Ученик
(93),
закрыт
9 лет назад
Geselle
Гений
(63461)
9 лет назад
Если вас интересует масса безводной соли, то надо указать количество кристаллогидрата.
А так можно найти только массовую долю.
1) Считаем (или смотрим в интернете) молярную массу AlCl3
2) Считаем молярную массу AlCl3.6Н2О
3) делим 1) на 2) и умножаем на 100 – получим массовую долю AlCl3 в процентах.
Получается 55 % (округленно)
Это означает, что в 100 г кристаллогидрата содержится 55 г безводной соли.
Расчеты с участием понятия растворимости солей в рамках ЕГЭ
В ходе подготовки к ЕГЭ по химии постоянно приходится сталкиваться с понятием «раствор». Обычно под этим словом подразумевают абсолютно однородную на любом уровне, гомогенную смесь веществ. Растворы бывают самые разные по агрегатному состоянию, но в рамках экзаменов встречаем в основном растворы жидкие. Среда, в которой что-то растворяем, в таком случае будет жидкостью. Давайте введем сразу несколько понятий, которые пригодятся в дальнейшем.
Растворитель – жидкость, которая выполняет роль среды, в которой что-то растворяют. В рамках задач ЕГЭ и ДВИ практически всегда используют воду.
Растворенное вещество – вещество, которое добавили в растворитель, и оно с ним полностью смешалось. Может быть в любом агрегатном состоянии.
Растворимость – способность вещества смешиваться с растворителем. Также под растворимостью понимают массу вещества, которое может раствориться в определенной массе раствора при данных условиях.
Разбавленный раствор – раствор, содержание растворителя в котором значительно превышает содержание растворенного вещества. Например, 0,1%-ный раствор хлорида натрия.
Концентрированный раствор – раствор, содержание растворенного вещества в котором сопоставимо или превышает содержание растворителя. Например, 65%-ный раствор азотной кислоты.
Насыщенный раствор – раствор, в котором больше нельзя растворить такое вещество. Достигнут предел по растворимости.
Пересыщенный раствор – неустойчивая система, в которой содержание растворенного вещества превышает растворимость при данных условиях. На экзаменах не встречается.
В расчетных задачах ЕГЭ или ДВИ часто фигурирует растворимость тех или иных веществ. Она зависит от многих факторов. Например, природы растворителя и растворенного вещества. Очень важным фактором является температура. Для подавляющего большинства солей растворимость в воде больше при высокой температуре и меньше при низкой. Например, у хлорида калия при 80˚С растворимость равна 51,3 г/100 г воды, а при 0˚С уже станет 28 г/100 г воды. Растворимость является индивидуальной физико-химической характеристикой вещества. Итого можно отметить следующие факты, значимые для решения задач:
- Растворимость вещества при определенных условиях является постоянной величиной и приведена в качестве справочного данного.
- Растворимость при заданной температуре обычно приводится в формате массы растворенного вещества в 100 г чистого растворителя (воды). Не раствора, а именно чистого растворителя!
- Горячий насыщенный раствор содержит больше растворенного вещества, чем холодный.
- При охлаждении горячего насыщенного раствора из него начнет выпадать избыток растворенного вещества до достижения значения растворимости при более низкой температуре.
- Избыток растворенного вещества может выпасть как в безводном состоянии, так и в виде кристаллогидрата. Во втором случае он уносит с собой часть растворителя.
Рассмотрим основные расчетные приемы с участием растворимости.
Задача №1
Растворимость хлорида калия при 0˚С равна 28 г/100 г воды. Вычислите массовую долю соли в таком растворе.
Решение:
Пусть было 28 г соли и 100 г воды. Тогда можно найти массу раствора:
m(p-pa) = m(соли) + m(воды) = 28 + 100 = 128 г
Вычислим массовую долю соли в растворе:
ω(соли) = m(соли)/m(p-pa)·100% = 28/128·100% = 21,88%
Ответ: 21,88%
Задача №2
Вычислите растворимость сульфата аммония при 20˚С, если массовая доля соли в его насыщенном растворе при данной температуре равна 42,86%. Плотность раствора равна 1,25 г/мл.
