Презентация.Решение задач по теме "Растворы"

Задачи на растворы

11 класс

Уметь решать задачи это искусство,

преобретённое практикой.

Д. Пойа

Задачи, связанные с изучением растворов, можно условно разделить на следующие группы:

1. вычисление массовой доли растворённого вещества (в процентах) и массы растворенного вещества;

2. вычисление молярной концентрации и массы вещества в растворе определённой молярной концентрации;

3. разбавление растворов с массовой долей растворённого вещества и молярной концентрацией;

4. смешение растворов с массовой долей растворённого вещества и молярной концентрацией ;

5. расчёты по химическим уравнениям с применением растворов различной концентрации .

Рассмотрим первое: вычисление массовой доли растворённого вещества (в процентах) и массы растворенного вещества

Необходимо знать условные обозначения физических величин, которые используются при решение задачи:

m(р.в.), или m, - масса растворённого вещества в растворе, например, m(CаCL 2 );

m(р-ра.), или m(р.), - масса раствора;

w(р.в.), или w, - массовая доля растворённого вещества.

Растворённое вещество является частью целого – раствора. Следовательно, масса раствора представляет собой сумму масс растворённого вещества и растворителя (воды)

w(р.в.) = m(р.в.)/m(р-ра.)*100% или

Какова массовая доля растворённого вещества в растворе, полученном растворением хлорида кальция массой 10г в воде 70г?

Дано

Найти : w(CaCL 2 ) - ?

m (CaCL 2 ) =10г

Решение

w( р.в.) =  m (р.в.)/ m (р-ра.)*100%

m(H 2 O) = 70г

Ответ:

w (CaCL 2 )  =  m (CaCL 2 ) / m (р-ра.)*100%

Массовая доля CaCL 2  в полученном растворе

в данном случае нам из формулы не известна масса раствора. Найдём массу раствора.

12,5%

m (р.в.) – это  (CaCL 2 ) =10г

m(р-ра) = m (р.в.) +   m(H 2 O)

m(р-ра) =10г +70г =80г

w(CaCL 2 ) =10г :80г = 0.125*100%=12.5%

Сколько безводного карбоната натрия и воды надо взять, чтобы приготовить раствор массой 70 г с массовой долей карбоната натрия 10%

Дано:

m(р-ра) – 70г

Решение

Найти:

w( р.в.) = m(р.в.) / m (р-ра) нам не известно из  формулы m(р.в.) следует 

m(H 2 O) -?

w( р.в.) – 9% = 0,09

Ответ:

m(р.в.)= w( р.в.) * m (р-ра)

m(Na 2 CO 3 ) -?

Для приготовления раствора надо взять 6,3г карбоната натрия (Na 2 CO 3 ) и 63,7г или 63,7 мл. воды (H 2 O)

m (р-ра)  = m(р.в.)  + m(H 2 O), отсюда,

m(H 2 O) = m (р-ра) - m(р.в.) ;

m(р.в.)  = 0,09 * 70г = 6.3г

m(H 2 O)  = 70г – 6.3г = 63,7г

3. Вычисление молярной концентрации раствора.

Исходные уравнение для вычислений:

С(р.в.) = n(р.в) / V(р-ра) или С(р.в.) = v(р.в.) / V(р-ра)

С(р.в.) – молярная концентрация растворённого вещества,

n(р.в) или v(р.в.) – количество растворенного вещества,

V(р-ра) – объём раствора.

В воде растворили гидроксид натрия массой 21,4г. Объём раствора довели до 300 мл.. Определите молярную концентрацию полеченного раствора.

Дано:

m(NaOH) = 21.4г

Решение:

Найти: c(NaOH)-?

С(р.в.) = n(р.в) / V(р-ра)

V(р-ра) –300мл.= 0.3л

Ответ:

n(р.в) =m / M;

Концентрация полученного растворённого 1.8 моль/л

M(NaOH) = 40г/моль

n(NaOH) =21,2г :40г/моль = 0,53моль

c(NaOH)  = 0.53моль : 0,3л = 1,77моль/литр или 1,8M

Приготовление раствора заданной молярной концентрации

Растворы молярной концентрации можно готовит из твёрдых, жидких и газообразных веществ.

• В случае жидкого вещества необходимо знать его плотность;
• если раствор готовится из газообразного вещества, то применяется молярный объём газов (при н.у.)

Вычисления, связанные с приготовлением молярного раствора, часто являются составным компонентом в расчётах по химическим уравнениям (комбинированные задачи).

Какая масса хлорида цинка потребуется для приготовления раствора этой соли объёмом 500 мл. и с концентрацией 1.15 моль/л

Дано:

V(р-ра) = 500мл или 0,5

Решение:

Найти:

m(ZnCL 2 ) =  n (ZnCL 2 ) * M(ZnCL 2 )

m(ZnCL 2 ) = ?

c (ZnCL 2 ) = 1.15моль/л

Ответ:

M(ZnCL 2 ) =136г/моль

Для приготовления 500мл 1.15Mраствора потребуется 78г. хлорида цинка

С (р.в.)  =  n(р.в.) / V(р-ра ) концентрация хлорида цинка нам дана в задаче, а количество вещества нам не известна

n(р.в.) =c (р.в.) *  V(р-ра) 

n( ZnCL 2 ) = 1.15моль/л * 0,5 =0,575моль

m(ZnCL 2 ) =  n (ZnCL 2 ) * M(ZnCL 2 )

m(ZnCL 2 ) =0,575моль * 136г/моль = 78г.

