Задачи по теме «Растворимость. Растворы. Концентрация растворов. Определение РН -раствора. Гидролиз солей»

Тема 5: «Растворимость. Растворы. Концентрация растворов. Определение РН -раствора. Гидролиз солей»

Задача №1

Растворимость нитрата калия в 100 г воды при 60⁰С равна 110 грамм. При охлаждении насыщенного при 60⁰С раствора KNO₃ массой 400 грамм до 20⁰С выпал осадок массой 148,9 граммов. Определите растворимость нитрата калия (в граммах) при 20⁰С в 100 г. воды.

Решение:

Дано:

КР₁(KNO₃)=110 г

t⁰₁=60⁰С

t⁰₂=20⁰С

m_2(р-ра)=400 г

m_{(осадка)}=148,9 г

Найдем массу нитрата калия, содержащегося в 400 г р-ре при 60⁰С.

Составим пропорцию

210 г 110 г (KNO₃)

400 г х

найдем массу воды во втором растворе

найдем массу KNO₃, содержащегося в р-ре после охлаждения до 20⁰С.

находим КР₂ (коэффициент растворимости)

190,5 г (воды) 60,6 г(KNO₃)

100 г (воды) x

найти КР₂(KNO₃)= ?

Ответ: КР₂(KNO₃) при 20⁰С =31,8 грамм

Задача №2

К раствору Ba(OH)₂ массой 50 грамм с массовой долей гидроксида бария 17,1% добавили раствор азотной кислоты с массовой долей HNO₃ 20% до полной нейтрализации. Раствор охладили до0с. Определите массу образовавшегося осадка, если известно, что растворимость Ba(NO₃)₂ в 100 г воды при 0⁰С равна 5 г.

Решение:

0,05 моль 0,1 моль 0,05 моль 0,1 моль

Ba(OH)₂ + 2HNO₃Ba(NO₃)₂ + 2H₂O

Находим массу Ba(OH)₂ в р-ре

Найдем (Ba(OH)₂):

По уравнению р-и:

M Ba(NO₃)₂=261 г/моль

M(HNO₃)=63 г/моль

Найдем (H₂O) образовавшейся в результате реакции:

Найдем массу воды после нейтрализации:

Найдем массу нитрата бария способного растворятся в 68,45 г воды:

100 г (воды) 5 г Ba(NO₃)₂

68,45 г (воды) х

Таким образом из 13,05 г образовавшегося нитрата бария в растворе сможет находится только 3,42 г. остальное выпадет в осадок.

Ответ: масса осадка Ba(NO₃)₂= 9,63 г.

Задача №3

Какую массу раствора соляной кислоты с массовой долей HCl 40% нужно добавить к 90 г Н₂О, чтобы получить раствор соляной кислоты с массовой долей HCl 10%?

Дано:

₁(HCl)=40%=0,4

m (Н₂О)=90 г

₂(HCl)=10%=0,1

Решение:

Пусть m(р-ра)=х

Тогда m(HCl)= m(р-ра)*₁

m(HCl)=0,4x

m₂р-ра=m₁р-ра+m(H₂O)

m₂р-ра=х+90

выпазим ₂

Найти m(р-ра)=?

Ответ: нужно добавить 30 г 40% р-ра HCl

Задача №4

Какая масса раствора серной кислоты с массовой долей H₂SO₄ 80%необходима для приготовления раствора серной кислоты с концентрацией 0,2 моль/литр объемом 0,2 л.

Дано:

(H₂SO₄)=80%=0,8

C(H₂SO₄)=0,2 моль/л

V=200мл=0,2л

М(H₂SO₄)=98г/моль

Решение:

Найдем кол-во вещ-ва серной кислоты, содержащейся в 200 мл р-ре

Найти: m(р-ра) H₂SO₄=?

Ответ: m(H₂SO₄)р-ра=4,9 г

Задача №4

Какой объем 40% раствора NaOH (p=1,28 г/см³) потребуется для приготовления 250 мл раствора с молярной концентрацией 0,2 моль/л.

Дано:

С(NaOH)=0,2 моль/л

V=250 мл=0,25 л

=40%=0,4

p=1,28 г/см³

М(NaOH)=40 г/моль

Решение:

Находим в растворе

Найти Vр-ра (NaOH)=?

Ответ: Vр-ра (NaOH)=3,9мл

Задача №5 Определите, какие массы оксида углерода (IV), раствора гидроксида натрия с массовой долей NaOH 20% и воды нужно взять для приготовления раствора карбоната натрия массой 50 г с массовой долей Na₂CO₃ 5,3%. В ответе укажите массу воды.

