Решение задач на растворы.Подборка к олимпиадам

Серия задач для подготовки к олимпиадам разного уровня

МБОУ «СОШ№15» город Братск

РАСТВОРЫ

I. Массовая доля растворенного вещества

Массовая доля растворенного вещества – это отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора:

m (раств.в-ва)

(раств.в-ва) = m (раствора) (в долях единицы),

откуда m (раств.в-ва) = m (р-ра) ∙ (раств.в-ва);

m (раств.в-ва)

(раств.в-ва) = m (раствора) ∙ 100 % (в процентах)

Масса раствора – это сумма масс растворенного в-ва и растворителя:

m (р-ра)= m (раств.в-ва) + m (Н₂О);

m (раств.в-ва)______

(раств.в-ва) = m (раствора) + m (Н₂О) ;

Массу раствора можно выразить через объем раствора (V) и его плотность (ρ),

m(р-ра)=V∙ρ

m(раств.в-ва)

(раств.в-ва) = V∙ρ ;

m(раств.в-ва) = V∙ρ∙(раств.в-ва)

Выведенные формулы позволяют решить разнообразные задачи.

Пример 1. Определите массовую долю (%) соли в растворе, полученном при растворении 50 г соли в 200 г воды.

Дано: Решение:

m (соли) = 50 г (соли) = m(соли)_________ = 50_____ = 0,2 или 20 %

m (Н₂О)= 200 г m (соли) + m (Н₂О) 50 +200

Найти:

(соли)

Ответ: (соли) = 0,2, или 20 %

Пример 2. Вычислить массу гидроксида калия в растворе объемом 600 мл плотностью 1,082 г/мл, если массовая доля гидроксида калия составляет 10 %, или 0,1.

Дано: Решение:

V(р-ра) = 600 мл (КОН)= m(КОН) ;

(КОН) = 0,1 V∙ρ

ρ = 1,082 г/мл

__________________ m(КОН)= (КОН) ∙ V∙ρ = 0,1∙ 600 ∙ 1,082 = 64,92 (г)

Найти:

m(КОН)

Ответ: m(КОН)= 64,92 (г)

Пример 3. Какую массу воды надо прибавить к раствору гидроксида натрия массой 150 г с массовой долей 10 %, или 0,1, чтобы получить раствор с массовой долей 2 %, или 0,02?

Дано: Решение:

m₁(р-ра) = 150 г m₂(р-ра) = m₁(р-ра) + m(Н₂О)

₁(NаОН) = 10 % m(NaOH) m₁(р-ра) ∙ ₁(NаОН)

₂ (NаОН) = 2 % ₂ (NаОН) = m₂(р-ра) = m₁(р-ра) + m (Н₂О)

___________________

Найти: 0,02 = 150 ∙ 0,1

m(Н₂О) 150 + m(Н₂О) m(Н₂О) = 600 г Ответ: m(Н₂О) = 600 г

Пример 4. Какую массу раствора с массовой долей уксусной кислоты 40 %, или 0,4 надо прибавить к 500 г воды для получения раствора с массовой долей уксусной кислоты 15 %, или 0,15?

Дано: Решение:

m(Н₂О) = 500 г m(р-ра) ∙ ₁(СН₃СООН)

₁(СН₃СООН) = 40 % ₂ (СН₃СООН) = m(р-ра) + 500

₂ (СН₃СООН) = 15 % m(р-ра) ∙ 0,4

______________________ 0,15 = m (р-ра) + 500

Найти:

m(р-ра) m(р-ра) = 300 г

Ответ: m(р-ра) = 300 г

Пример 5. Какой объем раствора с массовой долей гидроксида калия 50 %, или 0,5 (ρ₁=1,538 г/мл) требуется для приготовления 3 л раствора гидроксида калия с массовой долей 6 %, или 0,06 (ρ₂=1,048 г/мл)?

Дано: Решение:

₁(КОН) = 50 % V₁ ∙ ρ₁ ∙ ₁(КОН)

ρ₁ = 1,538 г/мл ₂ (КОН) = V₂ ∙ ρ₂ ;

V₂ = 3 л 0,5 ∙ 1,538 ∙ V₁

₂ (КОН) = 6 % 0,06 = 3000 ∙ 1,048 ;

ρ₂ = 1,048 г/мл 0,06 ∙ (3000 ∙ 1,048) = 0,5 ∙ 1,538 ∙ V₁

Найти: V₁ = 245,3 мл

V₁ (р-ра)

Ответ: V₁ = 245,3 мл

II. Массовая доля растворенного вещества в смешанном растворе

см – отношение суммы масс растворенных веществ к сумме масс смешанных растворов:

m₁(р-нного в-ва) + m₂ (р-нного в-ва)

см (раств.в-ва) = m₁(р-ра) + m₂(р-ра) + … ;

или см (раств.в-ва) = m₁(р-ра) + m₂(р-ра) ∙₂ + …

m₁(р-ра) + m₂(р-ра) + … ;

V₁ ∙ ρ₁ ∙ ₁+ V₂ ∙ ρ₂ ∙ ₂ + …

или в виде см (раств.в-ва) = V₁ ∙ ρ₁ + V₂ ∙ ρ₂ + … ;

Пример 1. Смешали 300 г раствора с массовой долей хлорида натрия 20 % и 500 г раствора с массовой долей – 40 %. Вычислите массовую долю хлорида натрия в полученном растворе.

Дано: Решение:

m₁ (р-ра) = 300 г Способ 1.

₁ (NaCI) = 20 % m₁ (р-ра) ∙ ₁ (NaCI) + m₂ (р-ра) ∙ ₂ (NaCI)

m₂ (р-ра) = 500 г см NaCI = m₁ (р-ра) + m₂ (р-ра)

₂ (NaCI) = 40 %

________________ см (NaCI) = 300∙ 0,2 + 500 ∙ 0,4 = 0,325 = 32,5 %

Найти: 300 + 500

см (NaCI) Способ 2. По формуле правила смешения

m₁ = см - ₂

m_{2 1} - см

Подставляем в формулу значения

500 = см - ₂ см – 0,2 см = 0,325 или 32,5 %

300 ₁ - см 0,4 - см ;

Ответ: см = 32,5 %

Пример 2. Смешали 10 мл раствора сч массовой долей азотной кислоты 10 % (ρ₁=1,056 г/мл) и 100 мл раствора с массовой долей – 30 % (ρ₂= 1,184 г/мл). Вычислите массовую долю азотной кислоты в полученном растворе.

Дано: Решение:

V₁ = 10 мл V₁ ∙ ρ₁ ∙ ₁(HNO₃) + V₂ ∙ ρ₂ ∙ ₂ (HNO₃)

ρ₁ = 1,056 г/мл см (HNO₃) = V₁ ∙ ρ₁ + V₂ ∙ ρ₂ ;

₁ (HNO₃) = 10 %

V₂ = 100 мл см (HNO₃) = 10 ∙ 1,056 ∙ 0,1 + 100 ∙ 1,184 ∙ 0,3 = 0,2837 = 28,37 %

ρ₂ = 1,184 г/мл 10 ∙ 1,056 + 100 ∙ 1,184

₂ (HNO₃) = 30 %

________________

Найти:

см (HNO₃)

Ответ: см (HNO₃) = 28,37 %

III. Задачи, связанные со смешиванием растворов большей и меньшей концентрации, или разбавлением водой.

А) формула правила смешения

m₁ = смеси - ₂

m_{2 1} - смеси

Отношение массы первого раствора к массе второго равно отношению разности массовых долей смеси растворов и второго раствора к разности массовых долей первого раствора и смеси растворов

б) диагональная схема правила смешения («правило креста»)

₁ ---------------→ ( см - ₂)

см массовые части

₂ ---------------→ (₁ - см)

Здесь:

см – массовая доля приготовляемого раствора

₁ и ₂ –соответственно более высокая и более низкая массовые доли исходных растворов (в случае воды ₂= 0)

( см - ₂) – массовая часть раствора с более высокой концентрацией

(₁ - см) – массовая часть раствора с более низкой концентрацией

Пример 1. В лаборатории имеются растворы с массовой долей хлорида натрия 10 и 20 %. Какую массу каждого раствора надо взять, чтобы получить 300 г раствора с массовой долей соли 12 %?

