Задачка по химии В стакан, содержащий 75 мл воды, поместили 2 мл раствора CuSO4 концентрацией 0,06 моль/л (раствор 1). Для приготовления 200 мл раствора нитрата кальция с массовой долей 8,20 % (раствор 2) в воде растворили некоторую навеску кристаллогидрата Ca(NO3)2 • 4H2 . В стакан, содержащий 200 мл раствора хлорида натрия с концентрацией 0,15 моль/л добавили навеску твёрдого хлорида натрия массой 2,9 г (раствор 3). Все плотности растворов равны 1 г/мл. В ходе решения значения округлять до пяти знаков после запятой. При вводе ответов округление вести до первого знака после запятой. Найдите массовую концентрацию сульфата меди (II) в растворе 1 и выразите ответ в мг/л.Найдите массу навески кристаллогидрата, необходимую для приготовления раствора 2 и выразите ответ в г. Найдите молярную концентрацию хлорида натрия в новом растворе 3, ответ выразите в моль/л.
Находим общее количество молей в новом растворе: n<em>общ=n</em>NaCl+nNaCl, добавленный≈0,03+0,0496=0,0796 моль
n<em>{\text{общ}} = n</em>{\text{NaCl}} + n_{\text{NaCl, добавленный}} \approx 0,03 + 0,0496 = 0,0796 \text{ моль} n<em>общ=n</em>NaCl+nNaCl, добавленный≈0,03+0,0496=0,0796моль
Объем нового раствора:
Объем остаётся 200 мл последобавлениятвёрдоговеществанезначительноувеличиваетсяпосле добавления твёрдого вещества незначительно увеличиваетсяпоследобавлениятвёрдоговеществанезначительноувеличивается.
Давайте решим задачи по порядку.
Задача 1: Массовая концентрация сульфата меди IIIIII в растворе 1Данные:
Объем раствора CuSO4 = 2 мл = 0,002 лКонцентрация раствора CuSO4 = 0,06 моль/лОбъем воды = 75 мл = 0,075 лОбъем итогового раствора = 75 мл + 2 мл = 77 мл = 0,077 лШаги:
Находим количество молей CuSO4 в исходном растворе:
nCuSO4=C⋅V=0,06 моль/л⋅0,002 л=0,00012 моль n_{\text{CuSO}_4} = C \cdot V = 0,06 \text{ моль/л} \cdot 0,002 \text{ л} = 0,00012 \text{ моль}
nCuSO4 =C⋅V=0,06 моль/л⋅0,002 л=0,00012 моль
Находим массу CuSO4:
Молярная масса CuSO4 = 63,5 CuCuCu + 32,1 SSS + 4 * 16 OOO = 159,6 г/моль.mCuSO<em>4=n</em>CuSO<em>4⋅M</em>CuSO4=0,00012 моль⋅159,6 г/моль≈0,019152 г=19,152 мг m_{\text{CuSO}<em>4} = n</em>{\text{CuSO}<em>4} \cdot M</em>{\text{CuSO}_4} = 0,00012 \text{ моль} \cdot 159,6 \text{ г/моль} \approx 0,019152 \text{ г} = 19,152 \text{ мг}
mCuSO<em>4 =n</em>CuSO<em>4⋅M</em>CuSO4 =0,00012 моль⋅159,6 г/моль≈0,019152 г=19,152 мг
Вычисляем массовую концентрацию в итоговом растворе:
C<em>m=m</em>CuSO<em>4V</em>новый=19,152 мг77 мл=0,2487 мг/мл=248,7 мг/л C<em>m = \frac{m</em>{\text{CuSO}<em>4}}{V</em>{\text{новый}}} = \frac{19,152 \text{ мг}}{77 \text{ мл}} = 0,2487 \text{ мг/мл} = 248,7 \text{ мг/л}
C<em>m=V</em>новыйm</em>CuSO<em>4 =77 мл19,152 мг =0,2487 мг/мл=248,7 мг/л
Ответ: 248,7 мг/л.
