Пособие для самоподготовки к лабораторным по химии в [12]
.pdfусловиизадачиплотностиравна1000 г. Определиммассукислотыв1 лраствора mH3PO4 ω mp-pa 0, 0049 1000 4,9г.
Молярнаяконцентрациярастворасоставит
CМ(H PO ) |
|
m(H3PO4 ) |
|
4,9 |
0,05 моль/л. |
||
M(H3PO4 ) V |
|
|
|||||
3 |
4 |
|
98 |
1 |
|||
|
|
|
|
|
|
ДлярасчетаCH+ используемвыражение(2.16)
CH + nKД CM 7,5 10 3 0,05 1,9 10-2 моль/л. pH = – lg CH + = – lg 1,9·10-2 = 1,72.
Задача6. Рассчитайте, какизменитсярH 0,005 М раствораNH4OH при разбавленииегов10 раз.
Решение. NH4OH – слабоеоснование(К=1,8·10-5), диссоциируетобратимо:
Д
NH4OH NH4+ OH . Изуравнениядиссоциациивидно, чтодлярасчетарН вначалеследуетрассчитатьконцентрацию враствореOH – ионов, азатем воспользоватьсясоотношениемрH = 14 – pOH.
НайдемсначаларH 0,005 М раствораNH4OH:
|
|
|
|
|
|
K |
/ С 1,8 10 5 |
/5 10 3 |
6 10 2; |
||
1 |
Д |
M |
|
|
C C |
6 10 2 5 10 3 3 10 4 моль/л; |
|
||||||||
OH |
1 |
M1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
pOH = – lg СOH- = – lg 3∙10-4 = 3,52. ОткударH =14 –3,52 = 10,48. |
|
|||||||||
Теперь |
|
рассчитаем |
рH |
раствора, разбавленного в 10 |
раз, |
|||||
CM 2 = 0,00005 моль/л: |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
1,8 10 5 / 5 10 4 0,19; |
|
||||
K |
Д |
/ С |
|
|||||||
2 |
|
M |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
C C |
|
1,9 10 1 |
5 10 4 |
9,5 10 5 моль/л; |
|
|||||
OH |
2 |
M2 |
|
|
|
|
||||
pOH = – lg |
СOH- = – |
lg 9,5∙10-5 = 4,0. ОткударH =14 – 4,0 = 10. |
Итак, |
|||||||
вследствиеразбавлениярастворарH уменьшилосьс10,48 до10. |
|
2.5 Контрольусвоениятемы
ЕслиВынесможетерешитькакую-либоизпредлагаемыхзадач, обратитеськ разделу2.4 данногометодическогопособия.
2.5.1 Индивидуальныезадания
Вариант1
1.Вычислитеконцентрациюионовводородав0,01 М растворах:
а) HCl; б) NaOH.
2.ОпределитеpH 0,46%-ногораствора( 1г/ мл) муравьинойкислоты
HCOOH .
51
3. СколькограммовгидроксидааммонияNH4OH содержитсяв1лраствора, pH которогоравен10,62?
Вариант2
1.При какой молярной концентрации раствора CH3COOH недиссоциированнымиостанется: а) 50% молекулкислоты; б) 90%молекул?
2.ВычислитеpH 0,01 М LiOH и0,01 М NH4OH . Объяснитеразличиев значенияхpH дляэтихрастворов.
3.КаковастепеньдиссоциациибромноватистойкислотыHOBr вее2,425%- номрастворе( 1г/ мл), еслиpH раствораравен2.
Вариант3
1.Вычислитеконцентрациюгидрооксид–ионовв0,01 М растворах:
а) HOBr; б) NH4OH.
2.ОпределитеpH растворагидроксидакалияKOH , если концентрация ионовK вэтомрастворесоставляет10 3 моль/л.
3.Определите, сколькограммовH2SO4 содержитсяв1лраствора, pOH которогоравен10. ЗапишитеуравнениедиссоциацииH2SO4 , если 1 .
