Самостоятельная работа №2 для 8 клпо теме: «Растворы. Приготовление растворов» Вариант №3 1.Сколько граммов кристаллогидрата FeSO4 *7Н2О и воды необходимо для приготовления 200г 25%-го сульфата железа (ІІ)? 2.Сколько граммов лимонной кислоты необходимо растворить в 100г 5-%-го раствора для получения раствора с массовой долей 15-%? 3.Приготовьте 400 г 10%-го раствора сульфата магния, используя 20%-й и 5%-й растворы. 4. Сколько литров водорода(н.у.) можно получить при взаимодействии 210 г гидрида кальция с водой? Вариант №1 1. Сколько граммов кристаллогидрата CuSO4*5H2O(медного купороса) и воды необходимо для приготовления 200г 5%-го раствора сульфата меди (ІІ)? 2. Сколько граммов гидроксида натрия необходимо растворить в 150г 2-%-го раствора для получения раствора с массовой долей 5-%? 3.Приготовьте 300 г 20%-го раствора гидроксида калия, используя 30%-й и 5%-й растворы. 4.Сколько литров водорода (н.у.) можно получить в результате электролитического разложения 180 мл воды?

Ответ: Решение варианта №3 и варианта №1 представлено ниже.

Вариант №3

1. Расчет массы кристаллогидрата и воды для приготовления раствора сульфата железа(II)

• Шаг 1: Определяем массу сульфата железа(II) в 200 г 25%-го раствора: \[ m(FeSO_4) = 200 \cdot 0.25 = 50 \ г \]
• Шаг 2: Рассчитываем молярные массы FeSO4 и FeSO4*7H2O: \[ M(FeSO_4) = 56 + 32 + 4 \cdot 16 = 152 \ г/моль \] \[ M(FeSO_4 \cdot 7H_2O) = 152 + 7 \cdot 18 = 278 \ г/моль \]
• Шаг 3: Определяем массу кристаллогидрата, необходимого для приготовления раствора: \[ \frac{m(FeSO_4 \cdot 7H_2O)}{M(FeSO_4 \cdot 7H_2O)} = \frac{m(FeSO_4)}{M(FeSO_4)} \] \[ m(FeSO_4 \cdot 7H_2O) = \frac{50 \cdot 278}{152} \approx 91.45 \ г \]
• Шаг 4: Рассчитываем массу воды, необходимой для приготовления раствора: \[ m(H_2O) = 200 - 91.45 = 108.55 \ г \]

Ответ: Необходимо 91.45 г кристаллогидрата FeSO4*7H2O и 108.55 г воды.

2. Расчет массы лимонной кислоты для приготовления раствора.

• Шаг 1: Определяем массу лимонной кислоты, необходимую для получения 100 г 15%-го раствора: \[ m("лимонной кислоты") = 100 \cdot 0.15 = 15 \ г \]
• Шаг 2: Определяем массу лимонной кислоты, уже содержащейся в 100 г 5%-го раствора: \[ m_1("лимонной кислоты") = 100 \cdot 0.05 = 5 \ г \]
• Шаг 3: Рассчитываем массу лимонной кислоты, которую необходимо дополнительно растворить: \[ m_{"доп"} = 15 - 5 = 10 \ г \]

Ответ: Необходимо растворить 10 г лимонной кислоты.

3. Приготовление 400 г 10%-го раствора сульфата магния из 20%-го и 5%-го растворов.

• Шаг 1: Пусть x - масса 20%-го раствора, тогда (400 - x) - масса 5%-го раствора.
• Шаг 2: Составляем уравнение: \[ 0.20x + 0.05(400 - x) = 0.10 \cdot 400 \]
• Шаг 3: Решаем уравнение: \[ 0.20x + 20 - 0.05x = 40 \] \[ 0.15x = 20 \] \[ x = \frac{20}{0.15} \approx 133.33 \ г \]
• Шаг 4: Рассчитываем массу 5%-го раствора: \[ 400 - 133.33 = 266.67 \ г \]

Ответ: Необходимо взять 133.33 г 20%-го раствора и 266.67 г 5%-го раствора сульфата магния.

4. Расчет объема водорода, полученного при взаимодействии 210 г гидрида кальция с водой.

