Добрый день, уважаемые читатели. Продолжаю рассмотрение растворимости солей и связанных с этим явлений. Уже указывалось, что благодаря понижению растворимости в результате охлаждения насыщенного раствора можно вырастить самые разнообразные кристаллы солей, например, такие:
или такие:
На поверхности бессточных соленых озер при малейшем похолодании возникают странные образования:
(Большое соленое озеро, США)
или на озере Баскунчак (Россия):
А вот на этом видео , снятом китайскими учеными с помощью специальной аппаратуры, можно видеть, как на уровне микромира происходит формирование кристаллов из пересыщенных растворов при их охлаждении. Вглядитесь, это очень красиво!
Ну а сейчас - задача на растворимость, из реальных КИМов ЕГЭ-2019:
Задача
Растворимость безводного карбоната натрия при некоторой температуре составляет 31,8 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили насыщенный раствор, добавив необходимое количество карбоната натрия к 400 мл воды. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток раствора сульфата железа(III). К раствору во второй колбе добавили 300 г раствора азотной кислоты, также взятой в избытке. При этом, объём газа, выделившийся из второй колбы, оказался в два раза больше объёма газа, выделившегося из первой колбы. Объёмы газов измерены при одинаковых условиях. Определите массовую долю нитрата натрия в конечном растворе во второй колбе.
Решение
1. Растворимость безводного карбоната натрия при некоторой температуре составляет 31,8 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили насыщенный раствор, добавив необходимое количество карбоната натрия к 400 мл воды.
а)найдем массу и количество вещества Na2CO3, которую можно растворить в 400 мл воды. Поскольку плотность воды = 1г/мл, то масса 400 мл воды = 400 г.
Составим пропорцию:
31,8 г Na2CO3 может быть растворено в 100 г воды
Х г Na2CO3----------------------------------------в 400 г воды, откуда х= 127,2 г
nисх Na2CO3=127,2/106=1,2 моль
б) масса полученного раствора = 400+127,2=527,2 г
2. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток раствора сульфата железа(III)….
а) Fe2(SO4) 3+ 3Na2CO3+ 3H2O=2Fe(OH)3↓+ 3CO2↑ +3Na2 SO4 (1)
К раствору во второй колбе добавили 300 г раствора азотной кислоты, также взятой в избытке.
б)Na2CO3 +2HNO3=CO2↑+2NaNO3+H2O (2)
в)При этом, объём газа, выделившийся из второй колбы, оказался в два раза больше объёма газа, выделившегося из первой колбы.
Т.е., V2(CO2)=2V1(CO2)
Объёмы газов измерены при одинаковых условиях.
Поскольку объемы газов пропорциональны их количествам веществ, можно утверждать, что n2(CO2)=2n1(CO2).
Как следует из уравнений 1 и 2, n (CO2)= n (Na2CO3), т.е
n2(Na2CO3)=2 n1(Na2CO3).
пусть n2(Na2CO3)=х моль, тогда n1(Na2CO3)=0,5х,
nисх Na2CO3 (см.п.1а)=1,2 моль=х+0,5х=1,5х, откуда х=0,8 моль.
Т.е. n2(Na2CO3)=0,8 моль
г)найдем массу второго раствора до добавления азотной кислоты:
m2( раствора)=0,8*527,2/1,2=351,5 г
3.Определите массовую долю нитрата натрия в конечном растворе во второй колбе.
а)по ур-ю 2
n (NaNO3)=2 n2(Na2CO3)=0,8*2=1,6 моль
m(NaNO3)=1,6*85=136 г
б) m2(конечного раствора)= m2( раствора)+m(рра HNO3) –m2(CO2)=351,5+300-0,8*44=616,2 г
в) W(NaNO3) в конечном рре= m (NaNO3)/ m2 кон.рра=136/616,2=0,22=22%
Вот такая достаточно типовая задача. В следующей статье рассмотрю еще одну задачку из Белавина на растворимость и перехожу к рассмотрению задач на пластинки.
Всего Вам доброго!