Химия
8 класс
Вопрос
Лаборатория располагает 5 кг кристаллического медного купороса, содержащего 3,7 % примесей. При очистке этого соединения потери могут достигать 7 %.
Вычислите объем раствора, который можно получить из этого количества очищенного медного купороса при условии, что
а) раствор должен быть насыщенным при 0∘С;
б) концентрация раствора должна составлять 0,5 н.;
в) концентрация раствора должна составлять 1 М;
г) концентрация раствора должна составлять 20 %.
Определите количество грамм-ионов SO2−4, содержащееся в 50 мл раствора сернокислой меди, если на титрование этого количества требуется 50 мл 0,1 н. раствора гидроксида бария.
Объясните сущность следующих понятий, используемых при описании растворов: 1) насыщенный, 2) ненасыщенный, 3) нормальный, 4) молярный, 5) концентрированный, 6) изотонический.
Ответ
Количество купороса, полученного в результате очистки, составляет 100 % - 3,7 % (примеси) - 7 % (потери при кристаллизации) = 89,3 % от взятого количества этого соединения, что равно 5кг⋅0,893=4,465кгCuSO4⋅5H2O (M=250).
а. Растворимость медного купороса при 0∘С, согласно таблицам, соответствует содержанию в 100 г H2O 14,3 г CuSO4 (М=160).
250 г CuSO4−5H2O соответствуют 160 г CuSO4,
4,465 кг CuSO4⋅5H2O−x; кг CuSO4,
х=2,857 кг CuSO4;
в 100 г H2O содержится 14,3 г CuSO4,
в у г H2O - 2,857 г CuSO4,
у=19980г=19,980кгH2O.
Общая масса раствора составляет 2,857+19,980=22,837 кг (для приготовления раствора придется взять 22,837кг−4,465кг=18,372кг, или 18,372 л, воды и 4,465 кг медного купороса.), а его объем при плотности 1,1 кг/л равен
V1=22,8371,1=20,7 л.
б. В 1 л 0,5 н. раствора медного купороса должно содержаться 0,5 г-экв, или 0,25 моля, CuSO4, что соответствует 0,25⋅250=62,5гCuSO4⋅5H2O.
Из 62,5 г CuSO4⋅5H2O можно приготовить 1 л 0,5 н. раствора CuSO4,
из 4465 г. CuSO4⋅5H2O−V2 0,5 н. раствора CuSO4,
V2=71,4 л.
в. В 1 л 1 М раствора CuSO4 содержится 1 моль CuSO4 или CuSO4⋅5H2O.
250 г CuSO4⋅5H2O занимают объем 1 л,
4465 г CuSO4⋅5H2O−V3,
V3=17,85 л.
г. В 100 г 20 %-ного раствора содержится 20 г CuSO4,
в z г 20 %-ного раствора - 2857 г CuSO4,
z=14,27 кг.
Если плотность такого раствора составляет около 1,2 г/мл (табличные данные), то
V4=14,271,2=11,9 л.
д. Реакция CuSO4 с раствором Ba(OH)2 протекает по уравнению
CuSO4+Ba(OH)2=Cu(OH)2↓+BaSO4↓.
В 50 мл 0,1 н. раствора Ba(OH)2 содержатся 0,05⋅0,1=0,005 г-экв ионов Ba2+ и 0,005 г-экв ионов OH−, которые прореагируют с 0,005 г-экв CuSO4, содержащимися также в 50 мл раствора
V1⋅н1=V2⋅н2.
Поэтому концентрация раствора CuSO4 также равна 0,1 н. и в этом растворе содержится М2⋅0,05=0,025 г-ионов SO2−4.