Краткий ответ (вариант 1)
- Формулы — ниже.
- \(m(\mathrm{H_2SO_4})=192\) г; \(C_m\approx6{,}8\) моль/кг; \(C_м\approx4{,}9\) моль/л; \(C_н\approx9{,}8\) моль/л; \(\chi(\mathrm{H_2SO_4})\approx0{,}109\), \(\chi(\mathrm{H_2O})\approx0{,}891\).
- \(C\%\approx18{,}3\%\).
- \(m(\text{добавленной соли})=80\) г.
1. Формулы
\[ C\%=\frac{m(\text{в-ва})}{m(\text{р-ра})}\cdot100\% \qquad C_m=\frac{n(\text{в-ва})}{m(\text{р-ля, кг})} \] \[ C_м=\frac{n(\text{в-ва})}{V(\text{р-ра, л})} \qquad C_н=\frac{n_э}{V(\text{л})}=\frac{m}{M_э V} \] \[ \chi_i=\frac{n_i}{\sum n} \]
Смысл величин: \(C_m\) — моль вещества на 1 кг растворителя; \(C_м\) — моль в 1 л раствора; \(C_н\) — моль эквивалентов в 1 л раствора (\(M_э=M/z\), для кислоты \(z\) — число отдаваемых \(H^+\)); \(\chi\) — доля молекул данного вещества среди всех молекул.
2. Раствор серной кислоты
Шаг 1. Масса раствора: \[ m=V\rho=400\cdot1{,}2=480\text{ г} \]
Шаг 2. Масса кислоты: \[ m(\mathrm{H_2SO_4})=480\cdot0{,}40=192\text{ г} \]
Шаг 3. Количества веществ: \[ M(\mathrm{H_2SO_4})=2\cdot1+32+4\cdot16=98\text{ г/моль} \] \[ n(\mathrm{H_2SO_4})=\frac{192}{98}\approx1{,}96\text{ моль} \] \[ m(\mathrm{H_2O})=480-192=288\text{ г},\quad n(\mathrm{H_2O})=\frac{288}{18}=16\text{ моль} \]
Шаг 4. Концентрации: \[ C_m=\frac{1{,}96}{0{,}288}\approx6{,}8\text{ моль/кг} \] \[ C_м=\frac{1{,}96}{0{,}4}\approx4{,}9\text{ моль/л} \] \[ C_н=2C_м\approx9{,}8\text{ моль/л} \] (для \(\mathrm{H_2SO_4}\) обычно \(M_э=98/2=49\) г/моль, тогда \(C_н=192/(49\cdot0{,}4)\approx9{,}8\))
\[ \chi(\mathrm{H_2SO_4})=\frac{1{,}96}{1{,}96+16}\approx0{,}109 \qquad \chi(\mathrm{H_2O})=\frac{16}{17{,}96}\approx0{,}891 \]
Проверка: \(\chi\) в сумме дают 1; \(C_н/C_м=2\) — так и должно быть для двухосновной кислоты.
3. Смешивание растворов
Масса вещества — сумма по каждому раствору, массы растворов складываются: \[ m=200\cdot0{,}20+300\cdot0{,}15+400\cdot0{,}20=40+45+80=165\text{ г} \] \[ m(\text{р-ра})=200+300+400=900\text{ г} \] \[ C\%=\frac{165}{900}\cdot100\%\approx18{,}3\% \]
4. Добавление соли
Было соли: \(400\cdot0{,}10=40\) г. Вода: \(400-40=360\) г — её масса не меняется.
Пусть добавили \(x\) г соли: \[ \frac{40+x}{400+x}=0{,}25 \] \[ 40+x=100+0{,}25x \] \[ 0{,}75x=60 \Rightarrow x=80\text{ г} \]
Проверка: \(\frac{40+80}{400+80}=\frac{120}{480}=0{,}25=25\%\) — верно.
Как решать похожие задачи
- Найди массу раствора (\(m=V\rho\) или дана) и массу вещества (\(m\cdot C\%\)).
- Переведи массу в моли (\(n=m/M\)), если нужны \(C_m, C_м, C_н, \chi\).
- При смешивании — суммируй массы и массы веществ; при добавлении компонента — составляй уравнение с \(x\), помня, что масса воды не меняется.
Правый край доски (2 вариант) обрезан — если нужен и он, пришли фото полностью.