Дано: Решение:

₁ (NaCI) = 10 % Способ 1

₂ (NaCI) = 20 % m₁ (р-ра) ∙ ₁ (NaCI) + m₂ (р-ра) ∙ ₂ (NaCI)

m см (р-ра) =300 г см (NaCI) = m₁ (р-ра) + m₂ (р-ра)

см = 12 % Обозначим массу 10 % раствора за x, а массу 20 % раствора

(300 – x), тогда x ∙ 0,1 + 0,2 (300- x) , или 0,1 ∙ x = 24

Найти: 0,12 = x + (300- x)

m₁ (р-ра) x = 24 = 240 г

m₂ (р-ра) x m₁ (р-ра)=240 г (10 %) ; m₂ (р-ра)=300-240=60 г (20%)

Способ 2

А) по диагональной схеме правила смешения («правило креста») определяем массовые части исходных растворов: ₁ ---------------→ ( см - ₂) Подставляем данные

0,2 -------------→ 0,02

см 0,12 300 г

0,1 --------------→ 0,08 р-ра

₂ ---------------→ (₁ - см)

Получаем, что следует смешать 0,02 массовые части раствора с NaCI – 0,2, или 20 % и 0,08 массовые части раствора с NaCI – 0,1 = 10 %

Б) находим массу раствора с NaCI = 0,2 или 20 %

m₂ (р-ра) = m см (р-ра) ∙ 0,02 = 300 ∙ 0,02 = 60 г (р-ра с -20%)

0,02 + 0,08 0,1

m₁ (р-ра) = m см (р-ра) ∙ 0,08 = 300 ∙ 0,08 = 240 (р-ра с -10%)

0,02 + 0,08 0,1

Ответ: m₁ (р-ра) = 240 г; m₂ (р-ра) = 60 г

Пример 2. Какой объем раствора с массовой долей серной кислоты 60 % (ρ-1,5 г/мл) и раствора с массовой долей серной кислоты 30 % (ρ-1,2 г\мл) надо взять, чтобы получить 240 г раствора с массовой долей кислоты 50 %?

Дано: Решение:

₁ (Н₂SО₄) = 60 % По диагональной схеме правила смешения («правило креста»)

ρ₁ = 1,5 г/мл определяем массовые доли исходных растворов:

₂ (Н₂SО₄) = 30 % ₁ ----------→ ( см - ₂) Подставляем

ρ₂ = 1,2 г/мл в схему величины

m см (р-ра) = 240 г см

см (Н₂SО₄) = 50 %

₂ -----------→ (₁ - см)

Найти: V₁ и V₂ 0,6 ------------0,2

0,5

0,3----------- 0,1

Получаем, что надо смешать 0,2 массовые части раствора с (Н₂SО₄) = 60 % и 0,1 массовую часть Н₂SО₄ с - 30 % Находим m₁ (р-ра) = m см ∙ 0,2 = 240 ∙ 0,2 = 160 г (- 60 %)

0,2 + 0,1 0,3

m₂ (р-ра) = 240 г – 160 г = 80 г (- 30 %)

Следовательно V₁ = m₁ (р-ра) = 160 г = 107 мл (60 % р-ра)

ρ₁ (р-ра) 1,5 г/мл

V₂ = m₂ (р-ра) = 80 г = 66,7 мл (30 % р-ра)

ρ₂ (р-ра) 1,2 г/мл

Ответ: V₁ = 107 мл; V₂ = 66,7 мл

IV. Способы решения задач на приготовление раствора из кристаллогидрата соли.

Пример 1. Определите массы медного купороса СuSO₄ ∙ 5H₂O и воды, необходимые для приготовления раствора сульфата меди (II) массой 40 кг с массовой долей СuSO₄ 2 %?

Дано: Решение:

m (р-ра) = 40 кг Способ 1.

(СuSO₄) = 2 % 1.Находим m СuSO₄ в растворе массой 40 кг с массовой

долей СuSO₄ 2 %:

Найти: m СuSO₄ = m (р-ра) ∙ (СuSO₄) = 40000 ∙ 0,02 = 800 г

m (СuSO₄ ∙ 5H₂O) 2.Определяем количество вещества сульфата меди:

m (H₂O) n (СuSO₄) = m (СuSO₄) = 800 = 5 моль

М (СuSO₄) = 160 г /моль М (СuSO₄) 160

М (СuSO₄ ∙ 5H₂O) = 250 г/моль 3.Находим кол-во вещества кристаллогидрата СuSO₄ ∙ 5H₂O:

n (СuSO₄ ∙ 5H₂O) = n (СuSO₄) → 5 моль

4.Определяем массу медного купороса:

m (СuSO₄ ∙ 5H₂O) = n (СuSO₄ ∙ 5H₂O) ∙ М (СuSO₄ ∙ 5H₂O) = 5 ∙ 250 = 1250 г = 1,25 кг

5.Вычисляем массу воды: m (H₂O) = 40-1,25=38,37 кг

Способ 2.

Пункты 1-4 способа 1 можно выполнить в одно действие:

m (безв.в-ва) ∙ М (крист.)

m (крист.) = М (безв. в-ва) ; где

m (крист.) – масса кристаллогидрата СuSO₄ ∙ 5H₂O;

М (крист.) – молярная масса (СuSO₄ ∙ 5H₂O);

m (безв.в-ва) – m СuSO₄ в растворе заданного состава;

М (безв. в-ва) – молярная масса безводного сульфата меди (СuSO₄).

1. На основе приведенной формулы определяем массу кристаллогидрата (СuSO₄ ∙ 5H₂O)

m (СuSO₄) ∙ М (СuSO₄ ∙ 5H₂O) (СuSO₄) ∙ m (р-ра) ∙ М (СuSO₄ ∙ 5H₂O)

m (СuSO₄ ∙ 5H₂O) = М (СuSO₄) = М (СuSO₄) =

0,2 ∙ 40000 ∙ 250

= 160 = 1250 г = 1,25 кг

2. Вычисляем m Н₂О: 40 – 1,25 = 38,75 кг

Способ 3

1. Масса СuSO₄ в растворе массой 40 кг с массовой долей 2 % равна:

m (СuSO₄) = m (р-ра) ∙ (СuSO₄) = 40000 ∙ 0,02 = 800 г

2.Определяем массу (СuSO₄ ∙ 5H₂O), которая соответствует 800 г СuSO₄

М (СuSO₄) = 160 г/моль; М (СuSO₄ ∙ 5H₂O) = 250 г/моль

Составляет пропорцию:

250 г/моль (СuSO₄ ∙ 5H₂O) содержит 160 г СuSO₄

x г/моль (СuSO₄ ∙ 5H₂O) содержит 800 г СuSO₄

250 ∙ 800

x = 160 = 1,250 г = 1,25 кг

3. Вычисляем m Н₂О: 40 – 1,25 = 38,75 кг

Способ 4. « Правило креста»

1. Определяем массовую долю СuSO₄ в медном купоросе n = 1 моль

m (СuSO₄) 160

(СuSO₄) = m (СuSO₄ ∙ 5H₂O) = 250 = 0,64 = 64 %

2.Составляем схему по правилу смешения (в случае чистой воды ₂ = 0)

0,64 ------------→ 0,02

0,02

0 ------ -----→ 0,62

а) находим массу (СuSO₄ ∙ 5H₂O)

m (р-ра) ∙ 0,02

m (СuSO₄ ∙ 5H₂O) = 0,02 + 0,62 = 1250 г = 12,5 кг

б) находим массу Н₂О

m (р-ра) ∙ 0,62

m (Н₂О) = 0,02 + 0,62 = 38750 г = 38,75 кг

Ответ: m (СuSO₄ ∙ 5H₂O) = 1,25 кг , m (Н₂О) = 38,75 кг

ЗАДАЧИ

1.В 280 г воды растворили 40 г глюкозы. Определить массовую долю глюкозы в полученном растворе. (12,5 %)

2.Вычислить массу Na₂SO₃ в 5 л раствора (ρ=1,075 г/мл), если массовая доля сульфита натрия составляет 8 %. (430 г)

