2. Составьте формулы соединений по валентности. Валентность элементов, у кото- рых она постоянна, не обозначена. Ill VII IV OF; KN; СЮ; AlC . 3. Вычислите относительные молекулярные массы соединений: а ) С3Н8; б) Н3Р04. 4. Вычислите массовые доли элементов в соединении С3Н8. 5. Вычислите, какое количество вещества содержится а ) в навеске меди массой 6,4 г, 6) в порции молекулярного водорода массой 10 г. 6. Какова масса 3 моль углекислого газа С02? 7. Что такое химические явления? Приведите примеры. Почему изменение агрегат- ного состояния вещества не является химической реакцией? 1 Глава 2 Химические реакции Химические реакции (химические явления) — процессы превращения одних веществ в другие. 2*1* Составление уравнений химических реакций Стехиометрические соотношения — соотношения между количествами вступающих в реакцию реагентов и образующихся в результате реакции продуктов реакции. Если а моль вещества А реагирует с Ь моль вещества В, а в результате реакции образуется х моль вещества X и z моль вещества Z, то уравнение аА + 6В = хХ + zZ называется химическим уравнением данной реакции, а числа a, b, х, z называются стехиометрическими коэффициентами. Вопросы и задания 2-1. Расставьте коэффициенты, преобразовав схемы в уравнения реакций: a ) S 8 - S 4 ; 6)02-03. 2-2. Расставьте коэффициенты, преобразовав схемы в уравнения «придуманных» реакций: а) б) в) А3-А4 G8-G3 Q,,^Q4 D4-D7 L9-L12 E5 M21 -> M14 E9 г) Xn-Xm R6^R15 T5-+T8 YG-Y2o Z3b-+Zb 2-3. Расставьте коэффициенты, преобразовав схемы в уравнения реакций: а) б) в) Са + S — CaS AgCl — Ag + Cl2 02 + P — P205 Al + S — AI2S3 Zn + Br2 — ZnBr2 N2 + Li — Li3N Al + P — AIP Al + Cl2 — AICI3 H2 + 02 — H20 Са + P — Ca3P2 Al + 02 — Al203 N2 + H2 — NH3 К + 02 — K02 Fe + Cl2 — FeCI3 В + F2 — BF3 Mg + Cl2 — MgCI2 02 + Fe — Fe304 CO + 02 — C02 H2 + Cl2 — HCI HgO -* Hg + 02 S02 + 02 — S03 N2 + 02 — NO Ag20 — Ag + 02 FeCl3 + Fe — FeCI2 Na + H2 — NaH Au203 — Au + 02 FeCl2 + Cl2 — FeCI3 1) н2о + Р 0 2 5 2-4. Расставьте коэффициенты, преобразовав схемы в уравнения реакций: — НР03 2) В2Оэ + Н20 — Н3В03 3) Na20 + Н20 —" NaOH 4) Р205 + Н20 - Н3Р04 2-5. Расставьте коэффициенты, преобразовав схемы в уравнения реакций: а) Fe + СиС12 б) Си+ FeCI2 Fe203 + Н2 -+ Н20 + Fe Zn + FeBr3 — ZnBr2 + Fe PbO + Al HgCI2 + Al — AICI3 + Hg Cr203 + Mg — MgO + Cr Mg + H20 — H2 + Mg(OH)2 Al + H20 — Al(OH)3 + H2 Al203 + Pb 2-6. Расставьте коэффициенты, преобразовав схемы в уравнения реакций: а) б) КСЮ3 — KG + 02 КСЮ — КСЮ3 + KCI NaN03 — NaN02 + 02 NH4N03 — N20 + Н20 СиОН — Си20 + Н20 NH4N02 — N2 + Н20 А1(ОН)3 — А1203 + Н20 (СиОН)2С03 -* СиО + Н20 + С02 2 2-7. Расставьте коэффициенты, преобразовав схемы в уравнения реакций: а) б) Mg + HCI — Н2 + MgCl2 HCI + AI — А1С13 + Н2 HI + 02 ^ 12 + Н20 Al + W03 — W + А1203 Al + V205 — А12Оэ + V 12 + H2S — S + HI Br2 + Kl — KBr + l2 F2 + H20 — HF + 02 2-8. Расставьте коэффициенты, преобразовав схемы в уравнения реакций: а) б) FeO + СО — Fe + С02 Н20 + К —► Н2 + КОН Fe304 + СО — С02 + Fe СаО + Н20 — Са(ОН)2 Fe203 + СО Fe + Н20 Fe + С02 Fe304 + Н2 Na + Н20 — NaOH + Н2 Н202 — Н20 + 02 Na + NH3 — NaNH2 + Н2 Cu(N03)2 -> СиО + N02 + 02 2-9. Расставьте коэффициенты, преобразовав схемы в уравнения реакций: а) б) N205 + Н20 — HN03 С1207 + Н20 — НСЮ4 N205 + Na20 — NaN03 СаО + P2Os — Са3(Р04)2 СаО + С — СО + СаС2 NaH + Н20 — NaOH + Н2 Cl2 + CS2 — CCI4 + S2CI2 СаН2 + Н20 — Са(ОН)2 + Н2 А12Оэ + S03 — AI2(S04)3 Na20 + Р205 — Na3P04 2-10. Расставьте