Эталоны решения задач. 1. Вычислить массовую долю NaCl, если 20 г NaCl растворено в 180 г Н2О. Дано: m(NaCl) = 20 г m(Н2O) = 180 г Решение.

1. Вычислить массовую долю NaCl, если 20 г NaCl растворено в 180 г Н₂О.

Дано: m(NaCl) = 20 г m(Н2O) = 180 г		Решение. 1)
w(NaCl) - ?

2. Вычислить массу воды, которую необходимо добавить к 200 г раствора NaCl с w(NaCl) = 2%, чтобы получить раствор с w(NaCl) = 0,9%.

Дано: = 200 г w(NaCl) = 2% w¢(NaCl) = 0,9%		Решение. 1) в исходном растворе:
m(Н20) - ?

3. 500 мл раствора HNO₃ с r = 1,2 г/мл с w(HNO₃) = 32% разбавили 1 л Н₂О. Найти массовую долю HNO₃ вполученном растворе.

Дано: = 500 мл w(HNO3) = 32% = 0,32 = 1,2 г/мл V(Н2O) = 1л = 1000 мл		Решение.
w¢(HNO3) - ?

4. Из 10,6 г Na₂CO₃ приготовили 500 мл раствора. Вычислить молярную концентрацию C(Na₂CO₃).

Дано: m(Na2CO3) = 10,6 г = 500 мл = 0,5 л		Решение. 1) Mr(Na2CO3) = 23×2 + 12 + 16×3 = 106; 2) M(Na2CO3) = 106 г/моль;
C(Na2CO3) - ?

5. Имеется 200 мл раствора H₂SO₄ с C(H₂SO₄) = 0,3 моль/л. Найти m(H₂SO₄) в растворе.

Дано: = 200 мл = 0,2 л C(H2SO4) = 0,3 моль/л	Решение. 1) M(H2SO4) = 98 г/моль; 2) m(H2SO4) = C(H2SO4)×M(H2SO4)× = = 0,3×98×0,2 = 5,88 г.
m(H2SO4) - ?

6. Приготовить 200 мл раствора NaHCO₃ с C(NaHCO₃) = 0,1 моль/л.

Пояснение: чтобы приготовить раствор, необходимо рассчитать массу содержащегося в нем растворенного вещества.

Дано: = 200 мл = 0,2 л C(NaHCO3) = 0,1 моль/л
m(NaHCO3) - ?

Решение.

1) по аналогии с предыдущей задачей:

m(NaHCO₃) = с(NaHCO₃)·M(NaHCO₃)× = 0,1·84·0,2 = 1,68 г;

2) техника приготовления раствора:

а) взвесить на весах 1,68 г сухого NaHCO₃.

б) через воронку перенести сухое вещество в мерную колбу вместимостью 200 мл.

в) добавить до метки на горлышке колбы дистиллированную воду.

7. В 200 мл раствора содержится 4,9 г H₂SO₄. Рассчитать C( H₂SO₄).

Дано: = 200 мл = 0,2 л m(H2SO4) = 4,9 г	Решение. 1) найдем фактор эквивалентности H2SO4: a) число обменивающихся ионов H+ = 2; б) заряд +1 2)
C( H2SO4) - ?

8. Приготовить 500 мл раствора А1С1₃ с C( А1С1₃) = 0,1 моль/л из сухого вещества.

Дано: = 500 мл = 0,5 л с( AlCl3) = 0,1 моль/л	Решение. 1) найдем фактор эквивалентности AlCl3: a) число ионов Al3+ = 1; б) заряд +3 2)
m(AlCl3) - ?

4) приготовление раствора аналогично задаче №6.

9. Приготовить 250 мл раствора H₂SO₄ с C(H₂SO₄) = 0,1 моль/л из раствора H₂SO₄ с w(H₂SO₄) = 10%. = 1,056 г/моль.

Дано: = 250 мл = 0,25 л = 1,056 г/моль C(H2SO4) = 0,1 моль/л w(H2SO4) = 10% = 0,1	Решение. 1) найдем массу H2SO4 в приготовляемом растворе: m(H2SO4) = C(H2SO4)·M(H2SO4)· = 0,1·98·0,25 = 2,45 г;
(H2SO4) - ?

2) найдем массу 10% раствора H₂SO₄, который содержит 2,45 г кислоты:

3) найдем (H₂SO₄):

4) приготовление раствора:

а) отмерить мерным цилиндром 23,2 мл 10% р-ра H₂SO₄;

б) перенести его в мерную колбу вместимостью 250 мл;

в) добавить до метки дистиллированную воду.

10. Приготовить 100 мл раствора НС1 с C( HCl) = 0,1 моль/л из раствора HCl с w(НС1) = 5%; r = 1,02 г/мл.