3.Из 700 г раствора с массовой долей серной кислоты 60 % выпариванием удалили 200 г воды. Чему равна массовая доля серной кислоты в оставшемся растворе? (84 %)

4.Из 10 кг раствора с массовой долей хлорида натрия 20 % при охлаждении выделилось 400 г соли. Чему равна массовая доля хлорида натрия в охлажденном растворе? (16,7 %)

*5.Какую массу раствора с массовой долей серной кислоты 30 % надо прибавить к 300 г Н₂О для получения раствора с массовой долей кислоты 10 % (150 г)

6.Какую массу воды надо прибавить к раствору гидроксида Na m=150 г с массовой долей 10 % или 0,1, чтобы получить раствор с массовой долей 2 % или 0,02? (600 г)

7.Смешали 300 г раствора с массовой долей вещества 25 % и 400 г раствора с массовой долей 40 %. Определите массовую долю вещества в растворе. (33,6 %)

*8.Какой объем воды надо прибавить к 100 мл раствора серной кислоты (ρ=1,14 г/мл) с массовой долей 20 %, чтобы получить раствор с массовой долей кислоты 5 % (342 мл)

9.Какая масса воды и раствора с массовой долей хлорида магния 0,2 потребуется для приготовления 300 г раствора с массовой долей хлорида магния 0,04 г ? (60 г раствора и 240 г Н₂О)

10.Какой объем воды и раствора серной кислоты с массовой долей 96 % (ρ=1,84 г/мл) потребуется для приготовления 50 г раствора с массовой долей кислоты 10 %? (2,83 мл кислоты и 44,77 мл Н₂О)

11.В 72,8 мл воды растворили 11,2 л хлороводорода при н.у..Плотность образовавшегося раствора 1,1 г/мл. Определите объем образовавшегося раствора и массовую долю хлороводорода в растворе (83 мл (раствора) 20 %)

12.В одном объеме воды растворили 500 объемов хлороводорода при н.у. Определите массовую долю хлороводорода в полученном растворе.(44,9 %)

13.В воде, массой 40 г растворили железный купорос FeSO₄∙7H₂O массой 3,5 г. Определите массовую долю сульфата железа (II) в полученном растворе. (4,4%)

*14.Сколько граммов Na₂SO₄∙10H₂O надо растворить в 800 г воды, чтобы получить раствор с массовой долей сульфата Na 10 % (235,2 г)

15.Какое количество вещества МgSO₄∙7H₂O надо прибавить к 100 моль воды, чтобы получить раствор с массовой долей МgSO₄ 10 % (1,88 моль)

16.Определите объем сероводорода при н.у., который надо растворить в воде массой 300 г для получения раствора сероводородной кислоты с массовой долей H₂S 1,2 % (2,4 л)

17.Какова массовая доля меди в 20 % растворе сульфата меди? (8 %)

18.Какова массовая доля вещества в растворе, полученного сливанием 10 мл 24 %-ного раствора гидроксида натрия (ρ=1,22 г/мл) и 10 мл 49%-ного раствора гидроксида натрия (ρ=1,53 г/мл)? (37,9%)

19.В 500 мл воды растворили 100 г Na₂CO₃∙10H₂O. Рассчитать ω (в %) Na₂CO₃ в растворе. (6 %)

20.Какие объемы 30 %-ного раствора хлорида кальция (ρ=1,2847г/мл) и воды необходимо взять для приготовления 2 л 2%-ного раствора хлорида кальция (ρ=1,015 г/мл)? (105,34 мл СаСI₂, 1 л895 мл Н₂О)

Решение задач, отмеченных звёздочкой

№ 5. Дано: Решение

ω₁(Н₂SО₄) = 30 % или 0,3 Способ 1.

ω₂(Н₂SО₄) = 10 % или 0,1 1.Составим диагональную схему, приняв воду за

m (Н₂О) = 300 г раствор с ω=0

30 % 10 %

Найти 10 %

m₁(р-ра Н₂SО₄) 0 % 20 %

2.Составим пропорцию:

m₁(р-ра Н₂SО₄) = 10 m₁= 300∙10 = 150 г

300 20 20

Способ 2.

1.Запишем расчетную формулу, необходимую для определения массы раствора

ω₂ ∙ m Н₂О 0,06∙0,1∙300

m₁(р-ра Н₂SО₄) = ω₁ – ω₂ = 30-10 = 150 г

Ответ: m₁(р-ра Н₂SО₄) = 150 г

№ 8. Дано: Решение:

V₁(р-ра Н₂SО₄) = 100 мл 1. m₁(р-ра Н₂SО₄) = 100 мл ∙ 1,14 г/мл = 114 г

ρ = 1,14 г/мл 2. m₂(р-ра Н₂SО₄) = m₁ + m Н₂О

ω₁(р-ра Н₂SО₄)=20%=0,2 3. m Н₂SО₄ m₁(р-ра) ∙ ω₁ (Н₂SО₄)

ω₂(р-ра Н₂SО₄)=5%=0,05 ω₂ = m₂ (р-ра) = m₁(р-ра) + m Н₂О

V(Н₂О) = ? 114∙0,2

0,05 =114 + m Н₂О m (Н₂О) = 342 г V(Н₂О) = 342 мл

Ответ: V(Н₂О) = 342 мл

№ 14. Дано: Решение:

mН₂О= 800 г Способ 1.

ω (Na₂SO₄) = 10 % =0,1 1.Вычислим массовую долю безводной соли в кристаллогидрате по формуле:

m Na₂SO₄ ∙10Н₂О= ? m(б.с.) Μ(б.с.) 142

ω (б.с.) = m (кр.) = М (кр.) = 322 = 0,44

М(Na₂SO₄) = 142 г/моль 2.Составляем диагональную схему, приняв кристаллогидрат за раствор, а воду – за раствор с массовой долей 0 и найдем отношение масс воды и кристаллогидрата

М (Na₂SO₄ ∙ 10Н₂О)=322 г/моль 0,44 ------------------ 0,1

0,1

0 ---------------- 0,34

4.Составим пропорцию и вычислим массу кристаллогидрата x = 0,1 0,1 ∙ 800

800 0,34 x = 0,34 = 235,2 г

Способ 2.

1.Запишем расчетную формулу, необходимую для вычисления массы кристаллогидрата

ω₁ ∙ m(Н₂О) 0,1 ∙ 800

m (кр.) = ω (б.с.) - ω₁ m (кр.) = 0,44 – 0,1 = 235,2 г

Ответ: m Na₂SO₄ ∙10Н₂О= 235,2 г

II.Молярная концентрация и молярная концентрация эквивалента растворенного вещества

1. Молярная концентрация вещества x [С(x)] показывает число молей растворенного вещества в 1 литре раствора n

С(x) = V моль/л

где С – молярная концентрация, моль/л;

n – количество растворенного вещества, моль;

V - объём раствора, л

Молярная концентрация С, моль/л	Обозначение молярности	Название растворов
1 0,5 0,1 0,01 0,001	1М 0,5М 0,1М 0,01М 0,001М	Одномолярный Полумолярный Децимолярный Сантимолярный миллимолярный

Пример 1. Раствор объемом 500 мл содержит NaOH массой 5 г. Определить молярную концентрацию этого раствора.

Дано: Решение:

V(р-ра)= 500 мл=0,5 л 1.Вычислим число моль (n) в 5 г NaOH

m NaOH = 5 г n (NaOH) = m NaOH 5

Найти С (NaOH) М(NaOH) n= 40 = 0,125 моль

2.Определим молярную концентрацию раствора:

n_ 0,125 моль

С = V С = 0,5 л = 0,25 моль/л

Ответ: С = 0,25 моль/л

2.Молярная концентрация эквивалента растворенного вещества

Эквивалент (безразмерная величина) – это реальная или условная частица вещества, которая равноценна одному иону водорода в кислотно-основных (обменных) реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Молярная масса эквивалента вещества (М экв.) – это масса 1 моль эквивалента этого вещества, выражается в г/моль.