В свежих грибах 92% воды, а в сухих 8% воды, сколько сухих грибов можно получить из 23кг свежих?

W% грибов в свежих грибах 100 – 92% = 8%

W% грибов в сухих грибах100 – 8% =92%

0,08

0

-

Свежие грибы

0,92

=

Вода

Сухие грибы

23×0,08 -0 =(23-Х)×0,92;

1,84 =21,16 -0,92Х; 0,92Х =19,32; Х= 21кг(это вода)

Масса сухих грибов =23 -21 =2кг.

Ответ m сухих грибов=2кг

Решите задачи

• 1.При взаимодействии 0,2 моль сульфида железа (II) с соляной кислотой выделяется газ объёмом____ л (н.у.). (Запишите число с точностью до сотых.)

• 2.При взаимодействии избытка раствора хлорида бария с раствором, содержащим 10,26 г сульфата алюминия, образуется осадок массой___ г. (Запишите число с точностью до целых.)

• 3.В результате взаимодействия 6,5 г. Цинка с избытком раствора нитрата свинца образуется свинец массой ____ г. (Запишите число с точностью до десятых.)

• 4.При растворении сульфида железа (II) в избытке соляной кислоты выделилось 2,8 л (н. у.) газа. Чему равна масса сульфида железа? (Запишите число с точностью до целых.)

• 5.При растворении карбоната кальция в избытке соляной кислоты выделилось 11,2 л (н. у.) газа. Чему равна масса карбоната кальция? (Запишите число с точностью до целых.)

• 6. Какая масса осадка образуется при взаимодействии избытка раствора нитрата бария с раствором, содержащим 3,92 г серной кислоты? (Запишите число с точностью до сотых.)

• 1. К раствору хлорида кальция массой 140 г с массовой долей 5% добавили 10 г этой же соли. Чему равна массовая доля соли в полученном растворе?

• 2.Определите, чему равна масса раствора уксусной кислоты с массовой долей 80%, которая потребуется для приготовления 500 г раствора этой кислоты с массовой долей 10%.

• 3.Смешали два раствора: один массой 260 г и с массовой долей 3%, второй – массой 140 г и с массовой долей этой же соли 1%. Чему равна массовая доля соли в полученном растворе?

• 4.К раствору сульфида кальция массой 60 г и с массовой долей 4% добавили 5,6 г этой же соли. Чему равна массовая доля соли в полученном растворе?

Разбор задачи

Задача. Карбонат кальция массой 10 г растворили при нагревании в 150 мл хлороводородной кислоты (ρ = 1, 04 г/мл) с массовой долей 9%. Какова массовая доля хлороводорода в образовавшемся растворе?

Алгоритм:

- составление (согласно условию задания) уравнений химических реакций необходимых для проведения стехиометрических расчётов;

- расчёт количества вещества реагентов и продуктов реакций;

- определение (при необходимости) избытка какого-либо из заданных веществ;

- расчёт массовой доли вещества в полученном растворе с учётом выделяющегося из раствора газа или осадка.

Определите массу Mg3N2, полностью подвергшегося разложению водой, если для солеобразования с продуктами гидролиза потребовалось 150 мл 4%-го раствора соляной кислоты плотностью 1,02 г/мл.

1) Mg 3 N 2 + 6H 2 O → 3Mg(OH) 2 + 2NH 3

2) Mg(OH) 2 + 2HCl → MgCl 2 + 2H 2 O

3) NH 3 +HCl → NH 4 Cl

n (HCl) = 150 * 1,02 *0,04/ 36,5 = 0,168 моль

Пусть вступило в реакцию х моль Mg 3 N 2 . По уравнению 1, образовалось 3х моль Mg(OH)2 и 2х моль NH3. На нейтрализацию 3х моль Mg(OH)2 потребовалось 6х моль HCl ( по уравнению 2), а на нейтрализацию 2х моль NH3 потребовалось 2х моль HCl (по уравнению 3), всего 8х моль HCl.

8 x = 0, 168 моль,

Х = 0, 021 моль,

n(Mg3N2) = 0, 021 моль,

m(Mg3N2) =М*n = 100 * 0,021 = 2,1 г.

Ответ: 2,1 г

Сколько литров хлора (н.у.) выделится, если к 200 мл 35%-ной соляной кислоты (плотностью 1,17 г/мл) добавить при нагревании 26,1 г оксида марганца (IV)? Сколько граммов гидроксида натрия в холодном растворе прореагирует с этим количеством хлора?

1)       MnO 2  + 4 HCl → MnCl 2  + 2 H 2 O + Cl 2 2)    2NaOH + Cl 2 → NaCl  + NaClO + H 2 O

n(HCl) = 200*1,17* 0,35/ 36,5= 2,24 моль – в избытке n(MnO 2 ) = 26,1/ 87 = 0,3 моль – в недостатке

По уравнению (1)  n(Cl 2 )= 0,3 моль V(Cl 2 ) = 6,72 л

По уравнению (2)  n(NaOH)= 0,6 моль, m(NaOH)=24 г

Ответ: 6,72 л, 24 г