Конечно, давайте разберем каждый из этих вопросов по порядку.
1. Масса кристаллогидрата ZnSO4·5H2O и объем воды для 1000 г 2% раствора сульфата цинка.
Для начала рассчитаем массу сульфата цинка, необходимую для приготовления 2% раствора:
[
\text{Масса ZnSO4 в растворе} = 1000 , \text{г} \times 0,02 = 20 , \text{г}
]
Теперь найдем, сколько кристаллогидрата ZnSO4·5H2O нам нужно. Молярная масса ZnSO4·5H2O составляет:
- ZnSO4 = 65,38 (Zn) + 32,07 (S) + 4 × 16,00 (O) = 161,45 г/моль
- 5H2O = 5 × (2 × 1,01 + 16,00) = 90,10 г/моль
Общая молярная масса ZnSO4·5H2O = 161,45 + 90,10 = 251,55 г/моль.
Теперь найдем, сколько моль ZnSO4 нам нужно для получения 20 г:
[
\text{Количество моль} = \frac{20 , \text{г}}{161,45 , \text{г/моль}} \approx 0,124 , \text{моль}
]
Теперь найдем массу кристаллогидрата:
[
\text{Масса ZnSO4·5H2O} = 0,124 , \text{моль} \times 251,55 , \text{г/моль} \approx 31,20 , \text{г}
]
Теперь рассчитаем объем воды, который необходимо добавить до 1000 г:
Общая масса раствора – это масса соли + масса воды. Значит:
[
1000 , \text{г} = 31,20 , \text{г} + \text{масса воды}
]
[
\text{Масса воды} = 1000 , \text{г} − 31,20 , \text{г} \approx 968,80 , \text{г}
]
Объем воды можно найти, учитывая плотность воды как приблизительно 1 г/мл. Следовательно, объем воды будет примерно 968,80 мл.
2. Масса нитрата марганца для приготовления 1,5 л 2 М раствора.
Для приготовления 2 М раствора, нам нужно знать, сколько моль нитрата марганца (Mn(NO3)2) потребуется:
[
\text{Количество моль} = 2 , \text{моль/л} \times 1,5 , \text{л} = 3 , \text{моль}
]
Теперь найдем молярную массу Mn(NO3)2:
- Mn = 54,94 г/моль
- 2 × (N = 14,01 г/моль) + 6 × (O = 16,00 г/моль) = 2 × 14,01 + 6 × 16,00 = 28,02 + 96,00 = 124,02 г/моль
Общая молярная масса Mn(NO3)2 = 54,94 + 124,02 = 178,96 г/моль.
Теперь можем рассчитать массу нитрата марганца:
[
\text{Масса Mn(NO3)2} = 3 , \text{моль} \times 178,96 , \text{г/моль} \approx 536,88 , \text{г}
]
3. Объем 88% раствора серной кислоты для приготовления 400 мл 3Н раствора.
Для расчета воспользуемся формулой:
[
\text{Масса кислоты} = \text{нормальность} \times \text{объем жидкости}
]
Так как 1 н = 1 эквивалент/литр, и для серной кислоты (H2SO4) нужно учесть, что у нее 2 эквивалента (из-за двух атомов водорода).
Поэтому:
[
\text{Масса H2SO4} = 3 , \text{моль/л} \times 0,4 , \text{л} = 1,2 , \text{моль}
]
Теперь можем рассчитать массу кислоты:
Молярная масса H2SO4 = 2 × 1,01 + 32,07 + 4 × 16,00 = 98,09 г/моль.
Масса кислоты:
[
\text{Масса H2SO4} = 1,2 , \text{моль} \times 98,09 , \text{г/моль} \approx 117,71 , \text{г}
]
Теперь найдем объем 88% раствора:
Плотность 88% раствора серной кислоты = 1,808 г/мл. Таким образом, нам нужно узнать, сколько мл раствора потребуется, чтобы получить 117,71 г H2SO4.
Сначала найдем массу 1 мл 88% раствора:
[
\text{масса 1 мл} = 1,808 , \text{г} \times 0,88 \approx 1,5904 , \text{г}
]
Теперь найдем объем раствора:
[
\text{Объем 88% раствора} = \frac{117,71 , \text{г}}{1,5904 , \text{г/мл}} \approx 73,94 , \text{мл} \approx 74 , \text{мл}
]
Таким образом, для приготовления 400 мл 3Н раствора серной кислоты потребуется около 74 мл 88% раствора.
