Тренажер по подготовке к ЕГЭ 2022г по химии (2). Решение задач на растворимость

Название	Решение задач на растворимость
Анкор	Тренажер по подготовке к ЕГЭ 2022г по химии (2
Дата	29.03.2022
Размер	24.3 Kb.
Формат файла
Имя файла	Тренажер по подготовке к ЕГЭ 2022г по химии (2).docx
Тип	Задача #426130

Тренажер по подготовке к ЕГЭ 2022г по химии Решение задач на растворимость

В 2022г в ЕГЭ по химии произойдет ряд изменений. Одним из таких изменений будет замена задачи №27 на растворы на задачу с использованием понятия "растворимость". Данный тренажер предлагает разобрать задачи подобного типа, а также задачи для самостоятельного решения.

Задача 1. В таблице приведена растворимость бромида калия (в граммах KBr на 100 г воды) при различной температуре.

Температура,^оС	10	20	30	40	60	80	100
Растворимость, г на 100 г воды	60	65	71	76	86	95	103

Определите, сколько граммов бромида калия выпадет в осадок при охлаждении 250 г насыщенного при 80 ^оС раствора до температуры 20 ^оС. (Запишите число с точностью до целых).

Решение: 1) Введем обозначения: m1 и m2 - масса раствора при температуре 80 и 20 градусов по Цельсию соответственно; m1 при этом по условию задачи равно 250 г.; m(c1) и m(c2) - масса растворенной соли в растворе при указанных температурах; m(в) - масса воды в растворах при обеих температурах (обратим внимание, что она постоянна); m(о) - масса осадка соли, выпавшего при охлаждении насыщенного раствора до 20 градусов по Цельсию. Зная максимальную растворимость соли в воде при 80 градусах, можем перевести массу воды в соответствующую массу раствора и найти m(c1): в (100+95) г. насыщенного раствора растворено 95 г. соли, а в 250 г. - m(c1) г. соли. Отсюда m(c1) = (95*250)/195 = 121,8 г. KBr 2) Найдем далее массу воды: m(в) = 250 - 121,8 = 128,2 г. 3) Теперь мы можем составить другую очевидную пропорцию для раствора, насыщенного при температуре 20 градусов по Цельсию: в 100 г воды растворено 65 г. соли, в 128,2 г. воды - m(c2) г. соли. То есть, m(c2) = (128,2*65)/100 = 83,33 г. KBr 4) Остается найти массу осадка как разность масс растворенной соли при двух температурах: m(о) = m(c1) – m(c2) = 121,8 - 82,33 = 38,47 г. или, округляя до целого числа, 38 г. KBr

Задача 2 Массовая доля вещества в насыщенном растворе равна 24% при некоторой температуре. Определите коэффициент растворимости этого вещества при данной температуре.
Решение:

Для определения растворимости вещества примем массу раствора равной 100 г. Тогда масса соли равна:

m_р.в. = m_р-ра⋅ω_р.в. = 100⋅0,24 = 24 г

Масса воды равна:

m_воды = m_р-ра – m_р.в. = 100 — 24 = 76 г

Определяем растворимость:

S =m_р.в./m_р-ля⋅100 = 24/76⋅100 = 31,6 г вещества на 100 г воды.
Задача 3 Растворимость карбоната натрия при 20*С составляет 21,8 г в 100 г воды, а при

40*С – 48,8 г. Вычислите массу кристаллической соды, которая выпадет в осадок, если 200

г насыщенного при 40*С раствора охладить до 20*С.
Решение:

Известна масса раствора, а не воды при 40*С, пропорцию необходимо

составлять для всего раствора. Имея растворимость 48,8 г соли на 100 г воды; получаем 48,8г соли на 148,8 г, всего раствора (100 + 48,8 = 148,8 г).

Составим пропорцию для первого раствора:

48,8 (соль) - 148,8 (раствор)

x (соль) - 200 (раствор)

Решим эту пропорцию: х = 65,59 г (масса соли в первом растворе). Вычтем массу соли из

массы всего раствора, чтобы получить массу воды:

m(воды) = 200 – 65,59 = 134,41 г.

M(Na₂CO₃) = 106 г/моль

M(Na₂CO₃*10H₂O) = 286 г/моль.

Если в результате охлаждения раствора в осадок выпадает кристаллогидрат, то необходимо учитывать воду, входящую в его состав. Также необходимо помнить, что количество безводной соли равно количеству кристаллогидрата в молях, а количество воды будет в данном случае в 10 раз больше (так как образуется Na₂CO₃*10H₂O):

n(Na₂CO₃) = n(Na₂CO₃*10H₂O) и n(H₂O) = 10*n(Na₂CO₃).

Для решения задачи обозначим за x количество Na₂CO₃, выпавшего в осадок (m = 106x).

Масса воды, которая идет в осадок: m = 10*18х г.