коэффициенты, преобразовав схемы в уравнения реакций: а) сн4 + о2 — со2 + н2о с2н6 + о2 — со2 + н2о с3н8 + о2 — со2 + н2о б) о2 — н2о + so2 с2н4 + о2 — н2о + со2 о2 + с2н2 — со2 + н2о H2S + ZnS + 02 — ZnO + S02 NH3 + 02 -> N2 + Н20 AI2S3 + 02 — А12Оэ + S02 NH3 + 02 — NO + Н20 С6Н6 + 02 — С02 + Н20 HCI + С6Н1206 + 02 — С02 + Н20 FeS + 02 — Fe203 + S02 С12Н220,, + 02 — С02 + Н20 FeS2 + 02 — S02 + Fe203 СН3ОН + 02 — С02 + Н20 Cu2S + 02 СиО + о2 — н2о + С1 2 so2 2-11. Расставьте коэффициенты, преобразовав схемы в уравнения реакций: а) б) Zn + CuS04 — Си + ZnS04 Mg + H2S04 — Fe + CuS04 — FeS04 + Си C02 + NaOH — MgS04 + H2 Al + CuS04 — Al2(S04)3 + Си Na2C03 + H20 Al203 + HCI — AICI3 + H20 Al203 + H2S04 — AI2(S04)3 +H20 Mg + H3P04 CaC2 + H20 — Ca(OH)2 + C2H2 Al + H2S04 — - Mg3(P04)2 + H2 MgO + H2S04 -> MgS04 + Al2(S04)3 + H2 MgO + H3P04 — Mg3(P04)2 + H20 H20 2-12. Расставьте коэффициенты, преобразовав схемы в уравнения реакций: 6) а) (NH4)2Cr2Oz — N2 + Cr203 + H20 NH4N03 + NaOH Р205 + КОН — К3Р04 2 N203 + NaOH +н о — NaN02 + Н20 NaOH + H2S04 — Na2S04 + — NaN03 + NH3 + H20 Fe(OH)3 + H2S04 — H20 LiOH + H3P04 — Li3P04 + H20 FeCl3 + Fe2(S04)3 + H20 H3P04 + Mg(OH)2 -> Mg3(P04)2 + NaF — FeF3 + NaCl Ca3N2 + H20 — Ca(OH)2 H20 Ca(OH)2 + H3P04 — CaHP04 + H20 H3P04 + + NH3 Ca3N2 + HCI — CaCl2 + NH4CI NH3 + Ca(OH)2 — Ca(H2P04)2 + H20 Al(OH)3 + NaOH - F e O ^ F e + H20 + N2 Na3 [AI(OH)6] P + KCI03 - KCI + P205 2.2. Типы химических реакций Типы реакций Реакции соединения — реакции, в ходе Примеры Av 3 Н2 + С12 = 2НС1 СаО + Н20 = Са(ОН)2 которых из нескольких простых или сложных веществ образуется сложное вещество Реакции разложения — реакции, в ходе которых из сложного вещества образуется несколько других простых или сложных веществ t 2HgO = 2Hg + 02T Реакции замещения — реакции, в ходе которых в результате взаимодействия простого и сложного веществ образуются другое простое и другое сложное вещества Реакции обмена — реакции, в ходе которых в результате взаимодействия двух сложных веществ образуются два других сложных вещества СаСЮ, = СаО + СО.,Т 2А1 + 3CuCl2 = 2А1С1, + ЗСи t СиО + Н2 = Си + Н20 NaCl + AgNOj, = AgCli + NaNOs NaOH + HCI = NaCl + H20 Вопросы и задания 2-13. Расставьте коэффициенты (в тех случаях, где это необходимо), преобразовав схемы в уравнения реакций. Определите тип данных реакций, а) б) К + 02 — К02 AI + 02 — А1203 Са + Р — Са3Р2 N2 + Li Н2 + С12 —** HCI В + F2 — BF3 Li3N S + F2 — SF6 N2 + Н2 — NH3 No + H2 — NaH Al + Cl2 — AICI3 2-14. Расставьте коэффициенты, преобразовав схемы в уравнения реакций. Укажите тип каждой реакции, а) Н20 — Н2 Т б) + 02 Т Na20 + H20 — NaOH CO + 02 — C02 so2 + o2 — so3 FeCI3 + Fe -> FeCI2 FeCl2 + Cl2 — FeCl3 Fe + H20 — Fe304 + H2| Cl207 + H20 — НСЮ4 2-15. Определите типы реакций. Расставьте коэффициенты в тех случаях, когда это необходимо. а) б) СаС03 — СаО + С02| Р + 02 Al + FeO — А12Оэ + Fe NH3 + H2S04 — (NH4)2S04 NH4N03 — N20 + H20 CuO + H2 — H20 + Си Р205 2-16. Расставьте коэффициенты, преобразовав схемы в уравнения реакций. Укажите типы реакций, а) б) КСЮ3 — KCI + 02| Fe203 + Mg — MgO + Fe HgCI2 + Al — AICI3 + Hg P2Os + H20 — H3P04 H20 + B203 — H3B03 N205 + Na20 — NaN03 HCI + Al — AICI3 + H2 f H202 — H20 + о2 т 2-17. Расставьте коэффициенты, преобразовав схемы в уравнения реакций. Укажите типы реакций, а) 6) HgO — Hg + Oz t (NH4)2Cr207 — N2 + Cr203 + H20 СаО + Н20 — Са(ОН)2 Fe203 + Н2 -> Fe + Н20 CuS04 + ВаС12 — BaS04| + СиС12 С2Н2 + Вг2 — С2Н2Вг4 Мд + СиО — МдО + Си AgN03 + KCI — KN03 + АдСЦ 2-18. Расставьте коэффициенты, преобразовав схемы в уравнения реакций. Укажите типы реакций, а) 6) (СиОН)2С03 — СиО + С02 + Н20 СаО + Р205 — Са3(Р04)2 Fe + Cl2 — FeCI3 NaOH + H2S04 — Na2S04 + H20 4 H2S04 + Al — Н2| + AI2(S04)3 Zn + FeCI3 — ZnCI2 + Fe 2-19. Закончите уравнения реакций разложения, поставьте коэффициенты. а) б) Ag20 = ... AgCl = ... Н20 = ... Си(ОН)2 = СиО + ... 