Краткое пояснение:
Для решения этой задачи нам нужно рассчитать концентрацию вещества в растворе, используя данные о его растворимости и плотности.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Определим массу растворенного вещества и растворителя в 1 литре насыщенного раствора.
Растворимость хромата калия составляет 630 г/л. Это значит, что в 1 литре (1000 мл) насыщенного раствора содержится 630 г хромата калия. - Шаг 2: Рассчитаем массу 1 литра раствора.
Плотность раствора равна 1,4 г/см³, что эквивалентно 1,4 кг/л или 1400 г/л.
Масса 1 л раствора = Плотность × Объем = 1,4 г/см³ × 1000 см³ = 1400 г. - Шаг 3: Рассчитаем массу растворителя (воды) в 1 литре раствора.
Масса воды = Масса раствора - Масса хромата калия
Масса воды = 1400 г - 630 г = 770 г. - Шаг 4: Переведем массу воды в литры.
Плотность воды примем равной 1 г/см³ или 1000 г/л.
Объем воды = Масса воды / Плотность воды = 770 г / 1000 г/л = 0,77 л. - Шаг 5: Рассчитаем молярную массу хромата калия (K₂CrO₄).
Атомная масса калия (K) ≈ 39,1 г/моль.
Атомная масса хрома (Cr) ≈ 52,0 г/моль.
Атомная масса кислорода (O) ≈ 16,0 г/моль.
Молярная масса K₂CrO₄ = (2 × 39,1) + 52,0 + (4 × 16,0) = 78,2 + 52,0 + 64,0 = 194,2 г/моль. - Шаг 6: Рассчитаем количество вещества (моль) хромата калия в 1 литре раствора.
Количество вещества = Масса / Молярная масса = 630 г / 194,2 г/моль ≈ 3,24 моль. - Шаг 7: Рассчитаем молярность (M) раствора.
Молярность (M) = Количество вещества (моль) / Объем раствора (л)
M = 3,24 моль / 1 л = 3,24 M. - Шаг 8: Найдем соотношение массы хромата калия и массы воды.
Массовая доля хромата калия = Масса хромата калия / Масса раствора = 630 г / 1400 г = 0,45.
Массовая доля воды = Масса воды / Масса раствора = 770 г / 1400 г = 0,55. - Шаг 9: Проверим предложенные варианты.
Нам нужно найти пару значений, где одно — концентрация в молях на литр (M), а другое — отношение массы вещества к массе растворителя или раствора. Однако, в предложенных вариантах присутствуют только молярные концентрации. Исходя из наших расчетов, молярность составляет примерно 3,24 M. Ни один из предложенных вариантов не соответствует этому значению напрямую, если предполагается, что оба числа представляют собой молярность. Вероятно, один из вариантов предполагает другое представление концентрации или является ответом на другую часть вопроса, которая не полностью отображена. Однако, если интерпретировать варианты как пары значений, где первое — массовая доля или молярная концентрация, а второе — другое значение, то нам нужно найти соответствие. Пересчитаем с учетом возможных округлений или альтернативных интерпретаций. - Перерасчет и анализ вариантов:
Если предположить, что варианты ответа представляют собой пары значений (например, молярность и массовая доля, или две молярности из разных условий), то нам нужно более точное сопоставление. Однако, стандартные варианты ответов для такой задачи обычно представлены либо одной величиной (молярность, массовая доля), либо двумя величинами, но они должны быть логически связаны с условием. Исходя из полученной молярности ~3,24 M, ни один из вариантов точно не подходит. Возможно, в задании есть опечатка или предложенные варианты ответов неполные. Если предположить, что вопрос подразумевает два разных типа концентрации, и одно из них — молярность, то 3,24 M является нашим расчетным значением. Давайте внимательнее посмотрим на варианты:
- 0,386 и 3,4 M
- 0,340 и 3,86 M
- 0,386 и 2,79 M
- 0,279 и 3,86 M
Если первое число — это массовая доля, а второе — молярность, то наши расчеты молярности (3.24 M) не совпадают ни с одним из предложенных вторых чисел. Если же оба числа — молярность, то они тоже не подходят.
Переосмыслим условие: