Страница 84 - гдз по химии 8 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

1. Рассчитайте, какая масса едкого натра и какой объём воды необходимы для приготовления 240 мл 20 %-ного раствора ($\rho = 1,05 \text{ г/мл}$).

Дано:

Решение:

Дано:
Объём раствора ($V_{р-ра}$) = 240 мл
Массовая доля едкого натра ($\omega_{NaOH}$) = 20% = 0,2
Плотность раствора ($\rho_{р-ра}$) = 1,05 г/мл

$V_{р-ра} = 240 \text{ мл} = 240 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3 = 0,00024 \text{ м}^3$
$\rho_{р-ра} = 1,05 \text{ г/мл} = 1050 \text{ кг/м}^3$

Найти:
Масса едкого натра ($m_{NaOH}$) - ?
Объём воды ($V_{H_2O}$) - ?

Решение:

Едкий натр — это тривиальное название гидроксида натрия (NaOH).

1. Сначала найдём массу всего раствора, используя формулу, связывающую массу, плотность и объём: $m = \rho \cdot V$.

$m_{р-ра} = \rho_{р-ра} \cdot V_{р-ра} = 1,05 \text{ г/мл} \cdot 240 \text{ мл} = 252 \text{ г}$

2. Далее рассчитаем массу чистого едкого натра (растворённого вещества) в полученной массе раствора. Массовая доля вещества в растворе ($\omega$) определяется по формуле:

$\omega_{NaOH} = \frac{m_{NaOH}}{m_{р-ра}}$

Выразим из этой формулы массу едкого натра:

$m_{NaOH} = m_{р-ра} \cdot \omega_{NaOH} = 252 \text{ г} \cdot 0,2 = 50,4 \text{ г}$

3. Масса раствора представляет собой сумму масс растворителя (в данном случае — воды) и растворённого вещества (едкого натра):

$m_{р-ра} = m_{H_2O} + m_{NaOH}$

Найдём массу воды, вычитая массу едкого натра из общей массы раствора:

$m_{H_2O} = m_{р-ра} - m_{NaOH} = 252 \text{ г} - 50,4 \text{ г} = 201,6 \text{ г}$

4. Наконец, найдём объём воды. Для этого необходимо её массу разделить на плотность. Плотность воды ($\rho_{H_2O}$) при нормальных условиях принимается равной 1 г/мл.

$V_{H_2O} = \frac{m_{H_2O}}{\rho_{H_2O}} = \frac{201,6 \text{ г}}{1 \text{ г/мл}} = 201,6 \text{ мл}$

Ответ: для приготовления 240 мл 20%-ного раствора едкого натра необходимо взять 50,4 г едкого натра и 201,6 мл воды.

2. Рассчитайте, какой объём аммиака и воды необходим для приготовления 120 мл нашатырного спирта ($\rho$ = 1,01 г/мл) с массовой долей аммиака 10 %.

Дано:

Решение:

Дано:

$V_{\text{раствора}} = 120 \text{ мл}$

$\rho_{\text{раствора}} = 1,01 \text{ г/мл}$

$\omega(\text{NH}_3) = 10 \% = 0,1$

$\rho(\text{H}_2\text{O}) \approx 1 \text{ г/мл}$

Перевод в СИ:

$V_{\text{раствора}} = 120 \text{ мл} = 1.2 \cdot 10^{-4} \text{ м}^3$

$\rho_{\text{раствора}} = 1,01 \text{ г/мл} = 1010 \text{ кг/м}^3$

$\rho(\text{H}_2\text{O}) = 1 \text{ г/мл} = 1000 \text{ кг/м}^3$

Найти:

$V(\text{NH}_3) - ?$

$V(\text{H}_2\text{O}) - ?$

Решение:

1. Сначала найдем массу всего раствора нашатырного спирта, используя известную формулу $m = V \cdot \rho$:

$m_{\text{раствора}} = 120 \text{ мл} \cdot 1,01 \text{ г/мл} = 121,2 \text{ г}$

2. Рассчитаем массу чистого аммиака в этом растворе, зная, что его массовая доля ($\omega$) составляет 10% (или 0,1):

$m(\text{NH}_3) = m_{\text{раствора}} \cdot \omega(\text{NH}_3) = 121,2 \text{ г} \cdot 0,1 = 12,12 \text{ г}$

3. Масса воды в растворе будет равна разности масс всего раствора и растворенного в нем аммиака:

$m(\text{H}_2\text{O}) = m_{\text{раствора}} - m(\text{NH}_3) = 121,2 \text{ г} - 12,12 \text{ г} = 109,08 \text{ г}$

4. Теперь найдем объем воды. Плотность воды ($\rho$) принимается равной 1 г/мл:

$V(\text{H}_2\text{O}) = \frac{m(\text{H}_2\text{O})}{\rho(\text{H}_2\text{O})} = \frac{109,08 \text{ г}}{1 \text{ г/мл}} = 109,08 \text{ мл}$

5. Аммиак ($NH_3$) — это газ. Чтобы найти его объем, необходимо сначала рассчитать количество вещества (в молях). Молярная масса аммиака $M(\text{NH}_3)$ вычисляется как сумма атомных масс азота и трех атомов водорода: $M(\text{NH}_3) = 14 + 3 \cdot 1 = 17 \text{ г/моль}$.

$n(\text{NH}_3) = \frac{m(\text{NH}_3)}{M(\text{NH}_3)} = \frac{12,12 \text{ г}}{17 \text{ г/моль}} \approx 0,7129 \text{ моль}$

6. Объем газа при нормальных условиях (н.у.) находится по формуле $V = n \cdot V_m$, где $V_m$ — молярный объем газов, равный 22,4 л/моль.

$V(\text{NH}_3) = 0,7129 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} \approx 15,97 \text{ л}$

Ответ: для приготовления 120 мл нашатырного спирта необходимо взять 109,08 мл воды и растворить в ней 15,97 л аммиака (приведенного к нормальным условиям).