а) СaCO3(т) ⇄ CaO(г)+СО2(г); б) СО(г)+Н2О ⇄ CO2(г)+Н2(г)
От каких факторов зависит константа равновесия?
2.9. Способы выражения концентрации растворов
Вычислите молярную, нормальную и моляльную концентрации 16%-го раствора хлорида аммония, плотность которого равна 1,15 г/см3.
В 1 л водного раствора содержится 577г H2SO4. Плотность раствора –
1,34 г/см3. Вычислите процентную концентрацию раствора, а также его нормальность, молярность, моляльность и мольные доли H2SO4 и Н2О.
Вычислите процентную концентрацию и моляльность 8н раствора HNO3 (плотность равна 1,25 г/см3). Каковы мольные доли HNO3 и Н2О в этом растворе?
К 100 мл 96%-го раствора H2SO4 (ρ = 1,84 г/мл) прибавили 400 мл воды. Получился раствор с плотностью, равной 1,225 г/мл. Чему равна процентная концентрация и нормальность полученного раствора?
Определите молярную концентрацию раствора, полученного при растворении сульфата натрия массой 42,6 г в воде массой 300 г, если плотность полученного раствора равна 1,12 г/мл.
Плотность 5,5М раствора NaOH равна 1,2 г/мл. Определите массовую долю
(в процентах) гидроксида натрия в этом растворе.
В воде массой 200 г растворили гидроксид калия массой 11,2 г. Плотность полученного раствора равна 1,04 г/мл. Рассчитайте молярную концентрацию этого раствора.
Вычислите молярную концентрацию хлороводородной кислоты в растворе с массовой долей НС1 20% ( плотность раствора равна 1,1 г/мл).
В воде массой 1000 г растворили 2 моль сульфата калия. Вычислите массовую долю растворенного вещества.
Чему равна нормальность 30%-го раствора NaOH , плотность которого составляет 1,33 г/мл? Вычислите процентную концентрацию раствора, полученного добавлением 5 л воды к 1 л 30%-го раствора NaOH.
2.10. Электролитическая диссоциация
Напишите уравнения электролитической диссоциации солей, применяемых в качестве фосфорных удобрений: Са(Н2РО4)2 , СаНРО4 , К3РО4. Назовите эти соли.
Напишите уравнения электролитической диссоциации следующих электролитов: А1С13, H2SO3, HC1, Na2HPO4, Cu(OH)2. Перечислите особенности процессов диссоциации сильных и слабых электролитов.
Определите степень диссоциации синильной кислоты HCN в 1н растворе, если константа диссоциации равна 7,2•10-10. Вычислите концентрацию ионов Н+ и CN– в этом растворе.
Степень диссоциации 0,1н раствора угольной кислоты по первой ступени равна
2,11•10–3. Вычислите соответствующую константу диссоциации этой кислоты.
Определите, при какой концентрации раствора степень диссоциации азотистой кислоты будет равна 0,2, если известно, что константа диссоциации Кд = 4•10–4.
В 0,1н растворе степень диссоциации уксусной кислоты СН3СООН равна
1,32•10 -2. Определите, при какой концентрации азотистая кислота будет иметь такую же степень диссоциации, если константа диссоциации азотистой кислоты равна 4,6•10-4.
Вычислите степень диссоциации и концентрацию ионов Н+ и HS–- в 0,1 М растворе H2S , если константа диссоциации по первой ступени равна 3•10-7.
Вычислите концентрацию ионов водорода в 0,02 М растворе сернистой кислоты при константе диссоциации по первой ступени, равной 1,3•10-2. Диссоциацией кислоты по второй ступени пренебречь.
Вычислите степень диссоциации и концентрацию ионов NH4+ и ОН– в 0,5 М растворе NН4,OH, если константа диссоциации нашатырного спирта составляет 1,8 10-5.
Как изменится степень диссоциации плавиковой кислоты (HF), если
а) раствор нагреть; б) раствор разбавить водой; в) к раствору добавить KF?
2.11. Реакции ионного обмена
Раствор поваренной соли, предназначенный для электролиза, освобождают от ионов кальция и магния с помощью карбоната натрия. Составьте молекулярные и ионные уравнения этих реакций.
Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций между водными растворами: а) карбоната натрия и серной кислоты; б) силикатом натрия и хлористоводородной кислоты; в) йодида калия и нитрата свинца (II).