2-20. Закончите уравнения реакций соединения. Поставьте коэффициенты. а) б) Zn + 02 = ... Fe + S = ... Al + 02 = ... Mg + F2 = ... Li + 02 = ... Na + Cl2 = ... н2 + о2 = ... К + Н2 = ... 2-21. Закончите уравнения реакций замещения. Поставьте коэффициенты, а) б) Мд + СиО = ... С12 + К1 = ... Al + Fe203 = ... HCl + Zn = ... Al + FeO = ... H2 + PbO = ... 2-22. Приведите примеры реакций соединения, в результате которых образуются следующие вещества: a ) Fe203; б) FeS; в) FeCl3; г ) Fel2. 2-23. Приведите примеры реакций соединения, в результате которых образуются следующие вещества: а ) СиО; б) CuS; в) СиС12; г ) СиВг2. 2-24. Приведите примеры реакций соединения, в результате которых образуются следующие вещества: а ) С02; б) S02; в) Р205; г) Fe304. 2-25. На примере реакции взаимодействия водорода и хлора Н2 + С12 = 2НС1 раскройте сущность данного процесса с позиций атомно-молекулярного учения. 2.3. Простейшие расчеты по уравнениям химических реакций Пример. Вычислите массу оксида фосфора(У), который получится при сгорании 93 г фосфора. Вычислите массу кислорода, который потребуется для этой реакции. Решение. Сначала найдем количество вещества фосфора: 93 г п[?) = -------------------- = 3 моль. 3 1 г/моль Теперь запишем уравнение реакции: 4Р + 502 = 2Р205. По уравнению реакции из 4 моль фосфора образуется 2 моль Р205. А какое количество вещества Р205 образуется из 3 моль фосфора? Составим пропорцию: 3 моль фосфора —»• л: моль Р205 4 моль фосфора —»■ 2 моль Р205 (по уравнению) 3 х 3*2 ^ ^ Итак, х = ] , 5 моль. Следовательно, п(Р205) = 1,5 моль. Находим массу оксида фосфора (V): m(P205) = 142 г/моль • 1,5 моль = 2 1 3 г. Аналогично вычислим количество вещества кислорода по уравнению реакции: на 3 моль фосфора потребуется у моль кислорода, на 4 моль фосфора потребуется 5 моль кислорода (по уравнению). Составим и решим пропорцию: 4 5' Получим: у = 3,75 моль. Находим массу кислорода: т(02) = 32 г/моль • 3,75 моль = 1 20 г. Ответ: т(Р205) = 21 3 г, т(02) = 1 20 г. Вопросы и задания 2-26. В реакцию, протекающую по схеме Fe203 + Н2 -* Fe + Н20, 5 вступил водород количеством вещества 4,5 моль. Рассчитайте количества веществ — продуктов реакции. Какое количество вещества Fe203 может прореагировать с указанным количеством вещества водорода? (Не забудьте поставить коэффициенты в уравнении реакции.) 2-27. В реакцию, протекающую по схеме AI + СиО — А12Оэ + Си, вступило 1 20 г оксида меди(И) СиО. Рассчитайте, какое количество вещества алюминия потребуется для этой реакции. Какое количество вещества меди и оксида алюминия образуется? 2-28. Найдите недостающие данные и заполните таблицу: 2AI а б в г 6 моль ? моль ? моль ? моль + = 6HCI ? моль 0,1 2 моль ? моль ? моль 2А1С13 ? моль ? моль 0,36 моль ? моль + ЗН2 ? моль ? моль ? моль 5,1 моль 2-30. Найдите недостающие данные и заполните таблицу: а А1203 + 0,8 моль 6HNO3 ? моль = (N03)3 2AI ? моль 6 ? моль данные 1 моль ? моль 2-29. Найдите недостающие и8 заполните таблицу: + ЗН2 ? моль 0 ? моль в ? моль аг 0,24 моль 9 моль ? моль ЗСаО + ?? моль моль 2Н7,2 = Са3(Р04?)2моль + 3Р04моль ? моль ? моль 6 ? моль 0,14 моль ? моль ? моль в ? моль ? моль 2,2 моль ? моль г ? моль 2 моль ? моль 15,9 моль ЗН20 2-31. Вычислите массу оксида алюминия, который образуется при сгорании 1 35 г порошкообразного алюминия. Рассчитайте массу кислорода, который потребуется для этого. 