Разделы 
Дополнительно
Задача по химии - 3692
2023-09-13 
Вычислите объем раствора гидроксида натрия с концентрацией 5,00 моль/л (пл. 1,185 г/мл), который добавили к 68,0 мл 24,0%-ного раствора бромида хрома (III) (пл. 1,253 г/мл), если масса осадка оказалась равной 5,15 г, а масса надосадочной жидкости больше 120 г.
Решение:
Рассчитаем массу раствора $CrBr_{3}$ по формуле
$m = V \rho; m(CrBr_{3}, \: р-р) = 68 \cdot 1,253=85,20 г$.
Теперь найдем количество вещества $CrBr_{3}$ в этом растворе:
$\nu (CrBr_{3}) = \frac{m(р-р) \omega (CrBr_{3})}{M(CrBr_{3})}; \nu (CrBr_{3}) = \frac{85,20 \cdot 0,24}{292} = 0,07 моль$.
Рассчитаем также количество вещества образовавшегося гидроксида хрома (III):
$\nu (Cr(OH)_{3}) = \frac{m(Cr(OH)_{3})}{M(Cr(OH)_{3})}$;
$\nu (Cr(OH)_{3}) = \frac{5,15}{103} = 0,05 моль$.
Следовательно, $\nu (Cr (OH)_{3}) < \nu (CrBr_{3})$. Это возможно в двух случаях: а) неполного осаждения ионов $Cr^{3+}$ по уравнению
$CrBr_{3} + 3NaOH \rightarrow Cr(OH)_{3} \downarrow + 3NaBr$ (I)
б) частичного растворения выпавшего осадка $Cr(OH)_{3}$ по уравнению
$Cr(OH)_{3}+NaOH \rightarrow Na [Cr(OH)_{4}]$ (II)
Рассмотрим первый случай. В соответствии с уравнением реакции (I)
$\nu (NaOH) = 3 \nu (Cr(OH)_{3}) = 3 \cdot 0,05 =0,15 моль$.
Рассчитаем объем добавленного раствора $NaOH$
$V(NaOH, \: р-р) = \frac{ \nu (NaOH)}{c(NaOH)}$;
$V(NaOH, \: p-p) = \frac{0,15}{5} = 0,03 л=30 мл$,
а затем и массу этого раствора по формуле
$m = V \rho; m = 30 \cdot 1,185 = 35,55 г$.
Вычислим массу надосадочной жидкости $m_{1}$ для первого случая:
$m_{1} = m(CrBr_{3}, \: р-р) + m(NaOH, \: р-р) - m (Cr (OH)_{3}) = 85,20 + 35,55 - 5,15 = 115,6 г$.
Масса надосадочной жидкости получилась меньше, чем указано в условии задачи (больше 120 г). Следовательно, был реализован второй случай. Подтвердим это расчетами.
По реакции (I) для полного осаждения $Cr(OH)_{3}$ требуется $NaOH$:
$\nu(NaOH) = 3 \nu (CrBr_{3})=3 \cdot 0,07=0,21 моль$,
а по реакции (II) для частичного растворения осадка
$\nu (NaOH) = \nu (Cr(OH)_{3}) = 0,07 - 0,05 = 0,02 моль$.
Таким образом, суммарное количество вещества щелочи равно:
$\nu (NaOH) = 0,21 +0,02 = 0,23 моль$.
Расчет массы этого раствора проводим аналогично тому, как это было сделано для первого случая:
$V(NaOH, \: р-р) = \frac{0,23}{5} = 0,046 л = 46 мл$;
$m(NaOH, \: р-р) = 46 \cdot 1,185 = 54,51 г$.
Тогда масса надосадочной жидкости $m_{2}$ будет больше 120 г:
$m_{2} = 85,20+54,51 - 5,15 = 135 г$.
Следовательно, добавили 46,0 мл раствора щелочи.
Вычислите объем раствора гидроксида натрия с концентрацией 5,00 моль/л (пл. 1,185 г/мл), который добавили к 68,0 мл 24,0%-ного раствора бромида хрома (III) (пл. 1,253 г/мл), если масса осадка оказалась равной 5,15 г, а масса надосадочной жидкости больше 120 г.
Решение:
Рассчитаем массу раствора $CrBr_{3}$ по формуле
$m = V \rho; m(CrBr_{3}, \: р-р) = 68 \cdot 1,253=85,20 г$.
Теперь найдем количество вещества $CrBr_{3}$ в этом растворе:
$\nu (CrBr_{3}) = \frac{m(р-р) \omega (CrBr_{3})}{M(CrBr_{3})}; \nu (CrBr_{3}) = \frac{85,20 \cdot 0,24}{292} = 0,07 моль$.
Рассчитаем также количество вещества образовавшегося гидроксида хрома (III):
$\nu (Cr(OH)_{3}) = \frac{m(Cr(OH)_{3})}{M(Cr(OH)_{3})}$;
$\nu (Cr(OH)_{3}) = \frac{5,15}{103} = 0,05 моль$.
Следовательно, $\nu (Cr (OH)_{3}) < \nu (CrBr_{3})$. Это возможно в двух случаях: а) неполного осаждения ионов $Cr^{3+}$ по уравнению
$CrBr_{3} + 3NaOH \rightarrow Cr(OH)_{3} \downarrow + 3NaBr$ (I)
б) частичного растворения выпавшего осадка $Cr(OH)_{3}$ по уравнению
$Cr(OH)_{3}+NaOH \rightarrow Na [Cr(OH)_{4}]$ (II)
Рассмотрим первый случай. В соответствии с уравнением реакции (I)
$\nu (NaOH) = 3 \nu (Cr(OH)_{3}) = 3 \cdot 0,05 =0,15 моль$.
Рассчитаем объем добавленного раствора $NaOH$
$V(NaOH, \: р-р) = \frac{ \nu (NaOH)}{c(NaOH)}$;
$V(NaOH, \: p-p) = \frac{0,15}{5} = 0,03 л=30 мл$,
а затем и массу этого раствора по формуле
$m = V \rho; m = 30 \cdot 1,185 = 35,55 г$.
Вычислим массу надосадочной жидкости $m_{1}$ для первого случая:
$m_{1} = m(CrBr_{3}, \: р-р) + m(NaOH, \: р-р) - m (Cr (OH)_{3}) = 85,20 + 35,55 - 5,15 = 115,6 г$.
Масса надосадочной жидкости получилась меньше, чем указано в условии задачи (больше 120 г). Следовательно, был реализован второй случай. Подтвердим это расчетами.
По реакции (I) для полного осаждения $Cr(OH)_{3}$ требуется $NaOH$:
$\nu(NaOH) = 3 \nu (CrBr_{3})=3 \cdot 0,07=0,21 моль$,
а по реакции (II) для частичного растворения осадка
$\nu (NaOH) = \nu (Cr(OH)_{3}) = 0,07 - 0,05 = 0,02 моль$.
Таким образом, суммарное количество вещества щелочи равно:
$\nu (NaOH) = 0,21 +0,02 = 0,23 моль$.
Расчет массы этого раствора проводим аналогично тому, как это было сделано для первого случая:
$V(NaOH, \: р-р) = \frac{0,23}{5} = 0,046 л = 46 мл$;
$m(NaOH, \: р-р) = 46 \cdot 1,185 = 54,51 г$.
Тогда масса надосадочной жидкости $m_{2}$ будет больше 120 г:
$m_{2} = 85,20+54,51 - 5,15 = 135 г$.
Следовательно, добавили 46,0 мл раствора щелочи.