Составьте два различных уравнения в молекулярной форме, которые будут соответствовать данному уравнению в сокращенной ионной форме: Ni2+ + S2– = NiS.
Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций между водными растворами: а) сульфида калия и соляной кислоты; б) сульфата железа (II) и гидроксида натрия; в) нитрата никеля (II) и хлорида натрия.
Реакции в растворах выражаются следующими ионными уравнениями:
а) 2Н+ + СО32– = СО2 + H2O; б) Ni2++S2–= NiS; в) Н + + ОН– = Н2О.
Составьте молекулярные уравнения этих реакций и объясните порядок их составления.
Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций взаимодействия между следующими водными растворами: а) гидроксида хрома (III) и гидроксида калия; б) нитрата меди (II) и сульфита натрия; в) хлорида кальция и йодида натрия.
Можно ли приготовить растворы, содержащие одновременно следующие пары веществ: а) ZnCl2 и NaOH; б) AgNO3 и Mg(CH3COO)2?
Составьте молекулярные и ионные уравнения возможных реакций.
Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций взаимодействия между следующими веществами: а) нитратом бария и сульфатом натрия; б) карбонатом натрия и серной кислотой.
Перечислите условия необратимого протекания реакций ионного обмена. Приведите примеры, запишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.
Выразите молекулярными уравнениями реакции, проходящие в растворах между следующими веществами: а) хлористым кальцием и углекислым аммонием;
б) азотнокислым кальцием и содой. В чем заключается сущность этих реакций? Каким одним ионным уравнением они могут быть выражены?
2.12. Гидролиз солей
Коагулирование коллоидных примесей в технической воде осуществляется добавлением к ней сульфата алюминия. Образующийся хлопьевидный гидроксид алюминия обволакивает коллоидные частицы и вызывает их осаждение. Объясните образование гидроксида алюминия в результате реакции, проходящей в жесткой воде:
A12(SO4)3 + ЗСа(НСО3)2 = 3CaSО4 + 2А1(ОН)3 + 6СО2.
Укажите, какую реакцию вследствие гидролиза будут иметь растворы солей сульфата меди (II), хлорида аммония. Ответы мотивируйте.
Почему раствор Na2S имеет щелочную, а раствор ZnSO4 – кислую реакцию? Ответ подтвердите ионно-молекулярными и молекулярными уравнениями.
В какую сторону сместится равновесие гидролиза ^ , если к раствору добавить: а) щелочь; б) кислоту?
Какую окраску приобретает фенолфталеин в растворе ацетата натрия CH3COONa? Почему окраска при нагревании усиливается, а при охлаждении ослабевает? Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнения гидролиза этой соли.
К растворам Na2SO4, CrCl3, Fе(NО3)3 добавили раствор соды Nа2СО3. В каких случаях наблюдается выделение СО2? Почему? Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнения соответствующих реакций.
В какой цвет будет окрашен лакмус в водных растворах NH4C1, Na2CO3, NaNO3? Ответ обоснуйте.
Почему при приготовлении водного раствора ZnCl2 его подкисляют соляной кислотой, а в водный раствор Nа2СО3 при его приготовлении добавляют гидроксид натрия?
Какие из солей: CaS, NaNO3 или FeCl3 подвергаются гидролизу? Почему? Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей по первой ступени. Каков характер среды водных растворов этих солей?
Гидролиз карбоната натрия описывается уравнением
Na2CO3 +H2O ⇄ NаНСОз + NaOH, ∆H>0
Предложите способы увеличения гидролиза соли.
2.13. Коллоидные растворы
При пропускании избытка сероводорода H2S в раствор хлорида мышьяка AsCl3 получили золь сульфида мышьяка. Учитывая условия образования, напишите формулу мицеллы золя и определите знак его заряда.
Золь кремниевой кислоты H2SiO3 был получен при взаимодействии растворов K2SiO3 и HCl. Определите, какой из электролитов был в избытке, если противоионы в электрическом поле движутся к катоду. Напишите формулу мицеллы золя.
Составьте формулу мицеллы золя гидроксида алюминия, полученного при глубоком гидролизе сульфата алюминия Al2(SO4)3.
Какой объем 0,008 М раствора AgNO3 надо прибавить к 0,025 л 0,016 М раствора KI, чтобы получить отрицательно заряженные частицы золя иодида серебра. Напишите формулу мицеллы.
