Робота з інформацією
Вправа 64
За додатковими джерелами інформації та власним досвідом схарактеризуйте способи, якими можна визначити масову частку розчиненої речовини в розчині.
1. Маючи масу розчину і масу розчиненої речовини, можна визначити за формулою масову частку розчиненої речовини.
2. Маючи масу розчинника (наприклад, воду) і масу розчиненої речовини, можна визначити спочатку масу розчину, а потім за формулою масову частку розчиненої речовини.
3. Маючи маси двох розчинів, що змішуються докупи, з масовими частками розчиненої речовин у них, можна знайти масову частку розчиненої речовини в утвореному розчині.
Вправа 65
Для домашнього лимонаду можна використати цукровий сироп із масовою часткою цукру 70%. Обчисліть масу сиропу й води, які потрібно змішати для приготування напою масою 2,0 кг з умістом цукру 12%. Яка маса цукру міститиметься в одній порції напою масою 250 г?
Відомо: m(напою)=2 кг = 2000 г, ω(цукру)=12%, ω1(цукру)=70%, m2(напою)=250 г.
Знайти: m1(сиропу)–?, m(Н2О)–?
Розв'язання
1. Обчислюємо масу цукру в напої.
m(цукру) = m(напою)•ω(цукру):100% = 2000 г • 12% : 100% = 240 г
2. Обчислюємо масу цукрового сиропу, що треба змішати.
m1(сиропу) = m(цукру):ω1(цукру)•100% = 240 г : 70% • 100% = 343 г
3. Обчислюємо масу води, що треба змішати.
m(Н2О)=m(напою)–m1(сиропу)=2000 г – 343 г = 1657 г
4. Обчислюємо масу цукру в одній порції напою масою 250 г.
m(цукру) = m2(напою)•ω(цукру):100% = 250 г • 12% : 100% = 30 г
Відповідь: потрібно змішати 343 г сиропу й 1657 г води для приготування 2 кг напою з умістом цукру 12%, в одній порції масою 250 г міститиметься 30 г цукру.
Вправа 66
На стінках чайника утворився накип масою 10,0 г. Для очищення чайника можна використати столовий оцет – 9%–й розчин етанової кислоти (CH3COOH). Обчисліть мінімальну масу столового оцту для повного видалення накипу. Накип уважайте чистим кальцій карбонатом, який реагує з оцтом відповідно до схеми: CH3COOH + CaCO3 = Ca(CH3COO)2 + CO2 + H2O
Відомо: m(CaCO3)=10 г, ω(CH3COOH)=9%
Знайти: m(CH3COOH)–?
Розв'язання
1. Обчислюємо кількість речовини накипу кальцій карбонату.
М(CaCO3)=100 г/моль
n(CaCO3) = m(CaCO3)/M(CaCO3) = 10 г : 100 г/моль = 0,1 моль
2. Записуємо рівняння реакції: 2CH3COOH + CaCO3 = Ca(CH3COO)2 + CO2 + H2O
За рівнянням реакції n(CH3COOH)/2=n(CaCO3)/1, звідси
n(CH3COOH)=2•n(CaCO3):1=2 • 0,1 моль : 1 = 0,2 моль
3. Обчислюємо масу етанової кислоти.
M(CH3COOH)=60 г/моль
m(CH3COOH)=n(CH3COOH)•M(CH3COOH)=0,2 моль•60 г/моль=12 г
4. Обчислюємо масу столового оцту.
m(розчину) = m(CH3COOH):ω(цукру)•100% = 12 г : 9% • 100% : 100% = 133 г
Відповідь: маса столового оцту 133 г.
Вправа 67
За температури 60°С у 100 г води максимально розчиняється 110 г калій нітрату. Обчисліть масову частку солі в насиченому за цієї температури розчині.
Відомо: m(H2O)=100 г, m(KNO3)=110 г
Знайти: ω(KNO3)–?
Розв'язання
1. Обчислюємо масу розчину.
m(розчину)=m(KNO3)+m(Н2О)=110 г +100 г = 210 г
2. Обчислюємо масову частку калій нітрату в розчині за формулою:
ω(KNO3)=(m(KNO3)/m(розчину))•100%=(110 г : 210 г)•100%=52,4%.
Відповідь: 52,4%.
Вправа 68
В 1 л води за 0 °С і нормального атмосферного тиску розчиняється близько 500 л гідроген хлориду (н.у.). Обчисліть масову частку гідроген хлориду в насиченому розчині.
Відомо: V(H2O) = 1 л = 1000 мл, V(HCl)=500 л, ρ(Н2О)=1 г/мл.
Знайти: ω(HCl)–?
Розв'язання
1. Обчислюємо кількість речовини гідроген хлориду.
n(HCl)=V(HCl)/VM=500 л : 22,4 л/моль=22,32 моль
2. Обчислюємо масу гідроген хлориду.