Задача 2: Масса навески кристаллогидрата CaNO3NO3NO32 • 4H2O для приготовления раствора 2Данные:
Объем раствора = 200 мл = 0,2 лМассовая доля = 8,20%Шаги:
Находим массу раствора:
mраствора=V⋅ρ=200 мл⋅1 г/мл=200 г m_{\text{раствора}} = V \cdot \rho = 200 \text{ мл} \cdot 1 \text{ г/мл} = 200 \text{ г}
mраствора =V⋅ρ=200 мл⋅1 г/мл=200 г
Находим массу CaNO3NO3NO32 • 4H2O в растворе:
[
m_{\text{Ca(NO}_3\text{)_2} \cdot 4H_2O} = 0,082 \cdot 200 \text{ г} = 16,4 \text{ г}
]
Находим молярную массу CaNO3NO3NO32 • 4H2O:
Ca = 40,1 г/мольN = 14,0 г/моль 2N2 N2NO = 16,0 г/моль 6Oизнитратови4Oизводы6 O из нитратов и 4 O из воды6Oизнитратови4OизводыH2O = 18,0 г/моль 4H2O4 H2O4H2O [M_{\text{Ca(NO}_3\text{)_2} \cdot 4H_2O} = 40,1 + 2 \cdot 14,0 + 6 \cdot 16,0 + 4 \cdot 18,0 = 236,2 \text{ г/моль}
]
Теперь находим массу кристаллогидрата.
Для 16,4 г чистого вещества, находим массу кристаллогидрата:
[
n_{\text{Ca(NO}_3\text{)2}} = \frac{m{\text{Ca(NO}_3\text{)2}}}{M{\text{Ca(NO}_3\text{)_2}}} = \frac{16,4 \text{ г}}{236,2 \text{ г/моль}} \approx 0,0694 \text{ моль}
]
Теперь находим массу кристаллогидрата:
[
m_{\text{Ca(NO}_3\text{)_2} \cdot 4H_2O} = n \cdot M = 0,0694 \text{ моль} \cdot 236,2 \text{ г/моль} \approx 16,4 \text{ г}
]
Ответ: 16,4 г.
Задача 3: Молярная концентрация хлорида натрия в новом растворе 3Данные:
Объем NaCl = 200 мл = 0,2 лКонцентрация исходного NaCl = 0,15 моль/лМасса NaCl добавленнаядобавленнаядобавленная = 2,9 гШаги:
Находим количество молей NaCl в 200 мл раствора:
nNaCl=0,15 моль/л⋅0,2 л=0,03 моль n_{\text{NaCl}} = 0,15 \text{ моль/л} \cdot 0,2 \text{ л} = 0,03 \text{ моль}
nNaCl =0,15 моль/л⋅0,2 л=0,03 моль
Теперь находим количество моль NaCl по добавленной массе:
Молярная масса NaCl = 22,99 NaNaNa + 35,45 ClClCl = 58,44 г/моль.nNaCl, добавленный=2,9 г58,44 г/моль≈0,0496 моль n_{\text{NaCl, добавленный}} = \frac{2,9 \text{ г}}{58,44 \text{ г/моль}} \approx 0,0496 \text{ моль}
nNaCl, добавленный =58,44 г/моль2,9 г ≈0,0496 моль
Находим общее количество молей в новом растворе:
n<em>общ=n</em>NaCl+nNaCl, добавленный≈0,03+0,0496=0,0796 моль n<em>{\text{общ}} = n</em>{\text{NaCl}} + n_{\text{NaCl, добавленный}} \approx 0,03 + 0,0496 = 0,0796 \text{ моль}
n<em>общ=n</em>NaCl+nNaCl, добавленный ≈0,03+0,0496=0,0796 моль
Объем нового раствора:
Объем остаётся 200 мл последобавлениятвёрдоговеществанезначительноувеличиваетсяпосле добавления твёрдого вещества незначительно увеличиваетсяпоследобавлениятвёрдоговеществанезначительноувеличивается.Молярная концентрация:
C=nобщV=0,0796 моль0,2 л≈0,3980 моль/л C = \frac{n_{\text{общ}}}{V} = \frac{0,0796 \text{ моль}}{0,2 \text{ л}} \approx 0,3980 \text{ моль/л}
C=Vnобщ =0,2 л0,0796 моль ≈0,3980 моль/л
Ответ: 0,4 моль/л.