Золь бромида серебра получен путем смешивания равных объемов 0,008 М раствора ^ и 0,009 М раствора AgNO3. Определите знак заряда частиц золя и напишите формулу мицеллы.
Какой объем 0,001 М раствора FeCl3 надо прибавить к 0,03 л 0,002 М раствора AgNO3, чтобы частицы золя хлорида серебра в электрическом поле двигались к аноду? Напишите формулу мицеллы золя.
Золь гидроксида железа получен смешиванием равных объемов 0,002 М раствора NaOH и 0,0003 М раствора Fe2(SO4)3. Какой знак заряда имеют частицы золя? Составьте формулу мицеллы.
К 0,02 л 0,001 М раствора AsCl3 добавили 0.02 л 0,003 М раствора Na2S. Определите заряд частиц полученного золя и напишите формулу его мицеллы.
Какой объем 0,0025 М раствора KI надо добавить к 0,035 л 0,003 М раствора Pb(NO3)2, чтобы получить отрицательно заряженные частицы золя иодида свинца? Напишите формулу мицеллы золя.
Золь гидроксида меди получен при сливании 0,1 л 0,05 М раствора NaOH и 0,25 л 0,001 М раствора Cu(NO3)2. Определите заряд частиц полученного золя и напишите формулу его мицеллы.
2.14. Растворы неэлектролитов
Раствор, содержащий 3,04 г камфоры С10Н16О в 100 г бензола С6Н6, кипит при 80,7140С. Температура кипения бензола 80,2 0С. Вычислите эбулиоскопическую константу бензола.
Вычислите осмотическое давление раствора, в литре которого содержится
0,2 моль неэлектролита при 180С.
На сколько градусов повысится температура кипения воды, если в 100 г воды растворить 9 г глюкозы C6H12O6? Эбулиоскопическая константа воды 1,86 0С.
Вычислите температуру кипения 5%-ного раствора нафталина C10H8 в бензоле C6H6. Температура кипения бензола 80,20; эбулиоскопическая константа 2,57 0С.
При 0 0С осмотическое давление раствора сахара С12Н22О11 равно 3,55105 Па. Какая масса сахара содержится в 1 литре раствора?
Понижение давления пара над раствором, содержащим 0,4 моль анилина C6H5NH2 в 3,04 кг сероуглерода CS2, при некоторой температуре равно 1007,7 Па. Давление пара сероуглерода при той же температуре 1,0133105 Па. Вычислите молекулярную массу сероуглерода.
Температура кипения раствора, содержащего 3,05 г бензойной кислоты C6H5COOH в 125 г хлороформа СН3Сl, равна 61,88 0С. Температура кипения хлороформа 61,12 0С. Вычислите эбулиоскопическую константу хлороформа.
Раствор, содержащий 2,56 г вещества в 500 г бензола С6Н6, кристаллизуется при 5,704 0С. Температура кристаллизации бензола 5,5 0С, криоскопическая константа 5,1 0С. Вычислите молярную массу растворенного вещества.
Вычислите температуру кристаллизации 5%-ного раствора этилового спирта C2H5OH, зная, что криоскопическая константа воды 1,86 0С.
В 0,5 л раствора содержится 2 неэлектролита и раствор при 00С имеет осмотическое давление, равное 0,51105Па. Какова молекулярная масса неэлектролита?
2.15. Окислительно-восстановительные реакции
В задачах №141 - №150 методом электронного баланса подберите коэффициенты в уравнениях реакций. Укажите окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления.
KMnO4 +Na2SO3 +H2О → Na2SO4+MnO2 + КОН,
PbS + HNO3 → Pb(NO3) + S + NO+ H2O
FeSO4 + КСlOз + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + КС1 + Н2О,
Р + НJOз + Н2О → Н3РО4 + HJ.
NaCrO2 + РbО2 + NaOH → Na2CrO4 + Na2PbО2 + H2O,
J2 + NaOH → NaJ + NaJO + H2O.
K2Cr2О7 + H2S + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + S + K2SO4 + H2О,
HNO2 → HNO3 + NO +H2O.
AgNO3 + Na2SO3 + NaOH → Na2SO4 + Ag + NaNO3 + H2O,
KC1O3 → KC1O4 + KC1.
H3AsО3 +KMnO4 +H2SO4→ H3AsO4 + MnSO4+ K2SO4 + H2O,
CrCl3 + NaCIO + NaOH → Na2CrO4 + NaCl + H2O.