M(HCl)=36,5 г/моль
m(HCl)=n(HCl)•M(HCl)=22,32 моль•36,5 г/моль=814,7 г
3. Обчислюємо масу води.
m(H2O) = V(H2O)•ρ(H2O) = 1000 мл • 1 г/мл = 1000 г. Бачимо, що для води об'єм відповідає масі, тому ця дія не є обов'язковою.
4. Обчислюємо масу розчину.
m(розчину) =m(Н2О)+m(HCl) = 1000 г + 814,7 г = 1814,7 г
5. Обчислюємо масову частку гідроген хлориду в розчині.
ω(HCl)=(m(HCl)/m(розчину))•100%=(814,7 г : 1814,7 г) • 100%= 44,9%
Відповідь: в насиченому розчині гідроген хлориду за температури 0°С масова частка речовини становить 44,9%.
Як потрібно змінити умови, щоб одержати більш концентрований розчин? Більш концентрований розчин можна отримати за підвищення тиску та зменшення температури, бо розчинність газів за таких умов зростає.
Вправа 69
Який об’єм води необхідний для приготування насиченого розчину магній сульфату, що містить 10 г солі, якщо розчинність солі за цієї температури дорівнює 33,7 г на 100 г води?
Відомо: m(MgSO4)=10 г, ks=33,7/100=0,337
Знайти: V(H2O)–?
Розв'язання
m(H2O) = m(MgSO4) : ks = 10 г : 0,337 = 29,7 г
Для води об'єм відповідає масі, тому V(H2O)=29,7 мл.
Відповідь: V(H2O)=29,7 мл.
Вправа 70
Обчисліть масу осаду, який утвориться в разі зливання розчину, що містить ферум (3+) хлорид у достатній кількості, та 200 г розчину з масовою часткою натрій гідроксиду 0,24.
Відомо: m(розчину)=200 г, ω(NaOH)=0,24.
Знайти: m(Fe(OH)3)–?
Розв'язання
1. Обчислюємо масу натрій гідроксиду в розчині.
m(NaOH)=ω(NaOH)•m(розчину) = 0,24 • 200г = 48 г
2. Обчислюємо кількість речовини натрій гідроксиду.
М(NaOH)=40 г/моль
n(NaOH) = m(NaOH)/M(NaOH) = 48 г : 40 г/моль = 1,2 моль
3. Записуємо рівняння реакції: FeCl3 + 3NaOH = 3NaCl + Fe(OH)3↓
За рівнянням реакції n(NaOH)/3=n(Fe(OH)3)/1, звідси
n(Fe(OH)3)=1•n(NaOH):3=1 • 1,2 моль : 3 = 0,4 моль
4. Обчислюємо масу ферум (3+) гідроксиду.
М(Fe(OH)3)=107 г/моль
m(Fe(OH)3)=n(Fe(OH)3)•M(Fe(OH)3)=0,4 моль•107 г/моль=42,8 г.
Відповідь: в разі зливання розчинів утвориться осад масою 42,8 г.
Вправа 71
До розчину калій карбонату масою 200 г із масовою часткою солі 6,9 % додавали хлоридну кислоту до припинення виділення газу. Обчисліть об’єм газу, що виділився (н. у.).
Відомо: m(розчину)=200 г, ω(К2СО3)=6,9%.
Знайти: V(СO2)–?
Розв'язання
1. Обчислюємо масу калій карбонату в розчині.
m(К2СО3)= (ω(К2СО3)•m(розчину)):100%=(6,9%•200г):100%= 13,8 г
2. Обчислюємо кількість речовини калій карбонату.
M(К2СO3)=138 г/моль
n(К2СO3)=m(К2СO3)/M(К2СO3)=13,8 г : 138 г/моль=0,1 моль
3. Записуємо рівняння реакції: К2СО3+2HCl=2KCl+CО2+H2O
За рівнянням реакції n(К2СO3)/1=n(СO2)/1, звідси
n(СO2)=n(К2СO3)=0,1 моль
4. Обчислюємо об'єм вуглекислого газу.
V(СO2)=n(СO2)•VM=0,1 моль•22,4 л/моль=2,24 л
Відповідь: виділиться вуглекислий газ об'ємом 2,24 л.
Вправа 72
Хлоридну кислоту масою 150 г із масовою часткою кислоти 3,65% нейтралізували барій гідроксидом. Обчисліть масу утвореної солі.
Відомо: m(розчину)=150 г, ω(HCl)=3,65%
Знайти: m(BaCl2)–?
Розв'язання
1. Обчислюємо масу хлоридної кислоти в розчині.
m(HCl)= (ω(HCl)•m(розчину)):100%=(3,65%•150г):100%= 5,475 г
2. Обчислюємо кількість речовини хлоридної кислоти.
М(HCl)=36,5 г/моль
n(HCl)=m(HCl)/M(HCl)=5,475 г : 36,5 г/моль=0,15 моль
3. Записуємо рівняння реакції: 2HCl + Ba(OH)2 = BaCl2 + 2H2O
За рівнянням реакції n(HCl)/2=n(BaCl2)/1, звідси
n(BaCl2)=1•n(HCl):2=1•0,15 моль:2= 0,075 моль
4. Обчислюємо масу барій хлориду.