Вариант4
1.В100млрастворасодержится0,745гKCl . Вычислитеконцентрациюионов калияихлорид–ионоввэтомрастворе.
2.ОдинаковылизначенияpH растворовKOH иNH4OH одинаковой
концентрации, равной0,001 М? Ответобосноватьуравнениемдиссоциациии расчетами.
3. Определитемолярнуюконцентрациюрастворауксуснойкислоты CH3COOH , еслиpH 5,2 . Запишитеуравнениедиссоциациикислотыи
выражениедляконстантыдиссоциации.
Вариант5
1.Вычислитеконцентрациюионовводородав0,05 М растворах:
а) Ba(OH)2 ; б) H2SO4.
2.ОпределитеpH 1,75%-ного раствора( 1г/мл )гидроксидааммония
NH4OH .
3. СколькограммовуксуснойкислотыCH3COOH содержитсяв1лраствора, pH которого равен 2,87? Запишите уравнение диссоциации кислоты и
выражениедляконстантыдиссоциации.
Вариант6
1. Определитеконцентрацию ионовOH врастворе, еслиизвестно, чтов 500млегосодержится0,098гсернойкислоты H2SO4 . Диссоциацию кислоты
считатьполной.
52
2.ВычислитеpH 0,05 М раствораHNO3 и0,05 М раствораCH3COOH . Объяснитеразличиевзначениях.
3.КаковастепеньдиссоциациигидроксидааммонияNH4OH вего0,175%-
номрастворе( 1г/ мл), еслиpH раствораравен11.
Вариант7
1.Вычислитеконцентрациюгидрооксид–ионовв0,001 М растворах:
а) NH4OH; б) HOCl.
2.ОпределитеpH растворагидроксидабарияBa(OH)2 , есликонцентрация
ионовBa 2 вэтомрастворесоставляет0,05 моль/л.
3. Определите сколько граммов HNO3 содержится в 1л раствора, pH которогоравен12. ЗапишитеуравнениедиссоциацииHNO3 , если 1 .
Вариант8
1.ПрикакоймолярнойконцентрациирастворамуравьинойкислотыHCOOH недиссоциированнымиостанется: а) 50% молекулкислоты; б) 90% молекул?
2.ОпределитеpH раствора, в250млкоторогосодержится0,14гKOH .
3.Чемуравны молярныеконцентрациирастворовH2SO4 иCa(OH)2 , если для первого раствора pH 2 , а для второго 12? Запишите уравнения
диссоциации, если 1.
Вариант9
1. Вычислитеконцентрациюионовводородав0,01 М растворах:
а) HNO3 ; б) KOH
2. Определите pH 0,49%-ного раствора ( 1г/ мл )уксусной кислоты
CH3COOH .
3. Сколько граммов гидроксидааммония NH4 OH и гидроксиданатрия NaOH содержитсяв1лихрастворов, еслизначенияpH униходинаковы и
равны11,13? Ответподтвердитьуравнениямидиссоциацииисоответствующими расчетами.
Вариант10
1. Для приготовления 200мл раствора уксусной кислоты CH3COOH использовали 0,06гкислоты. Определите концентрацию ионов водородаи ацетат–ионоввполученномрастворе.
2.ЧемуравнызначенияpH 0,1 М растворовсильныхэлектролитовHCl и NaOH ?
3.ОпределитемолярнуюконцентрациюраствораазотистойкислотыHNO2 ,
если pH 2 . Запишитеуравнениедиссоциации кислоты и выражениедля
константыдиссоциации.
Вариант11
53
1.Вычислитеконцентрациюгидроксид–ионовв0,1 М растворах:
а) CH3COOH; б) NH4OH
2.ОпределитеpOH раствораазотнойкислоты HNO3 , есликонцентрация ионовNO3 вэтомрастворесоставляет0,01 моль/л.
3.НайдитемассуBa(OH)2 , содержащегосяв500млводногораствора, если pH этогораствораравен13.