KMnO4 +NH3 → MnO2 + KNO3 + KOH + H2O,
MnO2 + HC1 → MnCl2 + Cl2 + H2O.
Fe2O3 + KNO3 + KOH → K2FeO4 + KNO2 + H2O,
КСlO3 + S → KC1 + SO2.
Na2S + KMnO4 + H2O → S + MnO2 + NaOH + KOH,
Mn2O3 + Si → SiO2 + Mn.
Na2S + →Na2Cr2О7 + H2SO4 → S + Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + H2O,
FeO + Al → A12O3 + Fe.
2.16. Гальванические элементы
В задачах №151 – №160 приведены схемы гальванических элементов. Разберите работу гальванического элемента. Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов, составьте суммарное ионное уравнение окислительно-восстановительной реакции в гальваническом элементе и вычислите его ЭДС.
Zn | Zn(NO3)2 || Pb(NO3)2 | Pb
СZn2+ = 10+2 моль/л , CPb+2 = 1 моль/л
Сr | СrС13 || FeSO4 | Fe ,
СCr+3= 10 -3 моль/л , CFе+2 =10 -2 моль/л
A1 | A12(SO4)3 || CuSO4 | Cu,
СAl+3= 10–3 моль/л, ССu+2 = 10 –2 моль/л
Mg | MgCl2 || BiCl3 |Bi
СMg+2 = 1 моль/л, СBi+3 = 10 -3 моль/л.
Ni | Ni(NO3)2 ||AgNO3 | Ag,
CNi+2 = 10 -2 моль/л, CAg+= 10 -1 моль/л
Ni | NiCl2 || AgNO3 | Ag,
CNi+2 = 10 -2 моль/л, CAg+= 10 –1 моль/л
Mg | Mg(NO3)2 || Al2(SO4}3 | Al,
С Mg+2 =10-2 моль/л, СAl +3 = 10-3 моль/л
Сu | Cu(NO3)2 || ZnSO4 | Zn,
ССu+2 = 1 моль/л, CZn+2 = 10-2 моль/л
Мn | MnSO4 || FeSO4 | Fe,
СMn+2 =10-2 моль/л , СFe+2 = 10-2 моль/л
Мn | МnС12 || NiCl2 | Ni,
СMn+2 = 10-2 моль/л, СNi+2 = 10-2 моль/л
2.17. Коррозия металлов
Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой? Составьте схему коррозионного гальванического элемента и укажите направление движения электронов. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электрохимической коррозии.
Алюминий склепан с медью. Какой из металлов будет подвергаться коррозии, если эти металлы попадут в кислую среду? Составьте схему коррозионного гальванического элемента и укажите направление движения электронов. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электрохимической коррозии.
Олово спаяно с серебром. Какой из металлов будет окисляться при коррозии, если эта пара металлов попадет в щелочную среду? Составьте схему коррозионного гальванического элемента и укажите направление движения электронов. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электрохимической коррозии.
Какой металл в паре Fe-Ni будет растворяться в разбавленном растворе уксусной кислоты? На каком металле выделяется водород? Составьте схему коррозионного гальванического элемента и укажите направление движения электронов. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электрохимической коррозии.
Составьте схемы двух коррозионных гальванических элементов, в одном из которых никель является катодом, а в другом – анодом. Приведите примеры и объясните сущность анодной и катодной защиты металлов от коррозии.
Какое покрытие металла называется анодным, а какое – катодным? Приведите несколько металлов, которые могут служить для анодного и катодного покрытия железа. Составьте схему коррозионного гальванического элемента и укажите направление движения электронов. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электрохимической коррозии.
После длительного хранения на воздухе произошло полное разрушение цинкового изделия, контактирующего с медью. Объясните это явление. Составьте схему коррозионного гальванического элемента и укажите направление движения электронов. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электрохимической коррозии.
Как происходит атмосферная коррозия луженого железа при нарушении целостности покрытия? Составьте схему коррозионного гальванического элемента и укажите направление движения электронов. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электрохимической коррозии. Приведите уравнения реакций образования вторичных продуктов коррозии железа с учетом окисления гидроксида железа (II) до гидроксида железа (III), приводящего к образованию ржавчины.
Железные изделия, помещенные в свинцовый контейнер, при длительном хранении на воздухе подверглись коррозии. Объясните наблюдаемое явление. Составьте схему коррозионного гальванического элемента и укажите направление движения электронов. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электрохимической коррозии.
