Задачи на кристаллогидраты с решениями.

Задачи на кристаллогидраты с решениями.

1.Cколько молей воды содержит кристаллогидрат хлорида бария, если при приготовлении 60 г 10,4%-го раствора BaCI₂израсходовано 7,32 г кристаллогидрата?

Решение:

m(BaCI₂) = 60 ⃰10,4/100 = 6,24 г;

m(Н₂О) = 7,32 – 6,24 = 1,08 г;

М(BaCI₂) = 208 г/моль;

М(Н₂О) = 18 г/моль;

n(BaCI₂) = 6,24/208 = 0,03 моль;

n(Н₂О) = 1,08 /18 = 0,06 моль;

n(Н₂О) : n(BaCI₂) = 0,06 : 0,03 = 2 :1;

Формула кристаллогидрата — BaCI₂*2Н₂О

Ответ: 2.

2. Какую массу медного купороса (CuSO₄*5Н₂О) следует прибавить к 300 г воды, чтобы получить 15 %-й растворсульфата меди? (Ответ округлите до десятых)

Решение:

М(CuSO₄) = 160 г/моль;

М(CuSO₄*5Н₂О) = 250 г/моль;

m(Н₂О) = 250 – 160 = 90 г – в 1 моле кристаллогидрата;

Обозначим через X массу CuSO₄*5Н₂О.

m(CuSO₄) = 90Х/250 = 0,36Х.

m(р-ра) = 300 + Х

Можно составить пропорцию:

в 100 г р-ра сод-ся 15 г CuSO₄

в (300 + Х) г р-ра сод-ся 0,36Х г CuSO₄

или, 100*0,36Х = 15 ⃰ (300 + Х)

Х = 214,3 г.

Ответ: 214,3.

3. Сколько г Na₂SO₄*10Н₂О потребуется, чтобы приготовить 140 мл 20%-го раствора сульфата натрия с плотностью 1,085 г/мл. (Ответ округлите до сотых)

Решение:

М(Na₂SO₄) = 142 г/моль;

М(Na₂SO₄*10Н₂О) = 322 г/моль;

m(р-ра) = 140*1,085 = 151,9 г;

m(Na₂SO₄ в р-ре) = 151,9 *20/100 = 30,38 г;

m(Na₂SO₄*10Н₂О) = 322*30,38/142 = 68,89 г.

Ответ: 68,89.

4. Вычислите количество молей воды в составе одного из кристаллогидратов сульфата натрия, если при обезвоживании 1 моля кристаллогидрата потеря массы составляет 47,1 %. (Ответ округлите до целых)

Решение:

Формула неизвестного кристаллогидрата — Na₂SO₄*ХН₂О

М(Na₂SO₄) = 142 г/моль;

М(Н₂О) = 18 г/моль;

При обезвоживании теряется 47,1 % Н₂О;

Тогда, Na₂SO₄ = 100 – 47,1 = 52,9 %.

М(Na₂SO₄*ХН₂О) = 142 ⃰100/52,9 = 268,431 г;

m(Н₂О) = 268,431 – 142 = 126,431 г;

n(Н₂О) = 126,431/18 = 7,024 моль;

Формула кристаллогидрата — Na₂SO₄*7Н₂О

Ответ: 7.

5. В воде растворили 44,8 г кристаллогидрата сульфата железа (II). При титровании этого раствора, подкисленного серной кислотой, израсходовано 200 мл 0,2 М. раствора перманганата калия. Установите количество молей воды в составе кристаллогидрата.

Решение:

Реакция идет посхеме: 10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ = 5Fe₂(SO₄)₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O

n(KMnO₄) = 200 ⃰0,2/1000 = 0,04 моль;

n(FeSO₄) = 10 ⃰0,04/2 = 0,2 моль;

М(FeSO₄) = 152 г/моль;

m(FeSO₄) = 152 ⃰0,2 = 30,4 г;

m(Н₂О) в кристаллогидрате = 44,8 – 30,4 = 14,4 г;

М(Н₂О) = 18 г/моль;

n(FeSO₄) : n(Н₂О) = 30,4/152 : 14,4/18 = 0,2 : 0,8 = 1 : 4;

Формула кристаллогидрата — FeSO₄ ⃰4Н₂О

Ответ: 4.

6. Растворимость сульфата меди в воде при 30 ^oС равна 25 г. Какая масса (г) кристаллогидрата CuSO₄*5H₂O потребуется для получения 375 г насыщенного раствора сульфата меди при этой температуре?

Решение:

Если нет каких-либо оговорок, растворимость (коэффициент растворимости) показывает массу вещества, которая может раствориться в 100 г растворителя при образовании насыщенного раствора.

Если растворить 25 г CuSO₄ в 100 г воды, то получится 125 г насыщенного раствора. Из этого, найдем массу CuSO₄, которая будет содержаться в 375 г раствора.

m(CuSO₄) = 375*25/125 = 75 г;

Далее, рассчитаем массу CuSO₄*5H₂O, в которой содержится 75 г CuSO₄.

М(CuSO₄) = 160 г/моль;

М(CuSO₄*5Н₂О) = 250 г/моль;

m(CuSO₄*5Н₂О) = 75*250/125 = 150 г;

Таким образом, для получения 375 г насыщенного раствора сульфата меди при 30 ^oС, к 150 г CuSO₄*5Н₂О следует добавить 375 – 150 = 225 г воды.