2-32. Какую массу меди надо взять, чтобы получить 16 г оксида меди(И)? Какая масса кислорода потребуется для этой реакции? 2-33. Какую массу железа надо взять, чтобы получить 1 16 г железной окалины Fe304? Какая масса кислорода будет израсходована в этой реакции? 2-34. Какую массу воды нужно подвергнуть разложению электрическим током, чтобы получить а ) 1,6 г кислорода; б) 1,6 г водорода? 2-35. Какова масса оксида лития, образовавшегося при взаимодействии 35 г лития с кислородом? 2-36. Вычислите объем кислорода (н.у.), который потребуется для сжигания порошка магния массой 6 г. 2-37. При прокаливании 100 г карбоната кальция СаСОэ образовалось 56 г оксида кальция СаО и 22,4 л (н.у.) углекислого газа С02. Не противоречит ли это закону сохранения массы? Тепловой эффект химической реакции — количество теплоты, которое выделяется или поглощается в результате реакции. Обозначается символом Q. Экзотермические реакции — реакции, протекающие с выделением теплоты. Эндотермические реакции — реакции, протекающие с поглощением теплоты. 2-38. Тепловой эффект реакции образования сульфида меди(П) CuS составляет 48,53 кДж/моль. Какое количество теплоты выделится при образовании 144 г сульфида меди(И)? 2-39. Тепловой эффект образования хлороводорода составляет 92,05 кДж/моль. Вычислите количество теплоты, которое выделится при образовании 73 г хлороводорода. 2-40. Реакция получения хлороводорода протекает по уравнению: Н2 + С12 = 2НС1+ 184,1 кДж Какое количество теплоты выделится, если в реакции будет участвовать 142 г хлора? 6 Контрольная работа по теме «Химические реакции» Вариант 1 1. Преобразуйте схемы в уравнения реакций, укажите тип реакции. а ) С + AI — А14С3 г) Fe203 + Н2 — Fe + Н20 б) Р + 02 — Р205 д) AgN03 + Са12 — Ca(N03)2 + Agl в) КСЮ3 — KCI + о2 2. Закончите уравнения реакций а ) соединения: Li + 02 = ?; AI + 02 = ? б) разложения: AgCI = ? в) замещения: Al + СиО = ? При составлении формул сложных веществ не забудьте использовать знания о валентности элементов. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. 3. Решите задачу. Нагретый порошок железа сгорает в хлоре. В результате образуется хлорид желе-зо(III) FeCl3, который используется для травления плат в электротехнике. Сгоранию железа в хлоре соответствует схема реакции: Fe + С12 -+ FeCI3 Преобразуйте данную схему в уравнение реакции. Рассчитайте массу железа, которая потребуется для получения 381 г хлорида железа(Ш). 4. Решите задачу. Вычислите массу оксида алюминия, который образовался в результате сгорания 2,7 г порошка алюминия. Вариант 2 1. Преобразуйте схемы в уравнения реакций, укажите тип реакции. а ) Al + S — AI2S3 г) V205 + Н2 — V + Н20 б) В + 02 -+ В2Оэ д) AI2(S04)3 + ВаС12 — BaS04 + А1С13 в) NaN03 — NaN02 + 02 2. Закончите уравнения реакций а ) соединения: Mg + 02 = ? Н2 + 02 = ? б) разложения: НдО = ? в) замещения: Mg + Fe203 = ? При составлении формул сложных веществ не забудьте использовать знания о валентности элементов. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. 3. Решите задачу. Фосфор самовоспламеняется в хлоре. Этому процессу соответствует схема реакции: Р + С12 — РС15 Преобразуйте данную схему в уравнение реакции и вычислите массу фосфора, необходимого для получения 20,85 г хлорида фосфора(У) РС15. 