Дано: (HCl) = 100 мл = 0,1 л c( HCl) = 0,1 моль/л (HCl) = 1,02 г/мл w(HCl) = 5% = 0,05
(HCl) - ?

Решение.

1) для (HCl) z = 1×1 = 1, , следовательно:

M( HCl) = 36,5 г/моль;

2) найдем массу HCl в приготовляемом растворе:

m(HCl) = c( HCl)·M( HCl)· = 0,1·36,5·0,1 = 0,365 г;

3) найдем массу 5% раствора HCl, который содержит 0,365 г кислоты:

4) найдем (HCl):

5) приготовление раствора аналогично предыдущей задаче.

11. c(Al₂(SO₄)₃) = 0,02 моль/л. Найти C( Al₂(SO₄)₃).

Дано: C(Al2(SO4)3) = 0,02 моль/л		Решение. 1) найдем z для Al2(SO4)3: a) число ионов Al3+ = 2; б) заряд +3: z = 3·2 = 6 2) так как C( x) = z·c(x), то: C( Al2(SO4)3) = 6·0,02 = 0,12 моль/л.
C( Al2(SO4)3) - ?

12. Приготовить 250 мл раствора CuSO₄ с C( CuSO₄) = 0,1 моль/л из кристаллогидрата CuSO₄·5Н₂О.

Дано: (CuSO4) = 250 мл = 0,25 л C( CuSO4) = 0,1 моль/л
m(CuSO4·H2O) - ?

Решение.

2) найдем массу безводного CuSO₄ в растворе:

m(CuSO₄) = C( CuSO₄)·M( CuSO₄) = 0,1·80·0,25 = 2 г;

3) найдем массу кристаллогидрата, содержащего 2 г CuSO₄:

M(CuSO₄·H₂O) = 160 + 5·18 = 250 г/моль;

;

.

4) приготовление раствора аналогично предыдущей задаче.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое раствор? Приведите примеры растворов, находящихся в разном агрегатном состоянии.

2. В чем заключается отличие химической теории растворов от физической?

3. Что такое количество вещества?

4. Что называют молярной массой?

5. Что такое химический эквивалент?

6. Что такое фактор эквивалентности?

7. Что называют молярной массой эквивалента?

8. Что такое массовая доля растворенного вещества? Какова ее размерность?

9. Что такое молярная концентрация? Какова ее размерность?

10. Что такое молярная концентрация эквивалента? Какова ее размерность?

11. Что такое моляльная концентрация? Какова ее размерность?

12. Что такое титр раствора? Какова его размерность?

13. Что такое мольная доля? Какова ее размерность?

9. Какими соотношениями связаны между собой выражения концентрации:

а) массовая доля и молярная концентрация;

б) массовая доля и молярная концентрация эквивалента;

в) молярная концентрация и молярная концентрация эквивалента?

Варианты задач для самостоятельного решения

Вариант №1

1. Вычислить массу воды, которую надо добавить к 300 г раствора с w(NaCl) = 5%, чтобы получить раствор с w(NaCl) = 1,5%.

2. Приготовить 200 мл раствора Al₂(SO₄)₃ с C( А1₂(SО₄)₃) = 0,5 моль/л из раствора с C(A1₂(SO₄)₃) = 0,8 моль/л.

Вариант №2

1. К 500 г раствора NaCl с w(NaCl) = 0,05 добавили 300 г Н₂О. Вычислить w(NaС1) в полученном растворе.

2. Приготовить 200 мл раствора CuSO₄ с C( CuSO₄) = 0,3 моль/л из раствора с C(CuSO₄) = 0,2 моль/л.

Вариант №3

1. В 200 мл раствора содержится 10 г H₂SO₄. Вычислить C(H₂SO₄) и C( H₂SO₄) в растворе.

2. Вычислить массовую долю безводного CuSO₄ в растворе, полученном растворением 25 г CuSO₄×5H₂O в 200 г Н₂О.

Вариант №4

l. w(Na₂CO₃) = 10%, r = l,05 г/мл. Вычислить C(Na₂CO₃) и C( Na₂CO₃).

2. Приготовить 200 мл раствора Na₂CO₃ с w(Na₂CO₃) = 0,5% (r » 1 г/мл) из кристаллогидрата Na₂CO₃×10H₂O.

Вариант №5

1. C(H₂SO₄) = 0,01 моль/л, r = 1 г/мл. Вычислить w(H₂SO₄) и C( H₂SO₄).

2. Приготовить 200 мл раствора FeSO₄ с C(FeSO₄) = 0,1 моль/л из кристаллогидрата FeSO₄×7Н₂О.

