раствор 1
раствор 2 полученный раствор

Используя данную схему, составим уравнение:

90 · 0,05 + 125 · 0,04 = (90 + 125) · х

4,5 + 5 = 215х

9,5 = 215х

х = 9,5 : 215

х =0,044 = 4,4%

Далее, применив формулу для вычисления массовой доли вещества в растворе, рассчитаем массу соли.

m (соли) = 4,4% · 215г : 100% = 9,46 г

Ответ: масса соли составляет 9,46 г

Задача № 3. Сколько граммов 75% раствора кислоты надо добавить к 30 г 15% раствора кислоты, чтобы получить 50% раствор?

Решение: составим схему

0,75 0,15 0,5


х г

х г + 30г

30 г

+ =
На основании данной схемы составим и решим уравнение:

0,75 · х + 30 · 0,15 = (х + 30) ·0,5

0,75х + 4,5 = 0,5 х + 15

0,25х = 10,50

х = 10,50 : 0,25

х = 42 г

Ответ: необходимо добавить 42 г 75% раствора кислоты.

Задача № 4. Какой объем раствора с массовой долей серной кислоты 60% (плотность 1,5 г/мл) и раствора с массовой долей серной кислоты 30% (плотность 1,2 г/мл) надо взять для приготовления раствора массой 240 г с массовой долей кислоты 50%?

Решение: Обозначим массу 1-го раствора – х г, тогда масса 2-го раствора – (240 – х) г.

На основании этих данных составим схему:

0,6 0,3 0,5


х г

240г - х г

240г
+ =
Составим уравнение:

0,6 · х + (240 – х) · 0,3 = 240 · 0,5

0,6х + 72 – 0,3х = 120

0,3х = 120 – 72

0,3х = 48

х = 160г – масса 1-го раствора

масса 2-го раствора = 240 – 160 = 80 г

Найдем объем растворов:

V₁ = m / ρ = 160 : 1,5 = 106,7 мл

V₂ = m / ρ = 80 : 1,2 = 66,7 мл

Ответ Объемы растворов равны 106,7 мл и 66,7 мл

Задача № 5. В лаборатории имеется 2 кг раствора кислоты одной концентрации и 6кг раствора кислоты другой концентрации. Если растворы смешать, то получится раствор, концентрация которого составляет 36%. Если же смешать равные массы этих растворов, то получится раствор, содержащий 32% кислоты. Какова концентрация каждого из двух имеющихся растворов?

Составим схемы.

Схема №1:

х у 0,36


2кг

2 кг + 6 кг

6кг

+ =
Схема № 2


m кг
х у 0,32


m кг

(m +m) кг

+ =
Составим и решим систему уравнений:

2 х + 6у = 8 · 0,36

mх + mу = 0,64m
2 х + 6у = 2,88

х + у = 0,64



2х + 6у = 2,88

х = 0,64 – у
2 · (0,64 – у) + 6у = 2,88

х = 0,64 – у
1 ,28 – 2у + 6у = 2,88

х = 0,64 – у



4у= 1,6 у= 0,4 = 40%

х = 0, 64 - у ; х = 0,24 = 24%
Ответ: концентрации растворов 24% и 40%
Задачи для закрепления:

1. В лаборатории имеются растворы с массовой долей хлорида натрия 10 и 20%. Какую массу каждого раствора надо взять для получения раствора с массовой долей соли 12% массой 300 г?

2. Смешали 250 г 10% и 750 г 15% растворов глюкозы. Вычислите массовую долю глюкозы в полученном растворе.

3. Какова будет массовая доля азотной кислоты в растворе, если к 40 мл 96% раствора HNO₃ (плотность 1,5 г/мл) прилить 30 мл 48% раствора HNO₃ (плотность 1,3 г/мл)?

4. Смешали 30% раствор соляной кислоты с 10% и получили 600 г 15% раствора. Сколько граммов каждого раствора было взято?

5. Кусок сплава меди и цинка массой 36 кг содержит 45% меди. Какую массу меди нужно добавить к этому куску, чтобы полученный новый сплав содержал 60% меди?

2.11. Приготовление растворов из навески кристаллогидрата.