4. Решите задачу. Вычислите массу воды, которая образовалась при сгорании 10 г водорода. Глава 3 Смеси. Растворы 3.1. Смеси. Очистка веществ. Массовая доля вещества в смеси Смеси — системы переменного состава, состоящие из нескольких компонентов, в которых индивидуальность этих компонентов сохраняется. Вопросы и задания 3-1. Из данного перечня выберите а ) смеси, 6) индивидуальные вещества. Водород, воздух, дистиллированная вода, нефть, сахар, поваренная соль, медь, гранит. 3-2. Почему свойства смесей отличаются от свойств чистых веществ? Ответ аргументируйте. 3-3. Объясните, чем отличается смесь водорода и кислорода от химического соединения водорода и кислорода. 3-4. Из данного перечня выберите а ) гомогенные смеси, б) гетерогенные смеси. Воздух, молоко, песок и поваренная соль, смесь льда с водой, уксус, раствор сахара. 3-5. Предложите способ разделения смесей: а ) бензина и воды; б) сахарного и речного песка; в) медных и железных опилок; г) кристаллического иода и поваренной соли. 7 3-6. Какие из перечисленных ниже операций необходимо произвести для отделения а ) сахара от воды; б) воды от толченого мела? Выпаривание, перегонка, фильтрование. 3-7. Какие из перечисленных операций: выпаривание, перегонка, фильтрование — необходимо произвести для очистки морской воды от растворенных в ней солей? 3-8. Вычислите массовую долю олова в образце бронзы, который получен при сплавлении 30 г олова с 1 70 г меди. 3-9. Вычислите массовую долю меди в образце латуни, полученной при сплавлении 1 7,5 г цинка с 32,5 г меди. 3-10. Вычислите массовые доли металлов в сплаве, называемом дюралюми-ном, если известно, что образец такого сплава был получен при сплавлении 1 5 г меди, 9 г марганца, 3 г магния и 267 г алюминия. 3-11. Мельхиоры — сплавы меди с никелем. Вычислите массу меди в мельхиоровом изделии массой 25 г, если известно, что массовая доля меди в таком сорте мельхиора составляет 60%. 3-12. Массовая доля хрома в нержавеющей стали составляет 1 2%. Вычислите массу хрома, который содержится в детали массой 40 кг, сделанной из этой стали. 3-13. Из 1 2 г загрязненного аспирина после очистки было получено 1 1,94 г чистого вещества. Какова массовая доля примесей в исходном аспирине? 3-14. Какую массу известняка надо взять для получения 200 г чистого карбоната кальция? Массовую долю карбоната кальция в известняке считать равной 80%. 3*2* Растворы. Массовая доля вещества в растворе Истинные растворы — однородные системы переменного состава, содержащие частицы растворенного вещества (атомы, молекулы или ионы), частицы растворителя и продукты взаимодействия частиц растворенного вещества с частицами растворителя. Массовая доля растворенного вещества (ги) — отношение массы растворенного вещества к массе раствора. Массовая доля, выраженная в процентах (процентная концентрация), показывает, какая масса растворенного вещества (в г) содержится в 100 г раствора. (4) wVea — масса растворенного вещества; Wp.pa — масса раствора; тр.ля — масса растворителя. Преобразовав данную формулу, получим формулу для расчета массы растворенного вещества в растворе: ™в-ва = W ■ Wp.pa. Примеры решения типовых задач (с соответствующим оформлением) приведены в главе методы решения более сложных задач. 