Молярная масса эквивалента кислоты равна частному от деления её молярной массы на основность кислоты: М (кислоты)

М экв.(кислоты) = основность кислоты

Молярная масса эквивалента основания равна частному от деления его молярной массы на кислотность основания (валентность Ме основания) М(основания)

М экв.(основания) = кислотность основания

Молярная масса эквивалента соли равна частному от деления её молярной массы на произведение числа атомов Ме и его валентности М(соли)

М экв.(соли) = число атомов Ме × валентность Ме

Молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация растворенного вещества) – это отношение количества вещества эквивалента в растворе (экв.(x), моль) к объему раствора (V л) экв.( x)

С экв.(x) = V моль/л или С экв.(x) – число моль эквивалента растворенного вещества x, содержащееся в 1 л раствора

m (x) m (x)

т.к. экв.( x) = М экв.(x) , то экв (x) = М экв.(x) ∙V

единица молярной концентрации эквивалента (нормальной концентрации) – моль/л

Пример 1. В растворе объемом 500 мл содержится хлорид Мg массой 9,5 г. Определите молярную концентрацию и нормальную концентрацию раствора.

Дано: Решение:

V= 500 мл 1.Определяем молярную концентрацию раствора

m МgCI₂ = 9,5 г m МgCI₂ 9,5

(МgCI₂) = М(МgCI₂) ∙ V = 95 ∙ 0,5 = 0,2 моль/л или 0,2 М

Найти: 2.Для определения нормальной концентрации раствора

(МgCI₂); необходимо определить молярную массу эквивалента соли:

экв.(МgCI₂); экв.(МgCI₂) = М(МgCI₂) = 95 = 47,5 (г/моль)

М(МgCI₂)= 95 г/моль 1 ∙ 2 2

а затем нормальную концентрацию раствора:

экв.(МgCI₂) = m (МgCI₂) 9,5

М экв.( МgCI₂) = 47,5 ∙ 0,5 = 0,4 (н.)

Ответ: (МgCI₂) = 0,2 М; экв.(МgCI₂) = 0,4 н

Пример 2. Определите молярную и нормальную концентрации раствора с массовой долей серной кислоты 62 % (ρ = 1,52 г/мл)

Дано: Решение:

ω Н₂SО₄ = 62 % 1.Определяем массу Н₂SО₄ в 1 л (1000 мл) раствора с массовой

ρ = 1,52 г долей Н₂SО₄ 62 %

V = 1 л m (Н₂SО₄) = V∙ρ∙ω (Н₂SО₄) = 1000∙1,52 ∙0,62 =942,4 (г)

2.Вычисляем молярность раствора (V=1 л)

(Н₂SО₄) = ? m (Н₂SО₄) 942,4

экв.(Н₂SО₄) = ? (Н₂SО₄) = М (Н₂SО₄) ∙ V = 98 ∙ 1 = 9,616 (моль/л) или 9,616 М

Задачу можно решить в одно действие

m (Н₂SО₄) V(мл) ∙ρ∙ω (Н₂SО₄) 1000 ∙ 1,52 ∙ 0,62

(Н₂SО₄) = М (Н₂SО₄) ∙ V = М (Н₂SО₄) ∙ V (л) = 98 ∙ 1 =9,616 моль/л 9,616 М

3.Определяем нормальность раствора

М экв.(Н₂SО₄) = М.(Н₂SО₄) = 98 = 49 г/моль

основность кислоты 2

экв.(Н₂SО₄) = m (Н₂SО₄) = 1000∙1,52∙0,62 = 19,232 н

М экв.(Н₂SО₄) ∙ V 49 ∙1

Ответ: (Н₂SО₄) = 9,616 М; экв.(Н₂SО₄) = 19,232 н

Задачи на определение молярной и нормальной концентрации раствора

1.Вычислить молярную и нормальную концентрацию растворенного вещества:

А) если в растворе объемом 2 л содержится азотная кислота массой 12,6 г (ответ:0,1М; 0,1н)

Б) если в растворе объемом 200 мл содержится гидроксид калия массой 5,6 г (ответ:0,5М; 0,5н)

В) если в растворе объемом 740 мл содержится нитрат меди (II) массой 22,27 г (0,16М; 0,32н)

Г) если в растворе объемом 0,65 л содержится сульфат цинка массой 25,35 г (ответ:0,234М; 0,48н)

Д) если в растворе объемом 2,5 л содержится нитрат железа (III) массой 60,5 г (ответ:0,1М; 0,3н)

2.Определите массу растворенного вещества, содержащегося в следующих растворах:

А) раствор, объемом 500 мл с концентрацией 0,1М КОН; (ответ: 2,8 г)

Б) раствор, объемом 2 л с концентрацией 0,5 М АICI₃; (ответ: 133,5 г)

В) раствор объемом 200 мл с концентрацией 0,025 М NH₄NO₃ (ответ: 0,40 г)

Г) раствор объемом 750 мл с концентрацией 0,4 М Н₂SO₄ (ответ: 29,4 г)

3.Определите, в каком объеме раствора Н₂SO₄ с концентрацией 1М содержится серная кислота массой 4,9 г (ответ: 50 мл)

4.В воде, объемом 500 мл растворили гидроксид Na массой 60 г, (ρ полученного раствора 1,12 г/мл). Определите молярную и нормальную концентрации растворенного вещества (ответ: 3М; 3н)

5.Определите молярную и нормальную концентрации раствора, полученного при смешивании 200 мл 8М и 300 мл 2М растворов серной кислоты (ответ: 4,4М; 8,8н)

Комбинированные задачи

№ 1.Определить % концентрацию NH₄OH в растворе, полученном при растворении 44,8 л аммиака в 330 г 15,91%-ного раствора гидроксида аммония.(30,6%)

№ 2.На нейтрализацию 100 мл раствора гидроксида натрия расходуется 15 мл 60 % раствора НNO₃ (ρ=1,4 г/мл). Сколько граммов 50 % раствора Н₂SO₄ нужно для такой реакции? (19,6 г)

№ 3.В 500 г раствора хлорида Fe (III) влили избыток раствора NaOH. Выпавший осадок промыли, отфильтровали, высушили и прокалили. Масса полученного вещества 16 г. Найти массовую долю хлорида железа (III) в растворе. (32,5 %)

№ 4.Хлороводород, образовавшийся при действии избытка серной кислоты на 11,7 г хлорида натрия, пропустили в 45 г 10 % раствора гидроксида натрия. Какова среда раствора? Докажите расчетом (среда кислая, т.к. НСI в избытке)

№ 5.Сколько г оксида марганца (IV) и мл 37 % раствора НСI (ρ=1,19 г/мл) надо взять для получения 56 л CI₂, если выход хлора составляет 80 % от теории. (271,8 г МnO₂ и 1036,2 мл HCI)

№ *6.К 10 % раствору соляной кислоты масса = 100 г добавили 10 % раствор гидроксида калия масса – 100 г. Сколько молекул воды содержит раствор? (61,7∙10²³ молекул)

2002-2003 уч.год 9 класс

№ 7.На предприятии был приготовлен раствор щелочи, путем смешивания 600 кг 42,1 %-ного, 12500 кг 40,7%-ного и 7200 кг 29,2%-ного растворов NaOH. Какова массовая доля щелочи в полученном растворе? Сколько кг 32 % раствора NaOH можно получить из приготовленного описанным выше способом раствора щелочи? (ω=36,66%) (ответ6 23258 кг 32% р-ра NaOH)

№ 8.В 250 г раствора с массовой долей ортофосфорной кислоты с массовой долей 9,8% растворили 14,2 г оксида фосфора (V). Чему равна массовая доля ортофосфорной кислоты в полученном растворе? (ω Н₃РО₄ = 17%)

9 класс 1999 год

№ 9.Газ, получаемый при сжигании сероводорода в избытке кислорода, прореагировал с 250 мл 25 %-ного раствора гидроксида натрия (ρ=1,28 г/мл) с образованием кислой соли. Рассчитайте объем израсходованного сероводорода. (4 б.)