Решение:
Пусть было 100 мл раствора. Тогда можно вычислить его массу:
m(p-pa) = ρ(p-pa)·V(p-pa) = 1,25·100 = 125 г
Далее вычислим массу соли и воды в растворе:
m(соли) = m(p-pa)·ω(соли)/100% = 125·42,86%/100% = 53,58 г
m(воды) = m(p-pa) — m(соли) = 125 – 53,58 = 71,42 г
Растворимость соли на 100 г воды можно найти по пропорции:
53,58 г соли – 71,42 г воды
х г соли – 100 г воды
х = 53,58·100/71,42 = 75 г
Ответ: 75 г/100 г воды.
Задача №3
Насыщенный при 20˚С раствор нитрата бария массой 218 г нагрели до 60˚С. Вычислите массу соли, которую можно дополнительно растворить в горячем растворе, если растворимость нитрата бария при 20˚С равна 9 г/100 г воды, а при 60˚С – 20 г/100 г воды.
Решение:
Вычислим массы соли и воды в изначальном растворе:
9 г соли – 109 г раствора
х г соли – 218 г раствора
х = 18 г
m1(соли) = 18 г
m(воды) = m(p-pa) – m1(соли) = 218 – 18 = 200 г
Далее вычислим, сколько соли может раствориться в имеющемся количестве воды при 60˚С:
20 г соли – 100 г воды
х г соли – 200 г воды
х = 40 г
m2(соли) = 40 г
Найдем массу соли, которую можно дополнительно растворить в горячем растворе:
Δm = m2(соли) — m1(соли) = 40 – 18 = 22 г
Ответ: 22 г.
Задача №4
Рассчитайте массу безводной соли, которая получится при охлаждении до 10˚С насыщенного при 80˚С раствора дихромата аммония массой 430 г. Растворимость соли при 80˚С равна 115 г/100 г воды, а при 10˚С – 25,5 г/100 г воды.
Решение:
Вычислим массу соли и воды в исходном растворе:
115 г соли – 215 г раствора
х г соли – 430 г раствора
х = 230 г
m1(соли) = 230 г
m(воды) = m(p-pa) – m1(соли) = 430 – 230 = 200 г
Далее вычислим, сколько соли может раствориться в имеющемся количестве воды при 10˚С:
25,5 г соли – 100 г воды
х г соли – 200 г воды
х = 51 г
m2(соли) = 51 г
Найдем массу соли, которая выпадет при охлаждении горячего раствора:
Δm = m1(соли) – m2(соли) = 230 – 51 = 179 г
Ответ: 179 г.
Задача №5
При охлаждении до 0˚С 31 г горячего насыщенного раствора сульфата меди (II) в осадок выпал медный купорос (CuSO4·5H2O). Определите массу образовавшегося кристаллогидрата, если растворимость сульфата меди (II) при 80˚С равна 55 г/100 г воды, а при 0˚С равна 15 г/100 г воды.
Решение:
Выразим массовую долю сульфата меди в составе медного купороса:
ω(CuSO4) = m(CuSO4)/m(CuSO4·5H2O)·100% = М(CuSO4)/М(CuSO4·5H2O)·100%
ω(CuSO4) = 160/250·100% = 64% или 0,64
Пусть масса осадка была х г. Тогда в его составе оказалось 0,64х г безводной соли. Вычислим массу безводной соли в изначальном растворе:
55 г соли – 155 г раствора
у г соли – 31 г раствора
у = 11
m1(соли) = 11 г
При охлаждении часть безводной соли перешла в состав кристаллогидрата. Охлажденный раствор по растворимости должен соответствовать справочным данным. Можно записать это так:
(11 – 0,64х)/(31 – х) = 15/115
115·(11 – 0,64х) = 15·(31 – х)
1265 – 73,6х = 465 – 15х
800 = 58,6х
х = 13,65 г
Ответ: 13,65 г.
01.11.2016
Методическая разработка “Кристаллогидраты. Решение задач”
Предложены алгебраические способы решения задач уровня ЕГЭ по теме “Кристаллогидраты”
Оценить
4625
Содержимое разработки
Кристаллогидраты. Решение расчётных задач.