• Шаг 1: Записываем уравнение реакции: \[ CaH_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + 2H_2 \]
• Шаг 2: Рассчитываем молярную массу гидрида кальция: \[ M(CaH_2) = 40 + 2 \cdot 1 = 42 \ г/моль \]
• Шаг 3: Определяем количество вещества гидрида кальция: \[ n(CaH_2) = \frac{210}{42} = 5 \ моль \]
• Шаг 4: Из уравнения реакции следует, что n(H2) = 2 * n(CaH2): \[ n(H_2) = 2 \cdot 5 = 10 \ моль \]
• Шаг 5: Рассчитываем объем водорода при нормальных условиях: \[ V(H_2) = 10 \cdot 22.4 = 224 \ л \]

Ответ: Получится 224 л водорода.

Вариант №1

1. Расчет массы кристаллогидрата CuSO4*5H2O и воды для приготовления 200 г 5%-го раствора сульфата меди(II).

• Шаг 1: Определяем массу сульфата меди(II) в 200 г 5%-го раствора: \[ m(CuSO_4) = 200 \cdot 0.05 = 10 \ г \]
• Шаг 2: Рассчитываем молярные массы CuSO4 и CuSO4*5H2O: \[ M(CuSO_4) = 64 + 32 + 4 \cdot 16 = 160 \ г/моль \] \[ M(CuSO_4 \cdot 5H_2O) = 160 + 5 \cdot 18 = 250 \ г/моль \]
• Шаг 3: Определяем массу кристаллогидрата, необходимого для приготовления раствора: \[ \frac{m(CuSO_4 \cdot 5H_2O)}{M(CuSO_4 \cdot 5H_2O)} = \frac{m(CuSO_4)}{M(CuSO_4)} \] \[ m(CuSO_4 \cdot 5H_2O) = \frac{10 \cdot 250}{160} = 15.625 \ г \]
• Шаг 4: Рассчитываем массу воды, необходимой для приготовления раствора: \[ m(H_2O) = 200 - 15.625 = 184.375 \ г \]

Ответ: Необходимо 15.625 г кристаллогидрата CuSO4*5H2O и 184.375 г воды.

2. Расчет массы гидроксида натрия, необходимого для растворения в 150 г 2%-го раствора для получения раствора с массовой долей 5%.

• Шаг 1: Определяем массу гидроксида натрия, необходимую для получения 150 г 5%-го раствора: \[ m(NaOH) = 150 \cdot 0.05 = 7.5 \ г \]
• Шаг 2: Определяем массу гидроксида натрия, уже содержащейся в 150 г 2%-го раствора: \[ m_1(NaOH) = 150 \cdot 0.02 = 3 \ г \]
• Шаг 3: Рассчитываем массу гидроксида натрия, которую необходимо дополнительно растворить: \[ m_{"доп"} = 7.5 - 3 = 4.5 \ г \]

Ответ: Необходимо растворить 4.5 г гидроксида натрия.

3. Приготовление 300 г 20%-го раствора гидроксида калия, используя 30%-й и 5%-й растворы.

• Шаг 1: Пусть x - масса 30%-го раствора, тогда (300 - x) - масса 5%-го раствора.
• Шаг 2: Составляем уравнение: \[ 0.30x + 0.05(300 - x) = 0.20 \cdot 300 \]
• Шаг 3: Решаем уравнение: \[ 0.30x + 15 - 0.05x = 60 \] \[ 0.25x = 45 \] \[ x = \frac{45}{0.25} = 180 \ г \]
• Шаг 4: Рассчитываем массу 5%-го раствора: \[ 300 - 180 = 120 \ г \]

Ответ: Необходимо взять 180 г 30%-го раствора и 120 г 5%-го раствора гидроксида калия.

4. Расчет объема водорода, полученного в результате электролитического разложения 180 мл воды.

• Шаг 1: Записываем уравнение электролиза воды: \[ 2H_2O \rightarrow 2H_2 + O_2 \]
• Шаг 2: Определяем количество вещества воды (плотность воды примерно 1 г/мл): \[ m(H_2O) = 180 \ г \] \[ n(H_2O) = \frac{180}{18} = 10 \ моль \]
• Шаг 3: Из уравнения реакции следует, что n(H2) = n(H2O): \[ n(H_2) = 10 \ моль \]
• Шаг 4: Рассчитываем объем водорода при нормальных условиях: \[ V(H_2) = 10 \cdot 22.4 = 224 \ л \]

Ответ: Получится 224 л водорода.