Ответ: 150.

7. Путем нагревания до 128 ^oС гипса (CaSO₄*2H₂O) получают жженный гипс (алебастр). При этом, гипс теряет ¾ воды по массе. Определите формулу жженного гипса.

Решение:

М(Н₂О) = 18 г/моль;

m(Н₂О) в кристаллогидрате = 18 ⃰2 = 36 г;

m(Н₂О) которая теряется = 36 ⃰3/4 = 27 г;

m(Н₂О) которая остается = 36 – 27 = 9 г;

n(Н₂О) которая остается = 9/18 = 0,5 моль;

Формула жженого гипса: CaSO₄*0,5H₂O.

Ответ: CaSO₄*0,5H₂O.

8. Какова формула кристаллогидрата КОН, если известно, что он содержит 39,1% воды по массе?

Решение:

М(Н₂О) = 18 г/моль;

М(КОН) = 56 г/моль;

m(КОН) = 100 – 39,1 = 60,9%;

n(КОН) : n(Н₂О) = 60,9/56 : 39,1/18 = 1,0875 : 2,1722 = 1:2;

Формула кристаллогидрата КОН: КОН *2H₂O.

Ответ: КОН *2H₂O.

9. В соответствии с ГОСТом медный купорос должен содержать от 25,1 до 25,2% меди. Каково содержание (в %) кристаллогидрата CuSO₄*5H₂O в медном купоросе, содержащем 25,2% меди по массе?

Решение:

М(Cu) = 64 г/моль;

М(CuSO₄) = 160 г/моль;

М(CuSO₄*5Н₂О) = 250 г/моль;

ω(Cu) = 25,2 *250/64 = 98,4375%;

Ответ: 98,4375.

10. Коэффициент растворимости сульфата кобальта в воде равен 36,06 г. Имеется 250 мл его насыщенного раствора при 20 ^oС плотностью 1,488 г/см³. Вычислите для этого раствора: а) массовую долю безводной соли; б) массовую долю кристаллогидрата CoSO₄*7H₂O; в) молярную концентрацию безводной соли; г) массу (кг) безводной соли в 1л раствора.

Решение:

а) m(р-ра) = 250*1,488 = 372 г;

m(CoSO₄) = 372*36,06/136,06 = 98,59 г;

ω(CoSO₄) = 98,59 *100/372 = 26,5 %;

б) М(CоSO₄) = 155 г/моль;

М(CоSO₄*7Н₂О) = 281 г/моль;

m(CоSO₄*7Н₂О) = 281*98,59/155 = 178,73 г;

m(Н₂О) = 372 – 178,73 = 193,27 г — чистой, без кристаллизационной;

ω(CоSO₄*7Н₂О) = 178,73 *100/372 = 48,05 %;

в) n(CоSO₄) = 98,59/155 = 0,64 моль;

С(CоSO₄) = 0,64*1/0,25 = 2,56 моль/л;

г) m(CoSO₄) = 98,59 *1/0,25 = 394,36 г = 0,39436 кг – в 1 л раствора.

Ответ: а – 26,5; б – 48,05; в – 2,56; г – 0,39436.

11. Сколько г 10 %-го раствора нитрата кальция и кристаллогидрата Ca(NO₃)₂ *4H₂O необходимо взять, чтобы приготовить 180 г 25 %-го раствора нитрата кальция?

Решение:

М(Ca(NO₃)₂) = 164 г/моль;

М(Ca(NO₃)₂*4Н₂О) = 236 г/моль;

Масса Ca(NO₃)₂, которая должна содержаться в 180 г 25 %-го раствора нитрата кальция равна:

m(Ca(NO₃)₂) = 180*25/100 = 45 г;

Обозначим через «Х» массу 10 %-го раствора нитрата кальция, через «Y₁» массу нитрата кальция в нем.

Масса кристаллогидрата Ca(NO₃)₂*4H₂O будет равна: 180 – Х. Обозначим массу Ca(NO₃)₂ в нем как «Y₂»

Тогда, можно составить пропорцию:

в 100 г 10 %-го г р-ра сод-ся 10 г Ca(NO₃)₂

в «Х» г 10 %-го р-ра сод-ся «Y₁» г Ca(NO₃)₂

Оттуда, Y₁ = 10 Х/100 = 0,1Х;

Для кристаллогидрата можно составить пропорцию:

в 236 г Ca(NO₃)₂ *4H₂O сод-ся 164 г Ca(NO₃)₂

в «180 – Х» г Ca(NO₃)₂*4H₂O сод-ся «Y₂» г Ca(NO₃)₂

Оттуда, Y₂ = (180 – Х)*164/236;

Далее: Y₁ + Y₂ = 45;

0,1Х + (180 – Х)*164/236 = 45;

Оттуда, Х = 134,62 г — масса 10 %-го раствора нитрата кальция;

Масса кристаллогидрата Ca(NO₃)₂ *4H₂O будет равна: 180 – 134,62 = 45,38 г.

Ответы: 134,62 г 10 %-го раствора Ca(NO₃)₂, 45,38 г Ca(NO₃)₂*4H₂O