Дидактический материал: "Решение расчетных задач, связанных с определением массы раствора"

Задачи, связанные  с определением массы раствора Задачи   с   участием   растворов   или   воды,  в   которых   необходимо определить массу конечного раствора, можно разделить на два типа. З а д а ч и  1­го  т и п а. В процессе химической реакции не происходит образования   осадка   или   выделения   газа;   тогда   масса   конечного   раствора будет равна  начальной массе раствора или воды плюс  масса раствора  или другого вещества, добавляемого для протекания реакции (п р и м е р  1). m конечн. (р­ра) = m1 (р­ра) + m (в­ва); m (р­ра) = m (H2O) + m (в­ва). З а д а ч и   2­го   т и п а. В процессе химической реакции происходит образование осадка или выделение газа; тогда масса конечного раствора будет равна начальной массе раствора или воды плюс масса раствора или другого вещества,   минус   масса образовавшегося осадка или выделяющегося газа (п р и м е р  2).   добавляемого   для   протекания   реакции, m конечн. (р­ра) = m1 (р­ра) + m2 (р­ра) – m (осадка); m конечн. (р­ра) = m1 (р­ра) + m2 (р­ра) – m (газа); m (р­ра) = m (H2O) + m (в­ва) – m (газа). Массу   конечного   раствора   можно   рассчитывать   и   другими   способами, которые   не  рассматриваются   в  данном   пособии.  Вода   в  подобных   задачах берется, как правило, в избытке. П р и м е р 1. Оксид фосфора (V) массой 21,3 г растворили в горячей воде массой   400 г.   Вычислите   массовую   долю   ортофосфорной   кислоты   в полученном растворе. х моль Решение. 0,15 моль P2O5 + 3H2O = 3H3PO4 1 моль 1. Определяем количество вещества P2O5: 2 моль 2 )OP(m 5 )OP(M 5 2  3,21 142  = 0,15 (моль). ν (P2O5) =  2. Находим массу образовавшейся H3PO4: Из уравнения реакции следует: ν (P2O5) : ν (H3PO4) = 1 : 2, следовательно: ν (H3PO4) = 0,3 моль, тогда m (H3PO4) = ν (H3PO4) ∙ М (H3PO4) = 0,3 ∙ 98 = 29,4 (г). 3. Находим массу образовавшегося (конечного) раствора: m конечн. (р­ра) = m (H2O) + m (P2O5) = 400 + 21,3 = 421,3 (г). 4. Вычисляем массовую долю H3PO4 в растворе: РОH(m ) 3 4 ­р(m ра)  4,29 3,421 ω (H3PO4) =  П   р   и   м   е  р  2.  Натрий   массой  34,5 г   растворили   в  воде   массой  300 г.  = 0,0698, или 6,98 %. Вычислите массовую долю гидроксида натрия в образовавшемся растворе. х моль Решение. 1,5 моль 2Na + 2H2O = 2NaOH + 2 моль 1. Вычисляем количество вещества натрия: х1 моль H2 2 моль 1 моль )Na(m )Na(M  5,34 23  = 1,5 (моль). ν (Na) =  2. Находим массу образовавшегося NaOH. Из уравнения реакции следует: ν (Na) : ν (NaОН) = 2 : 2 = 1 : 1, следовательно: ν (Na) = ν (NaОН) = 1,5 моль  m(NaОН) = = ν (NaОН) ∙ M (NaОН) = 1,5 ∙ 40 = 60 (г). 3. Вычисляем массу выделившегося водорода. Из уравнения следует: ν (Na) : ν (Н2) = 2 : 1  ν (Н2) = 0,75 моль, тогда m (Н2) = ν (Н2) ∙ M(Н2) = 0,75 ∙ 2 = 1,5 (г). 4. Находим массу образовавшегося (конечного) раствора: m конечн. (р­ра) = m (H2O) + m(Na) – m(Н2) = = 300 + 34,5 – 1,5 = 333 (г). 5. Определяем массовую долю NaOH в растворе: (m ­р(m NaOH ) ра)  60 333  (NaOH) =  Реши самостоятельно: 1. Оксид бария массой 382,5 г растворили в воде массой 400 г. Вычислите  = 0,1802, или 18,02 %. массовую долю гидроксида бария в образовавшемся растворе. (54,63 %.) 2.   Для   полного   растворения   оксида   меди   (II)   количеством   вещества 0,05 моль   необходим   раствор   серной   кислоты   массой   300 г.   Определите массовую долю сульфата меди (II) в полученном растворе. (2,63 %.) 3. Определите, в каком объеме воды нужно растворить 6,02 ∙ 1024 молекул оксида серы (VI), чтобы получить раствор с массовой долей серной кислоты 10 %. (9 л.) 4.   Определите   объем   аммиака,   который   необходимо   растворить   в   воде объемом   249 мл   для   получения   раствора   с   массовой   долей   гидроксида аммония 35 %. (67,2 л.) 5. В воде объемом 500 мл растворили металлический барий массой 82,2 г. Определите массовую долю гдроксида бария в растворе. (17,66 %.) 6. Алюминий массой 5,4 г растворили в растворе соляной кислоты объемом 332 мл   (  =   1,1 г/мл.)   Определите   массовую   долю   образовавшейся   соли   в растворе. (7,22 %.) 7. Для полного осаждения ионов железа (III) в виде Fe(OH)3  из раствора массой 50 г с массовой долей хлорида железа (III) 13 % необходим раствор гидроксида   натрия   массой   10,28 г.   Определите   массовую   долю   хлорида натрия в растворе. (12,54 %.) 8. Для полного осаждения ионов меди (II) в виде CuS из раствора массой 200 г с массовой долей сульфата меди (II) 16 % необходим раствор сульфида натрия массой 50 г. Определите массовую долю сульфата натрия в растворе. (12,3 %.) 9. Вычислите массу раствора с массовой долей серной кислоты 61,25 %, в  котором нужно растворить оксид серы (IV) массой 40 г, чтобы получить  раствор с массовой долей серной кислоты 73,5 %. (160 г.)