Решение:

1) 2Н₂S + 3O₂= 2SO₂ + 2H₂O

2 моль 2 моль

2 моль 2 моль

2) SO₂ + NaOH = NaHSO₃

1 моль 1 моль 250∙1,28∙25

Масса израсходованного NaOH = 100 = 80 г (2 моль)

Из уравнения (2) видно, что на нейтрализацию 2 моль NaOH потребуется 2 моль сернистого газа (SO₂), а согласно уравнения (1) на образование 2 моль SO₂ необходимо 2 моль Н₂S = 44,8 л. Ответ: 44,8 л Н₂S

9 класс 1999 год

№ 10.К 100 г раствора, содержащего одинаковое количество хлорида и фторида одного и того же металла, прилили избыток раствора нитрата серебра. Выделившийся осадок отфильтровали, промыли, просушили и взвесили. Масса его оказалась равной 14,35 г. Исходные соли окрашивают пламя в желтый цвет. Определите качественный и количественный состав (в %) солей в исходном растворе. (6 б.)

Решение:

Пламя в желтый цвет окрашивают соли Na. Следовательно в растворе находится NaCI и NaF. По уравнениям реакций:

1) АgNO₃ + NaCI = AgCI↓ + NaNO₃

1 моль→58,5 1 моль 143,5

0,1 моль 5,85 0,1 моль 14,35

2) АgNO₃ + NaF = AgF↓ + NaNO₃

Известно, что осадок AgF растворили, следовательно, 14,35 г это осадок AgCI.

Масса хлорида натрия равна 5,85 г.

Поскольку, согласно условию, количество хлорида и фторида одинаково, то и массовая доля (количественный состав будет одинаков) т.е. равен 50 %.

9 класс 1999 год

№ 11.При охлаждении 400 мл 25 % раствора сульфата меди (ρ=1,2 г/мл) выкристаллизовалось 50 г медного купороса. Выпавший осадок отфильтровали. Какое количество осадка образуется при пропускании через фильтрат 11,2 л сероводорода? Сколько сульфата меди останется в избытке? (8 б.)

Решение:

1) Масса сульфата меди до кристаллизации равна 400∙1,2∙25

100 = 120 г СuSO₄ (в растворе)

2) Рассчитаем количество СuSO₄ израсходованного на образование 50 г медного купороса.

М СuSO₄ = 160 г/моль 250 г СuSO₄∙5Н₂О содержит 160 г СuSO₄

М СuSO₄∙5Н₂О = 250 г/моль 50 г СuSO₄∙5Н₂О содердит x г СuSO₄

x = 32 г СuSO₄

3) В растворе после перекристаллизации осталось СuSO₄ 120 г – 32 = 88 г (0,55 моль)

4) При пропускании Н₂S через раствор: (11,2 л = 0,5 моль)

СuSO₄ + Н₂S = СuS↓ + Н₂SO₄

1 моль 1 моль 1 моль 1 моль

0,55 моль 0,5 моль 0,5 моль

Значит в избытке осталось 0,05 моль СuSO₄ или 8 г , а СuS = 0,5 моль или 48 г.

9 класс 1992 год

№ 12. При сжигании смеси сероводорода с избытком О₂, объем смеси уменьшился на 67,2 л. Полученный газ пропустили через 285,7 мл 40 %-ного раствора NaOH. Его плотность = 1,4 г/мл. Определить состав образовавшейся соли.

Решение:

1) 2Н₂S + 3О₂ → 2 SО₂ + 2Н₂О из уравнения видно, что уменьшение объема

2 моль 3 моль 2 моль происходит за счет О₂, следовательно

44,8 л 67,2 л 44,8 л из 2 моль Н₂S → 2 моль SО₂

2) SО₂ + NaOH = NaHSO₃ (1)

SО₂ + 2NaOH = Na₂SO₃ + Н₂О (2)

3) по данным задачи m (NaOH) в р-ре = 285,7 ∙ 1,4 ∙ 0,4 = 160 г

По расчетам в реакцию вступило 2 моль SО₂

По уравнению (1) 2 моль SО₂ → 2 моль NaOH m = 80 г

По уравнению (2) 2 моль SО₂ → 4 моль NaOH m = 160 г

Следовательно, получается нормальная соль Na₂CO₃ по второму уравнению реакции.

11 класс 1999 год

№ 13.При взаимодействии 44 г сульфида металла (II) с избытком соляной кислоты выделилось 11,2 л газа, который пропустили в 200 мл 25 %-ного раствора гидроксида натрия (ρ=1,28 г/мл). Определите состав образовавшейся соли, а также назовите сульфид какого металла был взят.

Решение:

1) МеS + 2НСI = МеCI₂ + H₂S (1) по условию задачи газа (H₂S) – 11,2 л – 0,5 моль

1 моль 1 моль

0,5 моль 0,5 моль

44 г 11, 2 л

1 моль МеS = 88 М _МеS = 88 г/моль Следовательно: 88 – 32 = 56 56 г/моль – Fe

2) NaOH + H₂S → NaHS + H₂O (2)

0,5 моль 0,5 моль

2NaOH + H₂S → Na₂S + H₂O (3)

1 моль 0,5 моль

Зная объем H₂S (1 реакция) можно найти количество вещества NaOH, израсходованного на реакцию (3). Оно равно 1 моль, что соответствует 40 г.

Согласно условию задачи m (NaOH) = 200 ∙ 1,28 ∙ 0,25 = 64 г или 1,6 моль

Для получения нормальной соли Na₂S необходим 1 моль NaOH. Следовательно при избытке NaOH (1,6 моль) образуется нормальная соль Na₂S.

Ответ: Ме –Fe ; соль: Na₂S.

11 класс 1999 год

№ 14.Газ, получившийся при действии 77,68 мл 7,3 %-ного раствора соляной кислоты (ρ-1,03 г/моль) на 2,24 г железа пропущен через трубку, содержащую 3,2 г оксида меди (II). Какие вещества образовались в трубке и сколько мл 32 % раствора азотной кислоты (ρ-1,2 г/моль) потребовалось для их растворения?

Решение:

Получившийся газ – Н₂ m(НСI) = V∙ρ∙ω = 77,68∙1,03∙0,073 = 5,8 г

0,04 моль 0,16 моль x

Fe + 2HCI = FeCI₂ + H₂ (1) n (НСI) = 5,8: 36,5 = 0,16 моль

1 моль 2 моль 1 моль

НСI «в избытке», расчет по Fe n (Fe) = 2,24 : 56 = 0,04 моль

X (Н₂) = 0,04 моль V(Н₂) = 0,04 ∙ 22,4 = 0,896 л

x₂ 0,04 моль x₃

СuO + H₂ = Cu + H₂O (2)

1 моль 1 моль

X₂ = 0,04 моль = n ∙ М = 0,04 ∙ 80 = 3,2 г (расходуется полностью)

X₃ (Сu) = 0,04 моль = n ∙ М = 0,04 ∙ 64 = 2,56 г в трубке только Сu

0,04 моль x₄

3Сu + 8 НNO₃ = 3 Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

3 моль 8 моль

X₃ (НNO₃) = 0,107 моль m (НNO₃) = n ∙ М (НNO₃) = 0,107∙63 = 6,72 г

M р-ра (НNO₃) = m в-ва ∙ 100 = 6,72 ∙ 100 = 21 г

ω 32

V р-ра (НNO₃) = m = 21=17,5 мл 32% р-ра

ρ 1,2

Ответ: V НNO₃ с ω-32% равен 17,5 мл

№ 15.В 250 г раствора с массовой долей ортофосфорной кислоты 9,8 % растворили 14,2 г Р₂О₅. Чему равна массовая доля ортофосфорной кислоты в полученном растворе?

Решение:

1) m₁(Н₃РО₄) = 250∙0,142=24,5 г m Н₂О = 225,5 г

x₁ 0,1 моль x₂

2) 3Н₂О + Р₂О₅ = 2Н₃РО₄ x₁ = 0,3 моль m = 5,4 г (Н₂О) М (Н₃РО₄) = 98 г/моль

3 моль 1 моль 2 моль x₂ = 0,2 моль m = 19,6 г (Н₃РО₄) М (Р₂О₅) = 142 г/моль

3) m (Н₃РО₄) = 24,5 + 19,6 = 44,1 г

4) m (р-ра) = 250-5,4 (Н₂О) + 14,2 (Р₂О₅) = 258,8 г

5) ω (Н₃РО₄) = 44,1 × 100 % = 17 %

258,8

Ответ: ω (Н₃РО₄) =17 %

№ 16.Сколько граммов хлорида натрия нужно растворить в 100 г 15,5%-ного раствора NaCI, чтобы его концентрация стала равной 17,5%? (Ответ: 2,42 г NaCI)

№ 17.Газ, выделившийся при взаимодействии 6,4 г Cu с 200 мл 60 % -ной азотной кислоты (ρ-1,4 г/мл), растворили в 200 г 20 % раствора гидроксида калия. Рассчитайте массовую долю нитрата калия в полученном растворе.