21,8 г (соль) - 100 г (H₂O)

(65,59 – 106x) - (134,41 – 10*18х)

Решим её: (65,59 – 106x) = (134,41 – 10*18х) 21,8/100. В итоге находим, что х = 0,545 моль,

т.е. это количество соли выпало в осадок. Теперь можем легко найти массу осадка:

m(Na2CO3*10H2O) = nM = 0,545*286 = 155,87 г
Задача 4. 181,1 г раствора нитрата меди (II), содержащего 103,4 г соли, охладили до 10С. Вычислите массу выкристаллизовавшейся шестиводной соли, если растворимость нитрата меди (II) при 10С равна 100 г на 100 г воды.
Решение : Если в результате охлаждения раствора в осадок выпадает кристаллогидрат, то необходимо учитывать воду, входящую в его состав. Также необходимо помнить, что количество безводной соли равно количеству кристаллогидрата в молях, а количество воды будет в данном случае в 6 раз больше (так как образуется шестиводная соль, Cu(NO₃)₂6H₂O): n(Cu(NO₃)₂) = n(Cu(NO₃)₂6H₂O) и n(H2O) = 6n(Cu(NO₃)₂). Для решения задачи обозначим за x количество Cu(NO₃)₂, выпавшего в осадок (m = 188x). Масса воды, которая идет в осадок: m = (618х) г. Следовательно, в растворе при 10С осталось (103,4 – 188x) г соли и (84,7 – 618х) г воды. Составим пропорцию: 100 г (соль) --- 100 г (H₂O) (103,4 – 188x) --- (84,7 – 618х) Решим её: (103,4-188x) = (84,7 - 618х) 100/100. х = 0,234 моль, т.е. это количество соли выпало в осадок. Теперь можем легко найти массу осадка:

m(Cu(NO₃)₂6H₂O) = nM = 0,234(188+618) = 69,26 г. Ответ: m(осадка) = 69,26 г.
Задача 5 Растворимость сульфата натрия при 20С составляет 19,2 г в 100 г воды, а при 30С – 40,8 г воды. Вычислите массу глауберовой соли Na2SO410H2O, которая выпадет в осадок, если 500 г насыщенного при 30С раствора охладить до 20С.
Решение: Так как нам известна масса раствора, а не воды при 30С, пропорцию необходимо составлять для всего раствора. Имея растворимость 40,8 г соли на 100 г воды; получаем 40,8 г соли на 140,8 г всего раствора (100 + 40,8 = 140,8 г). Составим пропорцию для первого раствора: 40,8 (соль) --- 140,8 (раствор) x (соль) --- 500 (раствор) х = 144,89 г (масса соли в первом растворе). Вычтем массу соли из массы всего раствора, чтобы получить массу воды: m(воды) = 500 – 144,89 = 355,11 г. M(Na₂SO₄) = 142 г/моль M(Na₂SO₄10H₂O) = 322 г/моль. Если в результате охлаждения раствора в осадок выпадает кристаллогидрат, то необходимо учитывать воду, входящую в его состав. Также необходимо помнить, что количество безводной соли равно количеству кристаллогидрата в молях, а количество воды будет в данном случае в 10 раз больше (так как образуется Na₂SO₄10H₂O): n(Na₂SO₄) = n(Na₂SO₄10H₂O) и n(H₂O) = 10n(Na₂SO₄). Для решения задачи обозначим за x количество Na₂SO₄, выпавшего в осадок (m = 142x). Масса воды, которая идет в осадок: m = (1018х) г. Следовательно, в растворе при 20С осталось (144,89 – 142x) г соли и (355,11 – 1018х) г воды. Составим пропорцию для этого раствора: 19,2 г (соль) --- 100 г (H₂O) (144,89 – 142x) --- (355,11 – 1018х) Решим её: (144,89 – 142x) = (355,11 – 1018х)19,2/100. х = 0,71 моль, т.е. это количество соли выпало в осадок. Теперь можем легко найти массу осадка: m(Na₂SO₄10H₂O) = nM = 0,71322 = 228,62 г.

Задачи для самостоятельного решения.

1. Массовая доля соли в насыщенном растворе при некоторой температуре равна 28,5%. Определите коэффициент растворимости вещества при этой температуре. Ответ: 39,86г
2. Определите коэффициент растворимости нитрата калия при некоторой температуре, если массовая доля соли при этой температуре равна 0,48. Ответ: 92,3г
3. Какая масса воды и соли потребуется для приготовления 500г насыщенного при некоторой температуре раствора нитрата калия, если его коэффициент растворимости при этой температуре равен 63,9г соли в 100г воды?

Ответ: m(соли) = 194,94 г, m(воды) = 305,06 г
4. Коэффициент растворимости хлорида натрия при некоторой температуре составляет 36г соли в 100г воды. Определите молярную концентрацию насыщенного раствора этой соли, если плотность раствора 1,2 г/мл.

Ответ: 5,49М
5. Сколько граммов нитрата бария выделится из раствора, насыщенного при 100С и охлажденного до 0С, если во взятом растворе было 50 мл воды? Растворимость нитрата бария при 0С равна 5,0 г, а при 100С – 34,2 г. Ответ: 14,6 г Ba(NO₃)₂.
6. Сколько граммов сульфата калия выпадет в осадок из 400 г раствора, насыщенного при 80С, при охлаждении его до 20С? Растворимость K₂SO₄ составляет 21,4 г при 80С и 11,1 г при 20С. Ответ: 33,9 г K₂SO₄.
7. Растворимость бромида калия при 20С и 80С равна соответственно 65 и 95 г на 100 г воды. Найдите массу насыщенного при 80С раствора, из которого при охлаждении до 20С выпадет 150 г соли. Определите массы воды и соли, необходимых для его приготовления. Ответ: m(р-ра) = 975 г, m(соли) = 475 г и m(воды) = 500 г.