Сколько граммов медного купороса надо растворить в воде, чтобы приготовить 20 литров 1,5М раствора? Сколько воды потребуется? Задача № 3. Какой будет массовая доля вещества в…

Задача 1: Сколько граммов медного купороса надо растворить в воде, чтобы приготовить 20 литров 1,5М раствора? Сколько воды потребуется?

Шаг 1: Определение массы вещества

Сначала мы определим, сколько граммов медного купороса (CuSO₄·5H₂O) необходимо для приготовления раствора с концентрацией 1,5 моль/л.

Формула для расчета количества вещества: \[ n = C \cdot V \] где:

• \( n \) — количество вещества (в молях),
• \( C \) — молярная концентрация (в моль/л),
• \( V \) — объем раствора (в литрах).

Подставим известные значения: \[ V = 20 \, \text{л}, \quad C = 1,5 \, \text{моль/л} \] \[ n = 1,5 \, \text{моль/л} \times 20 \, \text{л} = 30 \, \text{моль} \]

Шаг 2: Расчет массы медного купороса

Зная количество вещества, мы можем рассчитать его массу. Молярная масса медного купороса (CuSO₄·5H₂O):

• Cu = 63,55 г/моль
• S = 32,07 г/моль
• O = 16,00 г/моль × 4 = 64,00 г (из SO₄)
• H₂O = 18,02 г/моль × 5 = 90,10 г

Таким образом, молярная масса CuSO₄·5H₂O: \[ M = 63,55 + 32,07 + 64 + 90,10 = 249,72 \, \text{г/моль} \]

Теперь находим массу медного купороса: \[ m = n \cdot M = 30 \, \text{моль} \times 249,72 \, \text{г/моль} = 7491,6 \, \text{г} \]

Шаг 3: Определение массы воды

Поскольку мы готовим 20 литров раствора, в общем объёме раствора уже содержится 7491,6 граммов медного купороса. Предположим, что объем раствора не меняется существенно при добавлении медного купороса. В этом случае, чтобы найти количество воды, мы можем использовать следующее приближение:

20 литров = 20000 мл. Для упрощения, можно считать, что в 1 мл раствора 1 г воды (водяной раствор).

Чтобы привести к компарации: Объем воды = 20000 мл (объем раствора) - (объем CuSO₄·5H₂O в мл): \[ Объем \, воды \approx 20000 \, \text{мл} - (7491,6 \, \text{г}/\text{г/мл}) = 20000 - 7491,6 \approx 12508,4 \, \text{мл} \ (\text{или} \ 12,51 \, \text{л}) \]

Ответ:

Масса медного купороса: 7491,6 г.
Объем воды: 12,51 л.

---

Задача 3: Какой будет массовая доля вещества в растворе, полученном при сливании 30 г 24%-го и 75 г 12%-го растворов серной кислоты?

Шаг 1: Определяем массу серной кислоты в каждом растворе.

Для первого раствора (30 г, 24%): \[ \text{Масса H₂SO₄} = 30 \, \text{г} \times 0,24 = 7,2 \, \text{г} \]

Для второго раствора (75 г, 12%): \[ \text{Масса H₂SO₄} = 75 \, \text{г} \times 0,12 = 9 \, \text{г} \]

Шаг 2: Суммируем массы серной кислоты и общую массу раствора.

Общая масса серной кислоты: \[ \text{Общая масса H₂SO₄} = 7,2 \, \text{г} + 9 \, \text{г} = 16,2 \, \text{г} \]

Общая масса раствора: \[ \text{Общая масса раствора} = 30 \, \text{г} + 75 \, \text{г} = 105 \, \text{г} \]

Шаг 3: Рассчитываем массовую долю.

Массовая доля \( w \) серной кислоты в новом растворе: \[ w = \frac{\text{масса H₂SO₄}}{\text{общая масса раствора}} \times 100\% \] \[ w = \frac{16,2 \, \text{г}}{105 \, \text{г}} \times 100\% \approx 15,43\% \]

Ответ:

Массовая доля серной кислоты в новом растворе: примерно 15,43%.

---

Задача 4: Какой объём водорода (н.у.) может получиться при действии цинка на 200 г 10%-ного раствора серной кислоты?

Шаг 1: Определяем массу серной кислоты в растворе.

Дано, что у нас есть 200 г 10%-ного раствора серной кислоты: \[ \text{Масса H₂SO₄} = 200 \, \text{г} \times 0,10 = 20 \, \text{г} \]

Шаг 2: Находим количество вещества серной кислоты.

Молярная масса H₂SO₄ = 98 г/моль.

Количество вещества: \[ n = \frac{m}{M} = \frac{20 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 0,204 \, \text{моль} \]

Шаг 3: Определяем реакцию и количество выделяющегося водорода.

Реакция цинка и серной кислоты: \[ \text{Zn} + \text{H₂SO₄} \rightarrow \text{ZnSO₄} + \text{H₂↑} \]

Из уравнения видно, что 1 моль серной кислоты дает 1 моль водорода. Поэтому: \[ n_{\text{H₂}} = n_{\text{H₂SO₄}} \approx 0,204 \, \text{моль} \]

Шаг 4: Рассчитываем объем водорода.

При нормальных условиях 1 моль газообразного водорода занимает 22,4 л. \[ V = n \cdot 22,4 \, \text{л/моль} = 0,204 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 4,58 \, \text{л} \]

Ответ:

Объем водорода, который может выделиться: примерно 4,58 литров.