Решение:

1.Составить уравнения реакций:

Сu + 4HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

2NO₂ + 2KOH = KNO₂ + KNO₃ + H₂O

2.Определить количества веществ NO₂ и KOH:

n(Сu) = 6,4/ 64 = 0,1 моль

n(HNO₃) = 200∙1,4∙0,6/63 = 2,67 моль (в избытке)

n(NO₂) = 2n(Сu )= 0,2 моль

n (KOH) = 200∙0,2/56 = 0,71 моль (в избытке)

3.Рассчитаем массу нитрата калия:

n (КNO₃) = 0,5n(NO₂) = 0,1 моль

m (КNO₃) = 0,1∙101 = 10,1 г

4.Определить массовую долю нитрата калия в растворе:

m (раствора) = 200 + 0,2∙46 = 209,2 г

ω (КNO₃) = 10,1/209,2 = 0,048 или 4,8 %

Ответ: ω (КNO₃) = 4,8 %

№ 18.Какую массу оксида серы (VI) следует добавить к 500 г 20%-ного раствора серной кислоты, чтобы увеличить её массовую долю вдвое?

Решение:

1.Находим m (Н₂SО₄) в растворе:

m (Н₂SО₄) = 500∙0,2=100 г

2.Записываем уравнение реакции:

x A

SO₃ + H₂O = Н₂SО₄ обозначим m(SO₃) – x m (Н₂SО₄) = A

1 моль 1 моль

80 г 98 г

98x

А= 80 = 1,225x

m (Н₂SО₄) = 100+1,225x

3.По формуле:

m(р.в-ва) (1,225x + 100) ∙ 100

ω(р.в-ва) = m(р-ра) × 100% 40 = 500 + x

10000

20000 + 40x = 122,5x + 10000 10000 = 82,5x x = 82,5 = 121,2 г

Ответ: m (SO₃) = 121,2 г

№ 19.Какую массу оксида селена (VI) следует добавить к 100 г 15 %-ного раствора селеновой кислоты, чтобы увеличить её массовую долю вдвое? Ответ: 17,8 (SeO₃)

№ 20. Какую массу оксида хрома (VI) следует добавить к 275 г 10 %-ного раствора хромовой кислоты, чтобы увеличить её массовую долю в полтора раза? Ответ: m(СrO₃) = 13,3 г

2008 год 11 класс

№ 21.Смешали 200 мл 20 % раствора гидроксида натрия (ρ-1,22 г/моль) и 150 мл 30 % раствора соляной кислоты (ρ=1,15 г/моль). Определите среду полученного раствора и массовую долю хлорида натрия в нем.

Решение:

1) m(р-ра NaOH) = V∙ρ=200∙1,22 = 244 г

2) m(NaOH) = m(р-ра NaOH) ∙ ω = 244∙0,2 = 48,8 г

3) n(NaOH) = m(NaOH) / М = 48,8 / 40 = 1,22 моль

4) m(р-ра НСI) = V∙ρ=150∙1,15 = 172,5 г

5) m(НСI)= m(р-ра НСI) ∙ ω= 172,5∙0,3=51,75 г

6) n(НСI)= m(НСI) / М = 51,75 / 36,5 = 1,42 моль

7) NaOH + НСI = NaCI + H₂O n(HCI) = n(NaOH) по уравнению

По условию n(NaOH) меньше n(HCI), среда раствора кислая

8) n(NaCI) = n(NaOH) = 1,22 моль

m (NaCI)= n(NaCI) ∙ М = 1,22∙ 58,5 = 71,37 г

9) m(р-ра) = 244+172,5=416,5 г

10) массовая доля (NaCI) в растворе ω(NaCI) =m(NaCI) / m(р-ра) = 71,37/416,5 = 0,17 или 17%.

Ответ: среда раствора кислая; ω(NaCI)=17%

9 класс 2009 год

№ 22.Смешали 20,0 мл 95%-ной серной кислоты (ρ=1,834 г/мл) и 300 мл воды. 20,0 мл полученного раствора (ρ=1,069 г/мл) обработали избытком раствора хлорида бария. Рассчитайте:

- массовую долю серной кислоты в полученном растворе;

- массу образовавшегося осадка;

- объем 4,0%-ного раствора (ρ=1,035 г/мл) гидроксида калия, необходимого для полной нейтрализации всего раствора серной кислоты, оставшегося после отбора пробы для реакции с хлоридом бария.

Решение:

Протекали реакции:

Н₂SО₄ + ВаСI₂ = ВаSO₄ + 2HCI

Н₂SО₄ + 2 KOH = K₂SO₄ + 2 H₂O

1) Масса полученного раствора серной кислоты равна: 300 г + 20,0 мл ∙ 1,834 г/мл =336,68г

2) Масса растворенной серной кислоты равна: 20,0 мл ∙ 1,834 г/мл ∙ 0,95 = 34,846 г, откуда массовая доля (Н₂SО₄) ω(Н₂SО₄) = 34,846 / 336,68 г=0,1035 или 10,35%

3)Масса серной кислоты в пробе объемом 20 мл составляет

20,0 мл ×1,069г/мл ∙ 0,1035=2,213 г

а n (Н₂SО₄) = 2,213/98 =0,02258 моль

n (Н₂SО₄) = n (ВаSO₄), а m(ВаSO₄) = 0,02258 ∙ 239 = 5,26 г

4)В реакцию с гидроксидом калия вступит вся серная кислота, за исключением прореагировавшей с ВаСI₂ т.е. 34,836 г – 2,213 г = 32,633 г или 0,333 моль

n (Н₂SО₄) = 2 n (КОН) по уравнению реакции

m(КОН) = 0,666 моль ∙ 56 г/моль = 37,3 г, а объем раствора КОН равен:

37,3 г / (0,04∙1,035) = 901 мл

Ответ: ω(Н₂SО₄) = 10,35%

9 класс 2001 год

№ 23.Определите объем воды (в мл), который нужно добавить к 400 мл 18%-ного раствора соли (ρ=1,132 г/мл), чтобы получить 11% раствор.

Решение:

1.Масса исходного раствора составляет m=ρ∙V=400∙1,132 = 452,8 г

2.Составляем схему по правилу смешения (ω₂ Н₂О = 0)

18 ---------→11

11

0 ----------→ 7

3.К 11 г 18 % раствора надо добавить 7 г Н₂О

К 452,8 г 18 % раствора надо добавить x г Н₂О

X=288,15 г

V Н₂О = 288,15 мл

9 класс 2001 год

№ 24. Смесь хлорида и сульфата калия массой 3,22 г обработали при комнатной температуре избытком концентрированной серной кислоты. В результате реакции образовалось 5,44 г гидросульфата калия. Напишите уравнение реакции соответствующих реакций и рассчитайте состав исходной смеси в % по массе.

Решение:

1) Написать уравнения реакций

КСI + Н₂SО₄ = KHSO₄ + HCI (1)

K₂SO₄ + Н₂SО₄ = 2 KHSO₄ (2)

изб.

конц.

2)Обозначим массу КСI за x, тогда m K₂SO₄ = 3,22-x

3)Составим пропорцию по уравнению(1)

74,5 г КСI → 136 г KHSO₄ 136x

X г КСI → y₁ KHSO₄ y₁= 74,5 ;

по уравнению (2)

174 г K₂SO₄ → 272 г KHSO₄ (3,22-x) ∙272

(3,22-x) → y₂ y₂ = 174 ;

4) y₁ + y₂ = 5,44

136 x (3,22-x) ∙272

74,5 + 174 = 5,44

X=1,55 г

m КСI = 1,55 г

m K₂SO₄ = 3,22 – 1,55 = 1,67 г

5) ω КСI = 1,55 = 0,48 = 48 % ω K₂SO₄ = 52 %

3,22

9 класс 2007 год

№ 25.Медный купорос СuSO₄∙5H₂O массой 5,16 г растворили в воде. К полученному раствору добавили раствор, содержащий 3,16 г сульфида натрия. Выпавший осадок отфильтровали, высушили и взвесили. Какова масса образовавшегося осадка?