Помелина Людмила Геннадьевна, учитель химии ГБОУ СОШ № 151
Познавательные задачи:
Показать актуальность выбранной темы
Расширить знания учащихся о кристаллогидратах
Использовать алгебраический метод решения задач
(межпредметная связь с математикой, на экзаменах ЕГЭ решаются подобные задачи)
Для успешной сдачи экзамена в формате ЕГЭ необходимо научиться решать задачи по теме «Растворы», но с применением кристаллогидратов.
Кристаллогидраты — кристаллы, содержащие молекулы воды.
Кристаллогидраты – это те же растворы, поэтому можно рассчитывать массовую долю растворённого вещества
Типичными кристаллогидратами являются многие природные минералы, например, гипс CaSO4·2H2O, карналлит MgCl2·KCl·6H2O.
Медный купорос CuSO4·5H2O ,
железный купорос FeSO4·7H2O,
кристаллическая сода Na2CO3·10H2O.
Кристаллизационная вода уходит из кристаллов при прокаливании.
Например,медный купорос CuSO4·5H2O – голубые кристаллы, а при прокаливании получается белый порошок.
Номенклатура.
Количество воды указывается названием греческих числительных:
2 – дигидрат
3 – тригидрат
4 – тетра, 5 –пента и.т.д.
Например, Na2CO3·10H2O – декагидрат карбоната натрия
Вводим обозначения:
Молярная массакристаллогидрата Mк.г.
Масса кристаллогидрата mк.г.
Молярная масса безводной соли Mб.в
Масса безводной соли mб.в.
Массовая доля безводной соли в кристаллогидратеW =Mб.в. : Mк.г.
Массабезводной солиmб.в.=mк.г. · W
Масса воды в кристаллогидрате mH2O=mк.г. · W(H2O)
Масса кристаллогидрата mк.г. = mб.в. : Wб.в
Массовая доля растворённого вещества
ω(Омега) = mр.в. / mр-ра
mр.в = mр-ра ·ω mр-ра = mр.в / ω
Нахождение массовой доли соли вкристаллогидрате
Задача №1
Определите массовую долю сульфата меди (II)CuSO4 в медном купоросе CuSO4·5H2O
Алгоритм решения
Найти молярные массы безводной соли, т.е.CuSO4 и кристаллогидрата CuSO4·5H2O
М(CuSO4)= 160 г/ моль
М(CuSO4·5H2O) =160+90= 250 г/ моль
Определить массовую долю безводной соли
W =Mб.в. : Mк.г.= 160 :250 = 0,64; 64%
Ответ: 64%
Теперь необходимо научиться переводить любую массу кристаллогидрата в массу безводной соли.
Задача№2
Сколько грамм безводной соли сульфата меди CuSO4 находится в 200 г её кристаллогидрата CuSO4·5H2O
Алгоритм решения.
Найти массовую долю безводной соли
W =Мб.в./Мк.г.= 160 г/ моль : 250 г/ моль = 0,64; 64 %
По массовой доле определить массу mб.в.
mб.в.=mк.г. · W= 200 · 0,64 = 128 г Ответ: 128 г
Нахождение массовой доли и массы воды в кристаллогидрате
Задача №1
Определите массовую долю воды в железном купоросеFeSO4·7H2O
Алгоритм решения.
Найти молярные массы воды иFeSO4·7H2O
М(H2O)= 18г/ моль
М(FeSO4·7H2O) =152+ 18 * 7= 152 +126 =278 г/ моль
Определить массовую долю воды
W =МH2O./Мк.г.= 18 · 7 г/ моль : 278 г/ моль = 0,453; 45,3%
Ответ: 45,3%
Задача №2
Сколько грамм воды находится в 1 кг кристаллогидратаFeSO4·7H2O
Алгоритм решения.