Задача № 1. Сколько граммов кристаллогидрата Na₂SO₄ · 10 H₂O необходимо добавить к 50 мл 8% раствора сульфата натрия (плотность 1,07 г/ мл), чтобы увеличить массовую долю вещества в растворе в 3 раза?

Решение: решая данную задачу, учтем, что кристаллогидрат это вещество, в кристаллической решетке которого содержатся молекулы воды. Поэтому вычислим массовую долю безводной соли в составе данного кристаллогидрата.

Мr (Na₂SO₄ · 10 H₂O) = Аr (Na) · 2 + Аr (S) · 1 + Аr (О) · 4 + Мr (H₂O) · 10 = 23 · 2 + 32 · 1 + 16 · 4 + 10 · 1 · 2 + 10 · 16 = 322

Мr (Na₂SO₄) = 142

w (Na₂SO₄) = 142 : 322 = 0,44

2. Вычислим массу раствора сульфата натрия: m = V· ρ = 50 · 1, 07 = 53,5 г

3. Составим схему к задаче:

0,08 0, 44 0,08 · 3


53,5г

х г

53,5 г + х г

+ =

раствор

Na₂SO₄ · 10 H₂O полученный раствор Na₂SO₄

Используя данную схему, составим и решим уравнение:

53,5 · 0,08 + х · 0,44 = (53,5 + х) · 0,24

4,28 + 0,44 х = 12,84 + 0,24 х

0,2 х = 8,56

х = 42,8 г

Ответ: масса Na₂SO₄ · 10 H₂O составит 42,8 г

Реши самостоятельно:

1. Сколько граммов кристаллогидрата Na₂SO₄ · 10 H₂O необходимо добавить к 100 мл 8% раствора сульфата натрия (плотность 1,07 г/ мл), чтобы удвоить массовую долю вещества в растворе?

2. Кристаллогидрат сульфата меди (кристаллизуется с 5 молекулами воды) массой 5г растворили в воде количеством 5 моль. Рассчитайте массовую долю соли в полученном растворе.

3. Какую массу медного купороса CuSO₄ · 5H₂O необходимо взять для приготовления 40 кг 2 % раствора сульфата меди?

4. Из 500 г 40% раствора сульфата железа (II) при охлаждении выпало 100 г его кристаллогидрата (кристаллизуется с 7 молекулами воды). Какова массовая доля вещества в оставшемся растворе?

5. Вычислите массу MgSO₄ · 7H₂O и воды необходимых для приготовления 120 мл раствора сульфата магния (плотность 1,0623 г /мл) с массовой долей соли 6,2%.

2.12. Концентрирование растворов.

Задача № 1. Какую массу сухой соли нужно добавить к 15г 5% раствора хлорида натрия, чтобы получить 8% раствор соли.

Решение:

При решении подобных задач необходимо учесть, что к раствору добавляется чистое вещество, а значит, его массовая доля составляет 100% или 1.

Используя данные условия, составим схему:

0,05 1 0,08


15г

х г

15г + х г


+ =
исходный NaCl полученный

раствор раствор

По схеме составим уравнение:

15 · 0,05 + х · 1 = (15 + х) · 0,08

0,75 + х = 1,2 + 0,08 х

0,08 х = 1,2 – 0,75

0,08 х = 0,45

х = 0,45 : 0,08

х = 5,62 г

Ответ: масса сухой соли составляет 5,62 г

Реши самостоятельно:

1. К раствору хлорида бария массой 120 г с массовой долей соли 2% добавили 1,6 г этой же соли. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.

2. Через 1 л раствора аммиака с массовой долей, равной 10% (плотность 0,96 г/мл), пропустили 10 л аммиака (н.у.). Вычислите массовую долю аммиака в образовавшемся растворе.

3. К 15 мл 48 % раствора азотной кислоты (плотность 1,3 г/мл), добавили 5 мл концентрированной кислоты (плотность 1,5 г/мл). Определите массовую долю кислоты в полученном растворе.

4. Вычислите массу хлорида натрия, которую необходимо добавить к 15 г 3% раствора для увеличения массовой доли соли в 2 раза.