Вариант №6

1. Вычислить C(Na₂SO₄) и C( Na₂SO₄), если 0,72 г сухого вещества растворили в мерной колбе, вместимостью 200 мл.

2. Приготовить 500 мл раствора CuSO₄ с w(CuSO₄) = 2% (r » 1 г/мл) из раствора с C(CuSO₄) = 2 моль/л.

Вариант №7

1. Приготовить 250 мл раствора NaHCO₃ с C( NaHCO₃) = 0,01 моль/л из сухого вещества.

2. w(H₂SO₄) = 3,24%. Вычислить С(H₂SO₄) и C( H₂SO₄) в растворе, если его плотность r = 1,02 г/мл.

Вариант №8

1. Приготовить 200 мл раствора Na₂B₄O₇ с w(Nа₂В₄О₇) = 3% и r = 1 г/мл из кристаллогидрата Na₂B₄O₇×10Н₂О.

2. Рассчитать титр раствора, полученного растворением 4 г КОН в воде в колбе вместимостью 500 мл.

Вариант №9

1. Приготовить 250 мл раствора H₂SO₄ с C( H₂SO₄) = 0,5 моль/л из раствора H₂SO₄ с w(H₂S0₄) = 12%. r (12% р-ра H₂SO₄) = 1,08 г/мл.

2. Вычислить массовую долю безводного CuSO₄ в растворе, полученном растворением 25 г CuSO₄×5Н₂0 в 200 г Н₂О.

Вариант №10

1. Приготовить 100 мл раствора NaHCO₃ с C(NaHCO₃) = 0,l моль/л из раствора с w(NaHCO₃) = 2%. r = 1,01 г/мл.

2. Приготовить 200 мл раствора CuSO₄ с C( CuSO₄) = 0,3 моль/л из раствора с C(CuSO₄) = 0,4 моль/л.

Вариант № 11

1. Вычислить массу воды, которую надо добавить к 300 г раствора NaCl с w(NaCl) = 5%, чтобы получить раствор с w(NaCl) = 1,5%.

2. Приготовить 500 мл раствора CuSO₄ с w(CuSO₄) = 2% (r » 1 г/мл) из раствора с C(CuSO₄) = 4 моль/л.

Вариант №12

1. К 500 г раствора NaCl с w(NaCl) = 0,05 добавили 500 г Н₂О. Вычислить w(NaCl) в полученном растворе.

2. Приготовить 500 мл раствора NaHCO₃ с C( NaHCO₃) = 0,02 моль/л из сухого вещества.

Вариант №13

1. В 200 мл раствора содержится 10 г H₂SO₄. Вычислить C(H₂SO₄) и с( H₂SO₄) в растворе.

2. Приготовить 400 мл раствора Na₂B₄O₇ с w(Na₂B₄O₇) = 2% и r = 1 г/мл из кристаллогидрата Na₂B₄O₇·10Н₂О.

Вариант №14

1. w(Na₂CO₃) = 5%, r = 1,03 г/мл. Вычислить c(Na₂CO₃) и с( Na₂CO₃).

2. Приготовить 200 мл раствора Al₂(SO₄)₃ с с( A1₂(SO₄)₃) = 0,5 моль/л из раствора с c(Al₂(SO₄)₃) = 1,2 моль/л.

Вариант №15

1. C(H₂SO₄) = 0,01 моль/л, r = 1 г/мл. Вычислить w(H₂SO₄) и C( H₂SO₄).

2. Приготовить 400 мл раствора Na₂CO₃ с w(Na₂CO₃) = 1% (r » 1 г/мл) из кристаллогидрата Na₂CO₃×10Н₂О.

Вариант №16

1. Вычислить C(Na₂SO₄) и C( Na₂SO₄), если 0,72 г сухого вещества растворили в мерной колбе, вместимостью 200 мл.

2. w(H₂SO₄) = 6,24%. Вычислить C(H₂SO₄) и C( H₂SO₄) в растворе плотностью r = 1,04 г/мл.

Вариант №17

1. Рассчитать титр раствора, полученного растворением 4 г КОН в воде в колбе вместимостью 500 мл.

2. Приготовить 500 мл раствора FeSO₄ c C(FeSO₄) = 0,2 моль/л из кристаллогидрата FeSO₄×7Н₂О.

Вариант №18

1. Приготовить 100 мл раствора NaHCO₃ с C(NaHCO₃) = 0,05 моль/л из раствора с w(NаНСО₃) = 2% и r = 1,01 г/мл.

2. Вычислить массовую долю безводного CuSO₄ в растворе, полученном растворением 50 г CuSO₄×5Н₂О в 400 г Н₂О.