Определить массовую долю воды
W (H2O) =mH2O:Мк.г.= 18*7: 278 = 0,453
По массовой доле воды определить массу воды от данной массы кристаллогидратаFeSO4·7H2O
mH2O= mк.г.· W(H2O) = 1000 г · 0,453 = 453 г
Ответ:453 г
Приготовление раствора
Задача №1 Сколько г. кристаллической соды Na2CO3·10H2O и воды надо взять, чтобы приготовить 572 г 10 % раствора карбоната натрия Na2CO3
Алгоритм решения.
Найти массу безводной соли в 10% растворе
ω =10 %; 0,1 mр.в.= mр-ра * ω= 572 * 0,1 = 57,2 г =mб.в.
Найти массовую долю безводной соли
W =Мб.в./Мк.г.= 106 🙁106 +180) = 0,37
Масса кристаллогидрата
mк.г. = mб.в. : Wб.в = 57,2:0,37 = 154,6 г
Масса воды mH2O = 572 – 154,6 = 417,4г
Ответ: 417,4г
Задача№2Вычислите массу воды, в которой необходимо растворить 56,2 г кристаллогидратаCoSO4 ·7 H2O для получения 12,5 % раствора сульфата кобальта (II)
|
Дано: |
Решение |
|
mк.г. = 56,2 г ω = 12,5% ; 0,125 |
Mб.в (CoSO4 )= 155 г/моль Mк.г. (CoSO4 ·7 H2O) = 281 г/моль W =Мб.в./Мк.г = 155 : 281 = 0,552 Масса mб.в.. = mк.г · Wб.в=56,5·0,552 = 31,19 г Масса раствора mр-ра = mр. в / ω = 31,19 : 0,125=249г m(H2O) = mр-ра – mк.г = 249 – 56,2 = 192,8 г |
|
Найти: m(H2O) |
Ответ:m(H2O)= 192,8 г |
Задача для самостоятельного решения
Какую массу кристаллогидратаCu(NO3)2. 3 H2O нужно растворить в воде объёмом 300 мл для получения раствора с массовой долей нитрата меди 5 %
Ответ: 20,57 г.
Приготовление более концентрированных растворов
Задача №1
Сколько грамм глауберовой соли Na2SO4·10H2O необходимо добавить к 80 г 5% раствора, чтобы увеличить концентрацию солиNa2SO4 в 2 раза
Алгоритм решения.
Мб.в(Na2SO4) = 142 г/ моль , Мк.г(Na2SO4·10H2O) = 322 г/ моль
Найти массовую долю безводной соли в кристаллогидрате
W =Мб.в.:Мк.г= 142: 322 = 0,44
Найти массу безводной соли в 5% растворе соли
ωр-ра1=5 %; 0,05
mр.в.1= mр-ра1 * ω р.в1 = 80· 0,05 = 4 г
Выбираем неизвестное
X – это масса г.добавляемого кристаллогидрата, тогда масса безводной соли будет меньше.mб.в.=mк.г. · Wб.в = x· W= x·0,44
Новая концентрация раствора равна 10% , 0,1
Масса 2 раствора увеличится mр-ра2 = mр-ра1 + mк.г. добав.= 80 +X
Составляем уравнение с одним неизвестным, пользуясь формулой
ωр.в2=mр.в.2 / mр-ра2
0,1 = 4 +x·0,44/80 +X
РешаемX= 11,76 г
Ответ: глауберовой соли Na2SO4·10H2O необходимо добавить 11,76 г
Задача 2
Сколько грамм кристаллогидрата медного купороса надо добавить, чтобы из 20 % раствора массой 240 г получить 30 % раствор.