Вариант12
1.В 200млрастворасодержится1,3гхлориданикеляNiCl2 . Вычислите концентрациюионовникеляихлорид–ионовврастворе.
2.Вычислитеконцентрацию цианид–ионовв0,01 М растворесинильной кислотыHCN . Какизменитсяконцентрацияэтихжеионов, еслиpH раствора
HCN будетравен3 ?
3. Чемуравны молярныеконцентрациирастворовH2SO4 иCa(OH)2 , если для первого раствора pH 1 , а для второго 13? Запишите уравнения
диссоциации, если 1.
Вариант13
1.Вычислитеконцентрациюионовводородав0,5 М растворах:
а) Ca(OH)2 ; б) H2SO4.
2.ОпределитеpH 0,72%-ногораствора( 1г/ мл) иодноватистойкислоты
HOI .
3.НайдитемассуH2SO4 , раствореннойв200млраствора, еслиpH раствора
равен1. ЗапишитеуравнениядиссоциацииH2SO4 , если 1 .
Вариант14
1. Определитеконцентрацию ионовOH врастворе, еслиизвестно, чтов 250млегосодержится1,225гсернойкислоты H2SO4 . Диссоциацию кислоты считатьполной.
2.ЗапишитеуравнениедиссоциациислабогооснованияирассчитайтеpH раствор, в500млкоторогосодержится0,175гNH4OH .
3.Определите молярную концентрацию раствора метаборной кислоты HBO2 , еслиpH 5. Запишитеуравнениедиссоциациикислотыивыражениедля
константыдиссоциации.
Вариант15
1.Вычислитеконцентрациюгидроксид–ионовв0,02 М растворах:
а) HOI; б) NH4OH.
2.ОпределитеpOH растворасернойкислоты H2SO4 , есликонцентрация ионовSO4 2 вэтомрастворесоставляет0,005 моль/л.
3.СколькограммовуксуснойкислотыCH3COOH содержитсяврастворе,
54
если значения pH которого равен 5,2? Запишите уравнение диссоциации
кислотыивыражениедляконстантыдиссоциации.
Вариант16
1.В0,05 М раствореHCN степеньдиссоциацииравна1,26 10 4 . Прикакой концентрациираствораонаувеличитсяв5 раз?
2.ЧемуравнызначенияpH 0,05 М растворовсильныхэлектролитовH2SO4 иBa(OH)2 ? Какизменятсяихзначенияприразбавлениирастворовв10 раз?
3.Одинаковы ли значения молярной концентрации растворов KOH и
NH4OH , если значения pH растворов одинаковы и равны 11,13? Ответ подтвердитеуравнениямидиссоциацииисоответствующимирасчетами.
2.5.2 Вопросы длятестовогоконтролязнаний
А. Вопросысоднимправильнымответом
Выберитеодинправильныйответилизакончитеутверждение.
-
1. СколькоОН ионовсодержитсяв1лраствора, рНкоторогоравен12?
а) 1,00∙1012; б) 3,01∙1023; в) 6,02∙1011; г) 6,02∙1021.
2. Какизменитсяконстантадиссоциацииуксуснойкислоты приразбавлении растворав4 раза?
а) увеличитсяв16 раз; б) увеличитсяв2 раза; в) неизменится; г) уменьшитсяв2 раза.
3. рОН раствораэлектролитаравен5,0. ЧемуравнаконцентрацияH+ ионовв
этомрастворе? а) 10-5 моль/л;
б) 5 моль/л;
в) 9 г/л;
г) 10-9 моль/л.
4. Какизменитсястепеньдиссоциациипропионовойкислотыприразбавлении растворав4 раз?
а) увеличитсяв16 раз; б) увеличитсяв2 раза; в) неизменится; г) уменьшитсяв2 раза.
5. Ионноепроизведениеводыкакконстантыравновесиязависитлишьот:
- ;
а) концентрацииионовОН
55
+ ;
б) концентрацииионовН в) концентрацииионовэлектролита; г) температуры.