Решение:

М (СuSO₄∙5H₂O) = 250 г/моль 1)находим m(СuSO₄) в 5,16 г медного купороса

М(СuSO₄) = 160 г/моль m(СuSO₄∙5H₂O) ∙ М(СuSO₄) 5,16∙160

М (Na₂S) = 78 г/моль m(СuSO₄) = М (СuSO₄∙5H₂O) = 250 = 3,3 г

n(СuSO₄) = m(СuSO₄) / М(СuSO₄) = 3,3 / 160 = 0,02 моль

2)составляем уравнение реакции:

СuSO₄ + Na₂S = СuS↓ + Na₂SО₄

n(Na₂S) = m Na₂S / М Na₂S = 3,16 / 78 = 0,04 моль

Сравнивая количество вещества СuSO₄ и Na₂S видно, что Na₂S в избытке. Дальнейшие расчеты по СuSO₄

По уравнению n (СuSO₄) = n (СuS) = 0,02 моль

Масса осадка: n (СuS) ∙ М (СuS) = 0,02 ∙ 96 = 1,92 г

Распознавание растворов

1.В пяти пробирках растворы:FeCI₃, NH₄CI, Cu(NO₃)₂, FeSO₄, AICI₃. С помощью одного реактива определить их. Написать уравнения реакций. (Ответ: раствор NaOH)

2.Даны: бензол, хлоргксан, гексан, гексен. Как определить их?

А) с бромной водой (Вr₂) → только гексен (при н.у.);

Б) с Вr₂ при t⁰ (в присутствии FeBr₃) → бензол;

В) гексан и хлоргексан сжечь, к продуктам горения добавить AgNO₃:

С₆Н₁₃СI + 9O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + HCI ↑

НСI + AgNO₃ = AgCI↓ + HNO₃

9 класс 2001 год Экспериментальный тур федерального окружного этапа

3.В восьми пронумерованных пробирках находятся гидроксиды следующих металлов: Na, Mg, Ca, Вa, Zn, Mn, AI, Pb. Используя находящиеся на столе реактивы, определите состав каждой из пробирок. Напишите уравнения соответствующих реакций.

Реактивы: Н₂О, 1М Н₂SО₄, 2М КОН, 1М NH₄CI

Оборудование: штатив с пробирками, шпатель, глазная пипетка, горелка.

Решение:

	NaOH	Mg(OH)2	Ca(OH)2	Ba(OH)2
Н2О	Р	Н	Р (заметно)	Р (зам.)
Н2SО4	Р	Р	Помутнение	↓
КОН	Р	н	н	Н
NH4CI	NH3↑	Р (NH3↑)	Р (NH3↑)	Р (NH3↑)

	Zn(OH)2	Mn(OH)2	AI(OH)3	Pb(OH)2
Н2О	Н	н	Н	Н
Н2SО4	Р	р	Р	н↓
КОН	Р (избыток)	Н ↓ (бурый)	Р (избыток)	Р (избыток)
NH4CI	р	Р (бурый)	н	н↓

Примечание: СаSO₄ заметно растворяется в воде с помутнением раствора, Мg(ОН)₂ заметно растворяется в NH₄CI с буроватым помутнением. Н ↓ - видимого растворения не наблюдается, но происходит изменение структуры осадка за счет смещения равновесия.

Реакции:

2NaOH + Н₂SО₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O

Mg(OH)₂ + Н₂SО₄ = MgSO₄ + 2H₂O

Ca(OH)₂ + Н₂SО₄ = СаSO₄ + 2H₂O

Ba(OH)₂ + Н₂SО₄ = BaSO₄↓ + 2H₂O

Zn(OH)₂ + Н₂SО₄ = Zn SO₄ + 2H₂O

Mn(OH)₂ + Н₂SО₄ = Mn SO₄ + 2H₂O

2AI(OH)₃ + 3Н₂SО₄ = AI₂(SО₄)₃ + 6H₂O

Zn(OH)₂ + 2КОН = К₂[Zn(ОН)₄]

изб.

ОН^-

Mg(OH)₂ + ½ О₂ → МnO (OH)₂↓ ,бурый

AI(OH)₃ + 3КОН = К₃[AI(OH)₆]

Pb(OH)₂ +2КОН = К₂[Pb(OH)₄]

Mg(OH)₂ + NH₄CI = MgCI₂ + 2 NH₃↑ + 2H₂O

Zn(OH)₂ + NH₄CI = [Zn(NH₃)₄]CI₂ + 2Н₂О + 2НСI

NaOH + NH₄CI = NaCI + NH₃↑ + H₂O

9 класс 2002 год экспериментальный тур федерального окружного этапа

4.Из следующего набора сухих солей: Na₂СO₃, NaCI, СаСО₃, ВаСI₂, АI₂(SO₄)₃, ZnCI₂, Pb(NO₃)₂ выдается 3 смеси по две соли в каждой. Используя находящиеся на столе реактивы, определите состав выданных смесей. Напишите уравнения реакций.

Реактивы: Н₂О, НСI (1М), Н₂SО₄ (1М), NaOH (1М), NH₃ ∙ Н₂О (1М)

	Na2СO3	NaCI	СаСО3	ВаСI2	АI2(SO4)3	ZnCI2	Pb(NO3)2
Н2О	р	р	н	р	р	р	р
действуем на растворы
НСI	↑	-	↑	-	-	-	↓
Н2SО4	↑	-	↑↓ медл.	↓	-	-	↓
NaOH	-	-	-	↓помутнен.	↓ раст-ется в избытке	↓ раст-ется в избытке	↓ раст-ется в избытке
NH3 ∙ Н2О (NH4OH)	-	-	-	-	↓	↓ раст-ется в избытке	↓

Уравнения реакций:

Na₂СO₃ + 2 НСI = 2NaСI + СО₂↑ + Н₂О

Na₂СO₃ + Н₂SО₄ = Na₂SО₄ + СО₂↑ + Н₂О

СаСО₃ + 2 НСI = СаСI₂ + СО₂ + Н₂О

СаСО₃ + Н₂SО₄ = СаSО₄↓ + СО₂ + Н₂О

ВаСI₂ + Н₂SО₄ = Ва SО₄↓ + 2 НСI

ВаСI₂ + 2NaOH = Ва(ОН)₂↓ +2NaСI

АI₂(SO₄)₃ + 6NaOH = 2 АI(ОН)₃↓ + 3 Na₂SО₄

АI(ОН)₃ + 3NaOH = Na₃[АI(ОН)₆] или Na[АI(ОН)₄]

АI₂(SO₄)₃ + 12 NaOH = 2 Na₃[АI(ОН)₆] + 3 Na₂SО₄

АI₂(SO₄)₃ + 6 NH₃ ∙ Н₂О = 2 АI(ОН)₃↓ + 3(NH₄)₂SО₄

ZnCI₂ + 2NaOH = Zn(ОН)₂ + 2 NaСI

Zn(ОН)₂ + 2NaOH = Na₂[Zn(ОН)₄]

ZnCI₂ + 4NaOH = Na₂[Zn(ОН)₄] + 2 NaСI

ZnCI₂ + 2 NH₃ ∙ Н₂О = Zn(ОН)₂ + 2 NH₄CI

ZnCI₂ + 4 NH₃ ∙ Н₂О = [Zn(NH₃)₄] СI₂ + 4Н₂О

Pb(NO₃)₂ + 2 НСI = PbСI₂ + 2НNО₃

Pb(NO₃)₂ + Н₂SО₄ = PbSО₄↓ + 2 НNО₃

Pb(NO₃)₂ + 2NaOH = Pb(ОН)₂↓ + 2NaNО₃

Pb(NO₃)₂ + 6NaOH = Na₄[Pb(ОН)₆] + 2 NaNО₃ или Na₂PbО₂

9 класс 2000 год Областной этап

5.Восстановить уравнения (2 балла за каждое уравнение)