М(BaCl2)=208 г/моль
m(BCl2)=n(BaCl2)•M(BaCl2)=0,075 моль•208 г/моль=15,6 г
Відповідь: маса утвореної солі 15,6 г.
Вправа 73
Калійна селітра (калій нітрат) – ефективне мінеральне добриво для підживлення рослин. Проте ефективність дії селітри залежить від її концентрації в розчині для поливу. Олена для підживлення кімнатних рослин приготувала розчин, змішавши воду об'ємом 2 л із калій нітратом масою 30 г. Проаналізуйте наведену інфоргафіку та визначте, чи буде оптимальний уміст добрива в приготованому розчині. Якщо ні, виправіть рецепт розчину для підвижлення рослин.
Відомо: V(H2O)=2 л=2000 мл, m(KNO3)=30 г, ρ(H2O) = 1 г/мл
Знайти: ω(KNO3)–?
Розв'язання
1. Обчислюємо масу води.
m(H2O) = V(H2O)•ρ(H2O) = 2000 мл • 1 г/мл = 2000 г. Бачимо, що для води об'єм відповідає масі, тому ця дія не є обов'язковою.
2. Обчислюємо масу розчину.
m(розчину)=m(KNO3)+m(Н2О)=2000 г + 30 г = 2030 г
3. Обчислюємо масову частку добрива в розчині.
w(KNO3)=(m(KNO3)/m(розчину))•100%=(30 г:2030 г)•100%=1,48%.
Масова частка добрива завелика, тому розчин треба розвести водою.
4. Обчислюємо масу нового розчину з масовою часткою добрив 0,5%.
m1(розчину)=(m(KNO3)/ω(KNO3))•100%=(30 г:0,5%)•100%=6000 г
5. Обчислюємо масу води, що треба долити, щоб отримати оптимальний розчин добрив з масовою часткою калій нітрату 0,5%.
m(Н2О)=m1(розчину)–m(розчину)=6000 г – 2030 г = 3970 г
Відповідь: щоб уміст добрива був оптимальним (0,5%), треба долити 3970 мл води до виготовленого розчину з масовою часткою калій нітрату 1,48%.
Вправа 74
Визначте максимально можливу масу (г) калій хлориду, який можна розчинити у воді масою 100 г за температури 25°С, якщо для приготування насиченого розчину за цієї температури на 25 г води потрібна сіль масою 8,75 г.
Відомо: m(H2O)=25 г, m(KCl)=8,75 г
Знайти: m(KCl)–?
Розв'язання
На 25 г води потрібно 8,75 г солі, тоді
на 100 г води – х г солі.
Для визначення маси солі складаємо пропорцію і розв'язуємо її.
25 г : 100 г = 8,75 г : х г, звідси х г • 25 г = 8,75 г • 100 г, тому
х = 8,75 г • 100 г : 25 г = 35 г
Відповідь: розчинність солі 35 г на 100 г води за температури 25°С.
ТЕСТИ до параграфа
Завдання 1
Позначте формулу для обчислення масової частки розчиненої речовини.
ω(речовини)=m(речовини)/m(розчину)•100%
Завдання 2
У яких масових співвідношеннях необхідно змішати калій сульфат і воду, щоб отримати розчин із масовою часткою солі 20 %?
| 1: 4 | 2 : 100 | 2 : 10 | 20 : 100 |
Завдання 3
Обчисліть масову частку кухонної солі в розчині, якщо у воді масою 200 г розчинили сіль масою 30 г. Позначте одну правильну відповідь.
| 15 | 7,67 | 6,67 | 13 |
Завдання 4
Установіть відповідність між кількісним складом розчину та масовою часткою розчиненої речовини в ньому.
|
9 г води та 1 г речовини
20 г води та 5 г речовини
95 г води та 5 г речовини
|
5 %
20 %
10 %
|
Відповідь: 9 г води та 1 г речовини 10%, 20 г води та 5 г речовини 20 %, 95 г води та 5 г речовини 5 %.
Завдання 5
Уміст солей у морській воді становить 3,5 %. Обчисліть масу морської солі (г), що залишиться після випарювання морської води масою 10 кг. Запишіть числову відповідь.
Відповідь: 350 г
Завдання 6
Для лікування деяких захворювань у кров пацієнта вводять фізіологічний розчин — розчин натрій хлориду з масовою часткою солі 0,9 %. Обчисліть масу солі (г), що потрапляє в організм унаслідок введення фізіологічного розчину масою 400 г. Запишіть числову відповідь.
Відповідь: 3,6 г
Завдання 7
Оцтова есенція — це 80%–й розчин оцтової кислоти CH3COOH. Обчисліть маси цієї есенції та води, які потрібні для приготування оцту із масовою часткою кислоти 3 % об’ємом 200 мл. Густину одержаного оцту прийміть прийміть 1 г/см3. Позначте одну правильну відповідь.
|
3 г есенції та 200 мл води
7,5 г есенції та 192,5 г води
|
6 г есенції та 194 г води
3 г есенції та 197 г води
|