+
6. Какнадоизменитьконцентрацию ионовН врастворе, чтобы рНраствора увеличилсянаединицу?
а) увеличитьв10 раз; б) увеличитьна1 моль/л; в) уменьшитьв10 раз;
г) уменьшитьна1 моль/л.
Б. Вопросысмножественнымиответами"верно-неверно”
Длякаждоговопросаилинезаконченногоутверждениядается4 ответа, из которыхмогутбытьправильнымиодин, два, трииливсе.
7. Какими условиями определяется возможность электролитической диссоциациивещества?
а) наличиемврастворяемомвеществеионныхилиполярныхсвязей; б) пространственнойориентациеймолекулрастворителя; в) размерамимолекулрастворяемоговещества; г) полярностьюрастворителя.
8. Какие величины являются количественной характеристикой процесса электролитическойдиссоциации?
а) молярнаяконцентрация; б) степеньдиссоциации; в) ионнаясилараствора; г) константадиссоциации.
9. Какиеизперечисленныхвеществможноотнестиксильнымэлектролитам?
а) НО;
2
б) КОН, Ва(OH)2;
в) H2CO3 , CH3COOH; г) H2SO4 , HCl.
10.Коэффициентактивностиионовврастворезависитот: а) ионнойсилыраствора; б) температуры; в) полярностирастворителя;
г) зарядаирадиусаиона.
11.Степеньдиссоциацииэлектролитапоказывает: а) долюмолекулэлектролита, подвергшихсядиссоциации; б) числомолекул, распавшихсянаионы;
в) отношениечисламолекул, распавшихсянаионы к общему числу растворенныхмолекул;
56
г) общеечислорастворенныхмолекул.
12. Степеньдиссоциацииэлектролитауменьшается: а) принагревании; б) привведениивраствородноименныхионов;
в) приувеличенииконцентрациираствора; г) приразбавлениираствора.
13. Степеньдиссоциацииуксуснойкислотывраствореувеличивается: а) приповышениитемпературы;
б) придобавленииацетатанатрияCH3COONa; в) приразбавлениираствора; г) придобавленииHCl.
14. Константадиссоциацииэлектролитазависитот: а) природыдиссоциирующеговещества; б) концентрации; в) температуры;
г) природырастворителя.
15. КакиефакторыопределяютрНраствора? а) температура;
б) способностькдиссоциацииНО;
2
+ -
в) соотношениевраствореконцентрацийН иОН ионов;
г) концентрацияионовэлектролита. ВВопросысподборомсоответствующихответоввпары"вопрос-ответ"
К перечню пронумерованных вопросов предлагается список ответов, обозначенных буквами. Каждому пронумерованному вопросу соответствует только одинответ. Необходимоподобратьсоответствующиепары "вопросответ”.
Вопросы Ответы
|
|
+ |
КакойконцентрацииионовН ( моль/л) соответствуютзначениярН? |
||
pH |
CH+ |
|
1) |
0; |
а) 1,0∙10-7; |
2) |
5,5; |
б) 3,1∙10-6; |
3) |
7,0; |
в) 1,0; |
4) |
9,57; |
г) 1,0∙10-14; |
5) |
14,0; |
д) 2,7∙10-10 |
+ |
- |
КакоесоотношениеконцентрацийН иОН ионов( моль/л) удовлетворяет |
|
выражениюионногопроизведенияводы? |
COH- |
CH+ |
|
1) 1,0∙10-10; |
а) 7,4∙10-11; |
57
2) |
1,5∙10-4; |
б) 1,54∙10-7; |
3) |
1,0∙10-3; |
в) 1,0∙10-4; |
4) |
6,5∙10-8; |
г) 7,14∙10-3; |
5) |
1,4∙10-12; |
д) 1,0∙10-11 |
58
Литература
1.Общаяхимиявформулах, определениях, схемах/ Подред. В. Ф. Тикавого. – Мн.: Изд-во“Университетское”, 1987.
