7.3. Контрольные вопросы и задачи для самостоятельной подготовки по теме «Способы выражения концентрации» Вопросы для индивидуальной подготовки

1. Что такое раствор (дайте определение)?

2. Какой из компонентов раствора следует считать растворителем?

3. Можно ли считать растворы механическими смесями? Почему?

4. Можно ли растворы считать химическими соединениями? Почему?

5. Какие процессы происходят при растворении твердого вещества в жидкости? Какими изменениями энергии сопровождаются эти процессы?

6. Почему процесс растворения аммиачной селитры NH₄NO₃ является эндотермическим процессом?

7. Что такое молярная концентрация вещества C(В) и молярная концентрация эквивалента вещества С_эк(В)? Какова зависимость между объемами и молярными концентрациями С_эк(A) и С_эк(В) реагирующих растворов?

8. Для каких веществ значения молярной концентрации эквивалента и молярной концентрации совпадают?

9. Объясните выражение: раствор с массовой долей ω(В) = 7%? Что означает запись: C(В) = 7 моль/л?

10. По аналогии с определением массовой доли растворенного вещества ω(В) составьте выражение для массовой доли растворителя (воды) ω(Н₂О). Укажите, чему всегда равна сумма ω(В) и ω(Н₂О) для двухкомпонентной системы.

11. Дайте определение молярной доли N(В) растворенного вещества. Для двухкомпонентной системы составьте аналогичное определение для молярной доли растворителя N(А). Укажите, чему всегда равна сумма N(В) + N(А).

12. Выведите формулу для пересчета молярной концентрации растворенного вещества в его массовую долю при известной плотности раствора, C(В) → ω(В) (в %).

13. Выведите формулу для пересчета массовой доли растворенного вещества в его молярную концентрацию при известной плотности раствора, ω(В) (в %) → C(В).

14. Выведите формулу для пересчета массовой доли растворенного вещества в его моляльную концентрацию, ω(В) (в %) → C_m(В).

15. Какие растворы называются насыщенными, пересыщенными, ненасыщенными? При каких условиях может образоваться пересыщенный раствор?

Задачи для самостоятельного решения

16. Рассчитайте молярную C(HNO₃) и моляльную C_m(HNO₃) концентрации водного раствора азотной кислоты с массовой долей ω(HNO₃) = 63,7% (ρ = 1,38 г/мл).

17. Имеется раствор H₂SO₄ с молярной концентрацией 2,075 моль/л. Каковы массовая доля ω(H₂SO₄) (в %) и моляльная концентрация H₂SO₄? Плотность раствора равна 1,125 г/мл.

18. После выпаривания 1,8 л раствора Na₂CO₃ с молярной концентрацией 0,44 моль/л (ρ = 1,045 г/мл) объем раствора составил 1,5 л. Какова молярная концентрация раствора Na₂CO₃ после выпаривания и массовая доля ω(Na₂CO₃) в исходном растворе?

19. Титр раствора серной кислоты T = 1,25 г/мл (ρ = 1,67 г/мл). Определите моляльную C_m(H₂SO₄) и молярную C(H₂SO₄) концентрации и массовую долю ω(H₂SO₄) данного раствора.

20. Рассчитайте титр T(Н₃РО₄), массовую долю ω(Н₃РО₄) и моляльную концентрацию C_m(Н₃РО₄) раствора фосфорной кислоты с молярной концентрацией C(Н₃РО₄) = = 2,5 моль/л (ρ = 1,125 г/мл).

21. Сколько мл раствора соляной кислоты с массовой долей ω(HCl) = 20% (плотность 1,1 г/мл) необходимо для взаимодействия с 15,5 г карбоната кальция СаСO₃?

22. К 20 мл раствора хлорида бария с массовой долей ω(ВаСl₂) = 16,2% (плотность ρ = 1,16 г/мл) добавлен избыток раствора сульфата натрия Na₂SO₄. Определите массу выпавшего осадка.

23. Какой объем раствора НСl с молярной концентрацией 2 моль/л необходимо взять, чтобы при взаимодействии его с карбонатом кальция СаСO₃ получить 7 л СО₂ (объем измерен при н.у.)?

24. На осаждение хлорид-ионов Cl^- из раствора, содержащего 0,875 г NaCl, израсходовано 15 мл раствора AgNO₃. Вычислите молярную концентрацию C(AgNO₃) раствора нитрата серебра.

25. Какой объем хлорида водорода HCl, измеренный при 105,5 кПа и 296 K, требуется для нейтрализации 75 мл раствора с массовой долей ω(КОН) = 11% и плотностью ρ = 1,1 г/мл?

26. Во сколько раз нужно разбавить раствор с молярной концентрацией 4 моль/л, чтобы получить раствор с молярной концентрацией 0,5 моль/л?

27. Имеется 0,5 кг раствора гидроксида калия с массовой долей ω₁(КОН) = 20%. Получите раствор гидроксида калия с массовой долей ω₂(КОН) = 25% путем выпаривания воды. Сколько граммов воды при этом нужно удалить?

28. Необходимо приготовить водный раствор иодида калия с моляльной концентрацией C_m(KI) = 0,8 моль/(кг Н₂О). Сколько граммов KI надо при этом растворить в 180 г воды?

29. Сколько мл раствора гидроксида калия с массовой долей ω₁(КОН) = 6,74% (ρ₁ = =1,06 г/мл) необходимо добавить к 120 мл раствора с молярной концентрацией C₂(КОН) = 4,07 моль/л (ρ₂ = 1,18 г/мл) для приготовления раствора КОН с массовой долей ω(КОН) = 12,08%?

30. Сколько моль воды и глауберовой соли Na₂SO₄∙10H₂O нужно взять для приготовления 700 г раствора с молярной долей N(Na₂SO₄) = 0,015?

31. Определите массовую долю СоСl₂ в растворе и растворимость хлорида кобальта, если 250 г его водного раствора при температуре 298 K содержат 86,5 г соли.

32. Определите массу насыщенного при температуре 353 K раствора сульфата магния, из которого при охлаждении до 303 K выкристаллизовывается 350 г кристаллогидрата MgSO₄∙6H₂O (растворимость при 353 K – 64,2 г/100 г растворителя, при 303 K – 45,4 г/100 г растворителя).

33. Определите количество (в моль) нитрата калия KNO₃, выкристаллизовавшегося при охлаждении 750 г насыщенного при температуре 363 K раствора до 303 K (растворимость при 363 K – 169 г/100 г растворителя, при 303 K – 45,8 г/100 г растворителя).

34. Сколько граммов медного купороса (CuSO₄∙5H₂O) и воды необходимо взять для приготовления 300 г раствора сульфата меди, насыщенного при температуре 323 K (растворимость при 323 K – 333 г/100 г растворителя)?

35. Какова массовая доля ω (в %) и моляльная концентрация насыщенного при температуре 313 K раствора (NH₄)₂SO₄ (растворимость при 313 K – 81 г/100 г растворителя)?

36. Растворимость нитрата серебра при температуре 303 K – 300 г/100 г растворителя. Сколько граммов AgNO₃ содержится в 350 г водного раствора, насыщенного при этой температуре?