9. Рассмотрим Пример 1. Вычислите массовую долю гидроксида натрия NaOH в растворе, полученном при смешивании 200 г 5%ного раствора и 300 г 20%-ного раствора этого вещества. Решение. Изобразим условие задачи с помощью схемы: w(NaOH)? Введем обозначения: т , — масса раствора в первом стакане, т2 — масса раствора во втором стакане, m^NaOH) — масса растворенного вещества (в данном случае NaOH) в первом стакане, m2(NaOH) — масса растворенного вещества во втором стакане. 9 Массовые доли, выраженные в процентах, переведем в доли единицы. Для этого значения массовых долей в процентах разделим на 100%. Таким образом, массовые доли вещества в 5%-ном и в 20%-ном растворах составят 0,05 и 0,2 соответственно. В результате получаем: 0,05 • 200 + 0,2 • 300 mi(NaOH) + m2(NaOH) w(NaOH) = ------------------------------------------------ = ------------------------------------------= 0,14, или 14%. т } + т2 200 + 300 Ответ: w(NaOH) = 14%. Пример 2. Вычислите массу 40%-ного раствора серной кислоты, который надо добавить к 200 г 1 0%-ного раствора, чтобы получить 30%-ный раствор. Решение. Изобразим условие задачи в виде схемы: Пусть х г = тр.ра (№2). Массовые доли серной кислоты в 10%-ном, 40%-ном и 30%-ном растворах выразим в долях единицы; они составят 0,1; 0,4 и 0,3 соответственно. Масса растворенной серной кислоты в 1 0%-ном растворе равна (0,1 • 200) г, а в 40%-ном растворе — 0,4х г. Составим и решим уравнение: 0,1 - 2 0 0 + 0,4 * х 0 , 3 = ------------------------------------; 200 + х 20 + 0,4х= 0,3 • (200 + х), откуда х = 400 г. Ответ: масса 40%-ного раствора H2S04 равна 400 г. Пример 3. Определите, какая масса 10%-ного и какая масса 50%-ного раствора азотной кислоты потребуются для приготовления 500 г 25%-ного раствора. Решение. Изобразим условие задачи в виде схемы: №1 X г 10% Обозначим массу 10%-ного раствора через х, а массу 50%-ного раствора — через у. тр.ра(№1) = хг;тр.ра (№2)- у г. Масса раствора, образовавшегося в результате смешивания двух исходных растворов, равна х + у = 500 г. Масса растворенного вещества в первом растворе составляет 0,1 л: г, а во втором — 0,5;у г. Можно составить и решить систему уравнений: х + у = 500; 0,]х+0,5у Решив систему, получим: х = 31 2,5 г; у = 1 87,5 г. Ответ: тр.ра (10%) = 31 2,5 г; глр.ра (50%) = 1 87,5 г. Вопросы и задания 10 3-15. Навеску соли массой 15 г растворили в 1 85 г воды. Вычислите массовую долю соли в образовавшемся растворе. 3-16. Порцию серной кислоты H2S04 массой 25 г растворили в 1 25 г воды. Какова массовая доля серной кислоты в образовавшемся растворе? 3-17. Навеску сахара С12Н220,, массой 1 2,5 г растворили в 1 1 2,5 г воды. Вычислите массовую долю сахара в полученном растворе. 3-18. В 350 г воды растворили 50 г нитрата калия KN03. Вычислите массовую долю нитрата калия в образовавшемся растворе. 3-19. В результате выпаривания 200 г раствора поваренной соли NaCl получили 12,5 г сухого остатка. Вычислите массовую долю соли в исходном растворе. 3-20. В результате выпаривания 1 25 г раствора соли образовалось 36 г сухого остатка. Вычислите массовую долю соли в исходном растворе. 3-21. В 100 г воды растворили 1 2 г гидроксида натрия NaOH и 1 3 г гидрокси-да калия КОН. Вычислите массовые доли гидроксида калия и гидроксида натрия в образовавшемся растворе. 3-22. Для приготовления смеси кислот в 1 75 г воды растворили 10 г серной кислоты H2S04 и 15 г азотной кислоты HN03. Вычислите массовые доли серной и азотной кислот в полученном растворе. 3-23. Вычислите массу соли, которая содержится в 500 г ее 1 2%-ного раствора. 