|
Дано: |
Решение |
|
mр-ра1 = 240 г ωр-ра1 =20%; 0,2 ωр-ра2= 30 %; 0,3 |
Мб.в(CuSO4) = 160 г/ моль Мк.г(CuSO4·5H2O) =250 г/ моль W =Mб.в. : Mк.г.= 160 :250 = 0,64; 64% mр.в.1= mр-ра1·ω р.в1= 240 · 0,2 = 48 г =mб.в. X – это масса г.добавляемогокристаллогидрата, тогда масса безводной соли будет меньше. mб.в.=mк.г. · Wб.в = x· W= x·0,64 mр.в.2=mр.в.1 +x·0,64(добавка) = 48+x·0,64 Новая концентрация раствора равна 30% , 0,3 Масса 2 раствора увеличится: mр-ра2 = mр-ра1 + mк.г. добав.=240 +X Составляем уравнение с одним неизвестным, пользуясь формулой ωр.в2=mр.в.2 / mр-ра2 0,3 = 48+x·0,64 /240 + X X = 70,6 г |
|
Найти: mк.г.(CuSO4·5H2O) |
Ответ: кристаллогидрата медного купороса надо добавить 70,6 г |
Задача для самостоятельного решения
Сколько грамм железного купороса FeSO4·7H2O необходимо добавить к 280 г15% раствора, чтобы увеличить концентрацию солиFeSO4 в 1,5 раза. (65,2 г)
Какую массу медного купороса CuSO4·5H2O и какой объём 7% раствора сульфата меди (II) (плотность раствора ∫ = 1,05 г/ мл) нужно взять для приготовления 2 л. 20 % раствора (плотность раствора ∫ = 1,1 г/ мл)
( 502г и 1617 мл)
Смешали 400 мл 2 % раствора сульфата меди (II) (плотность раствора ∫ = 1,0 г/ мл) и 300 мл 30 % раствора сульфата меди (II) (плотность раствора ∫ = 1,12 г/ мл). К полученному раствору добавили 75 г медного купороса CuSO4·5H2O. Найдите концентрацию полученного раствора. (19,3 %)
4. К 700 мл 5 % раствора сульфата меди (II) (плотность раствора ∫ = 1,05 г/ мл) добавили 25 г медного купороса CuSO4·5H2O. После этого раствор упарили до объёма 300 мл (плотность раствора ∫ = 1,1 г/ мл). Найдите концентрацию полученного раствора.
(15,98 %)
Литература.
О.C. Габриелян, П.В. Решетов, И.Г. Остроумов Задачи по химии и способы их решения. М.: Дрофа, 2004.
Крутецкая Е.Д. Решение усложнённых и комбинированных задач по химии. Рабочая тетрадь.- СПбАППО, 2006.
В, Б. Воловик, Е.Д. Крутецкая Общая и неорганическая химия: Вопросы, упражнения, задачи, тесты. Пособие для средней школы. – СПб: СМИО Пресс,2014.
Приложение
|
Название |
Формула |
|
|
систематическое |
Тривиальное (техническое) |
|
|
Декагидрат карбоната натрия |
Сода техническая |
Na2CO3·10H2O |
|
Пентагидрат сульфата меди (II) |
Медный купорос |
CuSO4·5H2O |
|
Гептагидрат сульфата железа (II) |
Железный купорос |
FeSO4·7H2O |
|
Декагидрат сульфата натрия |
Глауберова соль |
Na2SO4·10H2O |
|
Гептагидрат сульфата магния |
Горькая (английская соль) |
MgSO4·7H2O |
|
Дигидрат сульфата кальция |
гипс |
CaSO4· 2H2O |
Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/223551-metodicheskaja-razrabotka-kristallogidraty-re
«Свидетельство участника экспертной комиссии»
Оставляйте комментарии к работам коллег и получите документ
БЕСПЛАТНО!
определите массу воды необходимую для растворения 100г Na2CO3*10H2O чтобы получить раствор содержащий 10%безводной соли
Светило науки – 2873 ответа – 39098 раз оказано помощи
Решение:
1. Расчет массы безводной соли в кристаллогидрате:
M(Na₂CO₃) = 106 г/моль
M(Na₂CO₃*10H₂O) = 106 г/моль + 18*10 г/моль = 286 г/моль 
m(Na₂CO₃) = w(Na₂CO₃)*m(кристаллогидрата) = 0,37*100г = 37 грамм
2. Расчет массы 10% раствора:
m(р-ра) = m(соли)/w = (37 г/10%)*100% = 370 грамм
3. Расчет массы воды:
m(H₂O) = m(раствора) – m(кристаллогидрата) = 370 г – 100 г = 270 г
Ответ: необходимо 270 г воды