Поясните, почему при никелировании железных деталей их предварительно покрывают медью, а потом никелем? Составьте электронные схемы процессов при коррозии никелированной детали, если слой никеля поврежден.
2.18. Электролиз водных растворов солей
В промышленности хлор получают электролизом концентрированного раствора хлорида натрия. Напишите уравнения электродных процессов, протекающих при электролизе этого раствора с угольными электродами.
Какой силы ток должен быть использован для того, чтобы выделить из раствора AgNO3 серебро массой 108 г за 6 минут? Составьте схему электролиза этого раствора при использовании графитовых электродов.
Какие процессы будут происходить на электродах при электролизе водного раствора хлорида меди (II): а) с графитовым; б) с медным анодом?
Через раствор сульфата железа (II) пропускали ток силой 13,4 А в течение
1 часа. Определите массу железа, выделившуюся на катоде, если выход по току составляет 70%. Составьте схему электролиза этого раствора при использовании угольных электродов.
Какое количество электричества потребуется для получения 1 кг олова при электролизе водного раствора сульфата олова (II)? Напишите уравнения электродных процессов, протекающих при электролизе этого раствора с угольными электродами.
Составьте электронные уравнения процессов, протекающих на угольных электродах при электролизе водного раствора MgCl2. Вычислите силу тока, если известно, что при электролизе MgCl2 в течение 30 минут на катоде выделилось
8,4 л водорода, измеренного при нормальных условиях.
Сколько времени необходимо проводить электролиз водного раствора хлорида золота (III) при силе тока 1 А для выделения на катоде 1 г золота? Приведите уравнения электродных процессов (анод угольный).
При электролитическом рафинировании меди через водный раствор сульфата меди (II ) пропускали ток силой 25 А в течение 4 часов. При этом на катоде выделилось 112 г меди. Рассчитайте выход по току. Составьте уравнения электродных процессов, учитывая, что анод изготовлен из меди, подлежащей очистке.
Покажите различие катодных реакций, происходящих при электролизе двух растворов - нитрата калия и нитрата серебра.
Какие реакции будут протекать на электродах при электролизе водного раствора нитрата никеля с инертными электродами и с никелевым анодом?
2.19. Химические свойства металлов
При решении задач №181 - №190 коэффициенты в уравнениях реакций подберите методом электронного баланса.
181. Медь не взаимодействует с разбавленной серной кислотой, но растворяется в концентрированной кислоте. В чем причина наблюдаемого явления? Составьте уравнение соответствующей реакции, а также напишите реакции взаимодействия меди с разбавленной и концентрированной НNО3.
182. С какими из перечисленных соединений взаимодействует магний: Н2О, NaOH, H2SO4(paзб.), H2SO4(конц.), HNO3(разб.), HNO3(конц.)? Напишите уравнения возможных реакций.
183. Составьте уравнения реакций взаимодействия никеля с соляной, разбавленной серной и азотной кислотами (при нагревании).
184. Напишите уравнения возможных реакций взаимодействия железа с кислотами:
НС1(конц.), H2SO4(разб.), H2SO4(конц.), HNO3(разб.), HNO3(конц.)? Почему в кислотах высокой концентрации (H2SO4 и HNO3) железо растворяется только при нагревании?
185. С какими из перечисленных соединений взаимодействует алюминий: Н2О,
НС1(конц.), H2SO4(разб.), HNO3(разб.), NaOH. Напишите уравнения возможных реакций.
186. Составьте уравнения реакций взаимодействия серебра с разбавленной и концентрированной азотной кислотой. Объясните, почему серебро не взаимодействует с разбавленной серной кислотой, в то время как растворяется в концентрированной H2SO4. Напишите уравнение протекающей реакции.
187. Напишите уравнения химических реакций взаимодействия цинка с растворами: НС1, H2SO4(конц.), HNO3(разб.) и NaOH.
188. С какими из перечисленных кислот взаимодействует медь: НС1(конц.),
H2SO4(разб.), H2SO4 (конц.), HNO3(разб.).
189. Марганец находится в воде и контактирует с медью. Сохранятся ли оба металла в неизменном виде. Напишите электронные уравнения происходящих процессов.
190. Предложите способы перевода в раствор образцов сплавов латуни (массовая доля меди 69,5%, остальное - цинк) и бронзы (массовая доля меди 89,5%, остальное - олово) и способ разделения. Приведите уравнения соответствующих реакций.
|