3-24. Какая масса соли и какая масса воды потребуются для приготовления 200 г 5%-ного раствора соли? 3-25. Какая масса 1 00%-ной серной кислоты H2S04 и какая масса воды потребуются для приготовления 50 г 40%-ного раствора этой кислоты? 3-26. В медицине используется физиологический раствор — 0,85%-ный раствор поваренной соли NaCl. Рассчитайте массу поваренной соли и массу воды, необходимые для получения 100 г такого раствора. 3-27. Раствор уксусной кислоты СН3СООН, в котором ее массовая доля составляет 9%, известен под названием «столовый уксус». Вычислите массу 1 00%-ной уксусной кислоты и массу воды, которые потребуются для приготовления 1 кг столового уксуса. 3-28. Для приготовления моченых яблок используют раствор, массовая доля сахара в котором равна 3,84%. Какая масса сахара потребуется для приготовления 2 кг такого раствора? 3-29. К 200 г 20%-ного раствора серной кислоты H2S04 добавили 50 г воды. Вычислите массовую долю серной кислоты в образовавшемся растворе. 3-30. К 50 г 10%-ного раствора соли добавили 25 г воды. Вычислите массовую долю соли в образовавшемся растворе. 3-31. Раствор уксусной кислоты СН3СООН, в котором ее массовая доля составляет 80%, называется уксусной эссенцией. Вычислите массовую долю уксусной кислоты в растворе, полученном при разбавлении 72 г уксусной эссенции порцией воды, масса которой 128 г. 3-32. Навеску соли массой 20 г растворили в 200 г воды. Раствор оставили в открытой посуде. Через несколько дней масса раствора уменьшилась по сравнению с исходной на 10 г. Вычислите массовую долю соли в исходном и в полученном растворах. 3-33. Вычислите массовую долю поваренной соли в растворе, полученном при смешивании 200 г 5%ного раствора и 300 г 8%-ного раствора поваренной соли. 3-34. Вычислите массовую долю серной кислоты в растворе, полученном при сливании 500 г 10%-ного раствора и 250 г 20%-ного раствора серной кислоты. 3-35. Смешали два раствора гидроксида натрия NaOH: 1 20 г 5%-ного раствора и 1 30 г 1 5%-ного раствора. Рассчитайте массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе. 3-36. В один сосуд вылили 200 г 5%-ного раствора некоторого вещества, 250 г 10%-ного раствора того же вещества, затем добавили 80 г этого вещества и 1 20 г воды. Вычислите массовую долю данного вещества в образовавшемся растворе. 3-37. В один сосуд вылили 50 г 2%-ного раствора соли, затем добавили 30 г 4%-ного раствора той же соли и 40 г ее 5%-ного раствора. Раствор нагрели, в результате чего испарилось 20 г воды. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе. 11 3-38. В колбе смешали 25 г 2%-ного раствора нитрата серебра AgN03, 15 г 3%-ного раствора нитрата серебра AgN03, 20 г 1 0%-ного нитрата натрия NaN03, 30 г 20%-ного раствора нитрата натрия NaN03 и 1 0 г воды. Вычислите массовую долю нитрата натрия и массовую долю нитрата серебра в полученном растворе. 3-39. В сосуде смешали 1 8 г 10%-ного раствора хлорида кальция СаС12, 22 г 5%-ного раствора хлорида магния MgCI2, 16 г воды, 54 г 8%-ного раствора хлорида бария ВаС12. Вычислите массовые доли веществ, находящихся в растворе. 3-40. Какую массу соли надо добавить к 95 г воды, чтобы получить 5%-ный раствор соли? 3-41. Какую массу соли надо добавить к 80 г воды, чтобы получить 20%-ный раствор соли? 3-42. Какую массу воды надо добавить к 500 г 10%-ного раствора соли, чтобы раствор стал 1 %-ным? 3-43. Какую массу воды надо добавить к 200 г 25%-ного раствора соли, чтобы раствор стал 10%-ным? 3-44. Какую массу соли надо добавить к 5 кг 1%-ного раствора соли, чтобы раствор соли стал 10%-ным? 3-45. Какую массу соли надо добавить к 500 г 10%-ного раствора соли, чтобы раствор соли стал 25%-ным? 3-46. Какая масса пергидроля (30%-ного раствора пероксида водорода Н202) и воды потребуется для приготовления 100 г 3%-ного раствора пероксида водорода, используемого в медицине для обработки ран и ссадин? 