2.ФроловВ.В. Химия. – М.: Высшаяшкола, 1986.
3.ФримантлМ. Химиявдействии. В2-хчастях: Пер. сангл. – М.: Мир, 1991. 4.Химия: Справочноеиздание/ В.Шретер,К.Х.Лаунтен-шлегер, Х. Бибракидр.:
Пер. снем. М.: Химия, 1989.
5.ЛюбимоваН.Б. Вопросыизадачипообщейинеорганическойхимии. – М.: Высшаяшкола, 1990.
6.Задачииупражненияпообщейхимии/ Подред.Н.В. Коровина. –М.: Высшаяшкола, 2006
59
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица1
Константыдиссоциациинекоторыхслабыхэлектролитов вводныхрастворахпри298 К
Название |
|
|
|
|
Сила |
|
Формула |
Названиесолей |
|
кислоты, |
|||
кислоты |
|
|||||
|
|
|
значениеКД |
|||
|
|
|
|
|||
Азотистая |
HNO2 |
Нитриты |
|
|
4.0·10-4 |
|
Ортоборная |
H3BO3 |
Ортобораты |
|
5.8·10-10 |
||
Метаборная |
HBO2 |
Метабораты |
|
7.5·10-10 |
||
Бромноватистая |
HOBr |
Гипобромиты |
|
2.1·10-9 |
||
Иодноватистая |
HOI |
Гипоиодиты |
|
2·10-11 |
||
Муравьиная |
HCOOH |
Формиаты |
|
|
1.8·10-4 |
|
Селеноводородная |
H2Se |
Селениды |
|
K1 |
1.7·10-4 |
|
|
|
|
|
K2 |
1.0·10-11 |
|
Сернистая |
H2SO3 |
Сульфиты |
|
K1 |
1.6·10-2 |
|
|
|
|
|
K2 |
6.3·10-6 |
|
Сероводородная |
H2S |
Сульфиды |
|
K1 |
6.0·10-3 |
|
|
|
|
|
K2 |
1.0·10-14 |
|
Теллуристая |
H2TeO3 |
Теллуриты |
|
K1 |
3.0·10-3 |
|
|
|
|
|
K2 |
2.0·10-6 |
|
Угольная |
H2CO3 |
Карбонаты |
|
K1 |
4.5·10-7 |
|
|
|
|
|
K2 |
4.7·10-11 |
|
Уксусная |
CH3COOH |
Ацетаты |
|
|
1.8·10-5 |
|
Хлорноватистая |
HOCl |
Гипохлориты |
|
5.0·10-8 |
||
Фосфорная |
H3PO4 |
Ортофосфаты |
K1 |
7.5·10-3 |
||
|
|
|
|
K2 |
6.2·10-8 |
|
|
|
|
|
K3 |
2.2·10-13 |
|
Фтороводородная |
HF |
Фториды |
|
|
6.6·10-4 |
|
Синильная |
HCN |
Цианиды |
|
|
7.9·10-10 |
|
Роданводородная |
HCNS |
Роданиды |
|
|
1·10-4 |
|
Щавелевая |
H2C2O4 |
Оксалаты |
|
K1 |
5.4·10-2 |
|
|
|
|
|
K2 |
5.4·10-2 |
|
Название |
Формула |
Силаоснования, значениеКД |
||||
основания |
||||||
|
|
|
|
|
||
Аммониягидроксид |
NH4OH |
|
1.8·10-5 |
|
||
Cеребрагидроксид |
AgOH |
|
1.1·10-4 |
|
||
Свинцагидроксид |
Pb(OH)2 |
K1 |
9.6·10-4 |
|
||
|
|
K2 |
3·10-8 |
|
||
Марганцагидроксид |
Mn(OH)2 |
K2 |
4·10-4 |
|
||
Цинкагидроксид |
Zn(OH)2 |
K1 |
4.4·10-5 |
|
||
|
|
K |
1.5·10-9 |
|
||
|
|
2 |
|
|
|
60