Горизонты химииБанк олимпиадМуниципальный этап · 7–8 класс
Задание № 5
2025/26 · Вологодская область · страница 8
Условие
ЗАДАНИЕ 5. Решение
Перекристаллизация является одним из способов очистки веществ, связанным с тем что
растворимость зависит от температуры. В качестве растворителя зачастую используется
вода.
1) Для получения чистого вещества Х получили 20 г его насыщенного водного раствора при
100 °С (растворимость этого вещества при 100 °С составляет 0,436 г на 100 г воды, а при
20 °С – 0,07 г на 100 г воды). Сколько (г) чистого вещества Х можно получить после
перекристаллизации? Горячий раствор Х при 100 °С профильтровали и охладили до 20 °С. На
чём основана очистка вещества таким способом? Вещество Х не образует
кристаллогидраты.
2) Рассмотрим возможности перекристаллизации в случае, если очищаемое вещество
может образовывать кристаллогидрат. Например, растворимость карбоната натрия при
0 °С составляет 21,27 г Na2СO3·10Н2О на 100 г воды, а при 100 °С – 56,735 г Na2СO3·Н2О на
100 г воды. Рассчитайте минимальные массы воды и Na2СO3·10Н2О, которые необходимо
взять для того чтобы получить после перекристаллизации 10 г Na2СO3·10Н2О.
3) Рассчитайте, какие нужно взять массы растворов с массовыми долями растворённого
вещества 15 и 60%, чтобы приготовить 60 г раствора с массовой долей 45%.
Самопроверка
Решение и пояснение
1) Рассчитаем массу Х и воды в растворе при 100 °С:
m(Х)100°С = 20·0,436/(100+0,436) = 0,087 г,
m(Н2О) = 20·100/(100+0,436) = 19,913 г.
После охлаждения и выпадения Х масса воды в растворе сохраняется, соответственно можно
рассчитать массу растворённого Х по пропорции:
m(Х)20°С = 19,913‧0,07/100 = 0,014 г.
В осадок, таким образом, выпало: m(Х) = 0,087 г – 0,014 г = 0,073 г.
При перекристаллизации можно получить m(Х) = 0,073 г.
Очистка при этом основана на 1) отделении нерастворимых примесей при растворении и
последующем горячем фильтровании; 2) оставлении растворимых примесей в маточном
растворе, поскольку их концентрации далеки от пересыщения.
2) Минимальные массы веществ соответствуют насыщенному раствору при 100 °С.
Пересчитаем растворимость карбоната натрия на безводную соль в растворе:
0 °С: 21,27 г Na2СO3·10Н2О на 100 г воды соответствует 6,5% Na2СO3;
100 °С: 56,735 г Na2СO3·Н2О на 100 г води соответствует 30,94% Na2СO3.
Осаждение 10 г Na2СO3·10Н2О ведёт к уменьшению массы раствора на 10 г, а массы
растворённого Na2СO3 – на 3,706 г. Если бы масса раствора при 100 °С составляла х г, то масса
Na2СO3 – 0,3094·x. При 0 °С: 0,065·(х-10) = 0,3094·х – 3,706 0,065·х – 0,65 = 0,3094·х – 3,706;
0,2444·х = 3,056; х = 12,5 г. Таким образом, масса раствора при 100 °С составляла 12,5 г, в нём
находилось 3,868 г Na2СO3, что соответствует 10,44 г Na2СO3·10Н2О. Для растворения такого
количества соли необходимо 12,5 г -10,44 г = 2,06 г воды.
m(Na2СO3·10Н2О) = 10,44 г m(Н2О) = 2,06 г
3) Обозначим m15 и m60 – массы соответствующих растворов с долями 15% и 60%. Тогда
масса раствора будет составлять m15 + m60 = 60 г, а масса растворённого вещества 0,15·m15 +
0,60·m60 = 0,45·(m15 + m60), откуда m60 = 2·m15, отсюда m15 = 20 г m60 = 40 г.
Критерии оценивания:
Пункт Критерий оценивания Балл
1) • Правильный расчёт массы • 5 баллов
очищенного Х
• Верное указание 2 причин • 3 балла (по 1,5 балла за
очищения вещества в ходе описанной причину)
процедуры
2) • Верный расчёт минимальных масс • 6 баллов
3) • Правильный расчёт соотношения • 6 баллов
масс взятых растворов
В сумме: • 20 баллов
Оценка задания. Максимальная оценка за правильно выполненное задание - 20
баллов.