2 КMnO₄ + 5 = 6 K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 3H₂O

10 Fe K₂SO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + 2MnSO₄ + 8H₂O

3H ₂SO₄ + MnSO₄ + 5O₂↑ + 8H₂O

5H = K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 10O₂↑ + 8H₂O

2KMn = 5MnO₂ + K₂SO₄ + 2H₂SO₄

2 КMnO₄ + 5 K₂SO₃ +3 H₂SO₄ = 6 K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 3H₂O

10 FeSO₄ + 8 H₂SO₄ + 2KMnO₄ = K₂SO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + 2MnSO₄ + 8H₂O

3H₂SO₄ + 2KMnO₄ + 5H₂O₂ = K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 5O₂↑ + 8H₂O

5H₂C₂O₄ + 2KMnO₄ + 3 H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 10 O₂↑ + 8H₂O

щавел. к-та

2KMnO₄ + 3MnSO₄ + 2H₂O = 5MnO₂ + K₂SO₄ + 2H₂SO₄

9 класс 2000 год областной тур

6.На схеме приведены превращения X

X – H₂S

X + O₂ → 2 H₂S + 3О₂ = 2Н₂О + 2SO₂

X + Br₂ → H₂S + Br₂ = 2HBr + S

X + KOH → H₂S + 2KOH = K₂S + 2H₂O (KHS + H₂O)

X + FeCI₃ → H₂S + 2FeCI₃ = 2FeCI₂ + 2HCI + S

X + SO₂ → S + H₂O 2H₂S + SO₂ = 3S + 2H₂O

Предложите X и запишите уравнения реакций

7.В восьми пробирках находятся органические вещества,(некоторые в виде водного раствора): глицерин, фенол, пентиловый спирт, муравьиная кислота, уксусная кислота, изопентилацетат, дихлорэтан, глюкоза. Использовав минимум реактивов определите вещества, составив план анализа и напишите уравнения реакций.

План анализа

А) по запаху определяем изопентилацетат;

Б) дихлорэтан и пентиловый спирт определяем с помощью воды: дихлорэтан и спирт не растворяются в воде, причем плотность дихлорэтана больше воды, а пентилового спирта меньше ρ воды;

В) глицерин и глюкозу определяем с помощью гидроксида меди (II). Оба вещества образуют ярко синий раствор глицерата и глюконата меди (II), но при нагревании глюкоза дает красный осадок Сu₂O.

Глицерин:

Н₂С – О –Н Н-О-СН₂ Н₂С –О Н-О-СН₂

| | | Cu |

НС –О –Н + НО-Cu-ОН + НО-СН → НС – О –Н О – СН + 2Н₂О

| | | |

Н₂С –О –Н НО – СН₂ Н₂С-ОН НО – СН₂

Голубой осадок глицерат меди (II) ярко синий раствор

Глюкоза:

О О

С С

| Н t⁰ | ОН

Н –С-ОН + 2Cu(OH)₂ → НС-ОН + Сu₂О + 2Н₂О

| | кирпично-красный

НО-С –Н НО-С –Н осадок

|

Н –С-ОН Н – С -ОН

| |

Н –С-ОН Н – С -ОН

| |

СН₂ОН СН₂ОН

Г) фенол определяем хлоридом Fe (III); при взаимодействии образуется темно-фиолетовая окраска;

Д) муравьиная кислота отличается от уксусной взаимодействием с гидроксидом меди (II) при t⁰. О t⁰

Н-С + 2 Сu(OH)₂ → CO₂ + 3H₂O + Cu₂O↓

ОН голубой осадок осадок кирпично-красного цвета

9 класс 2008 год Городская олимпиада

8.В лаборатории студенты приготовили растворы четырех веществ: хлорида натрия, серной кислоты, хлорида бария, карбоната натрия, вылили их в бутылочки, но потом перепутали все растворы. Помогите им распознать, где какой раствор. У них есть все необходимые реактивы.

Решение:

раствор	Н2SO4 реактив	BaCI2	AgNO3
NaCI	нет признаков реакции	нет признаков реакции	↓ белый осадок
H2SO4	нет признаков реакции	↓ белый осадок	-
BaCI2	↓ белый осадок	-	-
Na2CO3	↑ выделение газа	-	-

1. Na₂CO₃ + Н₂SO₄ = Na₂ SO₄ + СО₂↑ + Н₂О

2. Н₂SO₄ + BaCI₂ = Ba SO₄ + 2НСI

3. NaCI + AgNO₃ = АgCI↓ + NaNO₃

9 класс 2000 год Областной тур

9. После летних каникул в кабинете химии были обнаружены четыре банки с реактивами, отвалившиеся этикетки были перепутаны: «КОН 1М», «К₂СО₃ 1М», «АI(NO₃)₃ 1М», «СаСI₂ 1М». Юный помощник Сережа, аккуратно проведя попарные сливания растворов из банок, установил их содержимое. Полученные им результаты представлены в таблице.

реактив	I	II	III	IV
I		↓	-	↓↑
II	↓		↓	-
III	-	↓		↓р
IV	↓↑	-	↓

Обозначения: в столбцах представлен номер взятого реактива, в строках – номер добавляемого реактива. ↓ - выпадение осадка, ↑ - выделение газа, р – растворение образовавшегося осадка (положение знака в строке зависит от количества добавляемого реагента: знак слева – выпадение осадка начинается с первой капли, чем дальше смещен знак вправо, тем больше раствора требуется для добавления осадка).

I. Определите содержимое банок.

II. Напишите уравнения реакций происходящих процессов

III. Объясните, почему при приливании раствора IV к раствору III выпадение осадка происходит не сразу.

Решение:

1)

реактив	К2CO3	СаСI2	KOH	AI(NO3)3
К2CO3		↓	-	↓↑
СаСI2	↓		↓	-
KOH	-	↓		↓
AI(NO3)3	↓↑	-	↓

Газовыделение возможно только при взаимодействии

3 К₂CO₃ + 2 AI(NO₃)₃ + 3Н₂О = AI(ОН)₃ + КNO₃ + 3CO₂↑

Таким образом, эти растворы находятся в банках I и IV.

Растворение осадка возможно в случае (в одном):

добавление гидроксида калия к раствору нитрата алюминия (гидроксид AI – амфотерен):

3 KOH + AI(NO₃)₃ = AI(ОН)₃↓ + 3КNO₃

КОН + AI(ОН)₃ = К[AI(ОН)₄]

Тогда раствор III – КОН, IV - AI(NO₃)₃, I - К₂CO₃ и, соответственно, II - СаСI₂.

2)

(I → II, II → I) К₂CO₃ + СаСI₂ = CaCO₃↓ + 2KCI

(III → II, II → III) 2КОН + СаСI₂ = Са(ОН)₂↓ + 2KCI

(III → IV) 3КОН + AI(NO₃)₃ = AI(ОН)₃↓ + 3КNO₃ (избыток AI(NO₃)₃)

(IV → III) AI(NO₃)₃ + 4KOH = K[AI(ОН)₄] + 3КNO₃ (избыток КОН)

(IV → I) AI(NO₃)₃ + 3К₂CO₃ + 3Н₂О = AI(ОН)₃ + 3KHCO₃ + 3КNO₃ (избыток К₂CO₃)

(I → IV) 3К₂CO₃ + 2 AI(NO₃)₃ + 3Н₂О = 2 AI(ОН)₃↓ + 6КNO₃ + 3CO₂↑ (избыток AI(NO₃)₃)

3)

При добавлении раствора AI(NO₃)₃ к избытку КОН образуется растворимый гидроксокомплекс алюминия (гидроксид AI – амфотерен)

(IV → III) AI(NO₃)₃ + 4KOH = K[AI(ОН)₄] + 3КNO₃

дальнейшее добавление AI(NO₃)₃ приводит к осаждению гидроксида алюминия:

AI(NO₃)₃ + 3 K[AI(ОН)₄] = 4AI(ОН)₃↓ + 3КNO₃

Выпадение осадка будет наблюдаться после приливания ¼ части раствора нитрата алюминия, необходимого для полного осаждения гидроксида.