3-47. В продажу поступает аммиачная вода с массовой долей аммиака NH3 25%. Какая масса аммиачной воды и какая масса дистиллированной воды потребуются для приготовления 50 г нашатырного спирта (10%-ного раствора аммиака)? 3-48. Какие массы 25%-ного и 5%-ного растворов серной кислоты H2S04 потребуются для приготовления 40 г 20%-ного раствора этой кислоты смешиванием двух исходных растворов? 3-49. Какие массы 10%-ного и 5%-ного растворов гидроксида натрия NaOH потребуются для приготовления 200 г 8%-ного раствора? 3-50. Какие массы 40%-ного и 20%-ного растворов азотной кислоты HN03 потребуются для получения 100 г 25%-ного раствора HN03 смешиванием исходных растворов? 3.3. Растворимость веществ Растворимость — это способность вещества образовывать с другими веществами растворы. Насыщенный раствор — раствор, в котором данное вещество при данной температуре больше не растворяется. Количественно растворимость характеризуется коэффициентом растворимости — отношением массы вещества, образующего насыщенный раствор при данной температуре, к объему растворителя. Пример 1. Растворимость питьевой соды NaHC03 при 20 ° С составляет 9,6 г на 100 г воды. Вычислите массовую долю питьевой соды в насыщенном растворе. Решение. Воспользуемся формулой (4) (см. разд. 3.2): 9,6 w(NaHC03) = ------------------------ « 0,0876, или 8,76%. 9 , 6 + 100 Ответ: w(NaHC03) « 8,76%. Пример 2. Растворимость хлорида бария ВаС12 в 1 00 г воды составляет 52,2 г при 80 ° С и 36,2 г в 1 00 г воды при 20 °С. Вычислите массу соли, которая выпадет в осадок, если 200 г насыщенного при 80 ° С раствора хлорида бария охладить до 20 ° С . Решение. Вычислим массовые доли ВаС12 в насыщенном растворе при 80 ° С и при 20 0С соответственно: 52,2 w(80 ° С ) = -0,343; 52,2 + 100 36,2 w(20 ° С ) = 36,2 + 100 0,266. Теперь условие задачи можно выразить схемой: насыщенный раствор ВаС12, т = (200 - х) г 80 ° С w = 0,343 200 г осадок ВаС12, m=х г Пусть в результате охлаждения 200 г насыщенного при 80 ° С раствора ВаС12 до 20 ° С в осадок выпало х г ВаС12. Тогда раствор станет легче на х г, его масса составит (200 — х) г. Массовая доля ВаС12 в насыщенном растворе при 20 ° С составляет 0,262, а масса растворенного хлорида бария в исходном растворе составляет 0,343 • 200 г. Составим и решим уравнение: 0,343 - 2 0 0 - х 68,4- х = 0,266- ( 2 0 0 - х ) . В результате получаем: х = 20,71 г. Ответ: т (осадок ВаС12) = 20,71 г. Вопросы и задания 3-51. Какая масса воды потребуется для приготовления насыщенного при 20 ° С раствора поваренной соли NaCl из 5 г соли? (Растворимость поваренной соли при 20 ° С составляет 35,9 г на 100 г воды.) 3-52. Какую массу воды нужно взять для приготовления насыщенного при 20 ° С раствора нитрата натрия NaN03 из 20 г нитрата натрия? (Растворимость нитрата натрия при 20 ° С составляет 87,6 г на 1 00 г воды.) 3-53. Какую массу поваренной сол NaCl нужно добавить к 50 г воды, чтобы получить насыщенный при 20 ° С раствор? (Растворимость поваренной соли при 20 ° С составляет 35,9 г на 100 г воды.) 13
![1) Для понижения концентрации [Fe ] до 10](http://s1.studylib.ru/store/data/004531731_1-c9f9271cd2d1cf918ee273e513a5f409-300x300.png)