Решение:

0,05моль 0,025 моль 0,025 моль 0,025 моль

2NaOH + CO₂Na₂CO₃ + H₂O

найдем массу карбоната натрия в растворе:

М(Na₂CO₃)=106 г/моль

Так как масса веществ вступивших в реакцию равна массе веществ образовавшихся в-в, то

Ответ: масса воды=38,9 грамм

Задача №6

Определить РН раствора, водородный показатель, содержащего 0,2 г NaOH в 500 мл раствора.

Дано:

m (NaOH)=0,2 г

Vр-ра =500 мл =0,5 л

М(NaOH)=40 г/моль

Решение:

Находим кол-во в-ва гидроксида натрия в раст-ре:

Определим молярную концентрацию р-ра:

В водном растворе гидроксида натрия диссоциирован полностью (как сильный электролит), поэтому концентрация гидроксид – ионов соответствует молярной концентрации электролита:

найдем концентрацию ионов водорода:

есть более простой способ решения. В разбавленных растворах сильных кислот и сильных оснований для определения величины водородного показателя пользуется формулами:

где Скисл и Сосн- молярные концентрации соответственно сильной кислоты и сильного основания Р – обратный логарифм

Р^основ=-lgc_осн=-lg10^ß2=2

РН=14-2=12

Найти РН=?

Ответ: РН р-ра=12

Задача №7

К 50 г р-ра карбоната натрия с массовой долей р.в. 10,6 % прилили избыток раствора сульфата алюминия. Какой газ выделится при этом? Каков его объем?(н.у.)

Решение:

Na₂CO₃ подвергается гидролизу (как соль образованная сильным основанием и слабой кислотой)

0,05 моль 0,05 моль

1. Na₂CO₃ + HOH NaHCO₃ + NaOH

I стадия гидролиза, т.к. II стадия гидролиза протекает в очень незначительной степени, т.е. ею можно пренебречь

Al₂(SO₄)₃ подвергается гидролизу (как соль образованная слабым основанием и сильной кислотой)

2. Al₂(SO₄)₃ + 2HOH2AlOHSO₄ + H₂SO₄

Iстадия гидролиза II и III стадии гидролиза протекают в значительной степени так как Al(OH)₃нерастворимое вещ - во. Но одним из продуктов реакции все равно будет H₂SO₄, что важно для дальнейшего решения. Найдем массу карбоната натрия M(Na₂CO₃)=106 г/моль

При сливании растворов будут идти химические реакции:

избыток

3) NaOH + H₂SO₄ NaHCO₃ +H₂O

газ при этом не выделяется.

0,05 моль избыток 0,05 моль

4. 2NaHCO₃ + H₂SO₄Na₂SO₄ + 2CO₂ + 2H₂O

так как по условию раствор сульфата алюминия взят в избытке, следовательно и H₂SO₄, тоже будет в избытке отсюда

Ответ: выделится 1,12 л углекислого газа.

Задача №8

К раствору, содержащему 26,7 г хлорида алюминия, прилили раствор, содержащий 23,4 г сульфида натрия. Определите массу образовавшегося осадка.

Решение:

Так как нам даны растворы, то обе соли и AlCl₃ и Na₂S будут подвергаться гидролизу. Суммарные уравнения реакции гидролиза можно выразить следующим образом:

0,2 моль 0,3 моль 0,2 моль

2 AlCl₃ + 3 Na₂S +6 H₂O6 NaCl + 2Al(OH)₃ + 3H₂S

находим кол-ва в-в в ра-х М (AlCl₃)=133,5 г/моль М(Na₂S)=78г/моль по уравнению реакции, что вещ-ва взяты в эквимолярных количествах. Следовательно,

Ответ: масса осадка = 15,6 г

Задача №9

Газ, полученный в результате действия избытка воды на Al₂S₃, сожгли на воздухе. Продукты реакции пропустили через воду, получив раствор кислоты ( массовая доля – 2%) массой 100 г. определите массу Al₂S₃, вступившего в реакцию.

Решение:

Al₂S₃ – соль образованная слабым основанием Al(OH)₃ и слабой кислотой H₂S будет подвергаться полному гидролизу.

0,008моль 0,024 моль

1. Al₂S₃ + 6 HOH 2Al(OH)₃ + 3H₂S

0,024 моль 0,024 моль

2. 2H₂S + 3О₂2 Н₂О + 2 SO₂

0,024 моль 0,024 моль

3. Н₂О + SO₂H₂SО₃

Находим массу H₂SО₃ в р-ре

M(H₂SО₃) =82 г/моль

По уравнению 3 определяем, что . По уравнению 2 определяем, что

По уравнению 3 определяем, что M(Al₂S₃)= 150 г/моль

Ответ: масса Al₂S₃= 1,2 г