Образец билета тестированного контроля по теме «Свойства растворов электролитов»

1. При какой молярной концентрации раствора степень диссоциации HNO₂ равна 0,2? K_а = 4^.10^4.

а) 0,001 б) 0,01 в) 0,02

2. Укажите формулу для расчета K_a для кислоты с   0,03.

а) б) ^2.С в) ^.С

23

3. Чему равна ионная сила С-молярного раствора NaCl?

а) 0,5 С б) 1 С в) 2 С

4. От каких факторов зависит константа диссоциации?

а) температуры; б) концентрации; в) растворимости в воде.

5. Вычислите K_a уксусной кислоты, если степень диссоциации 0,01 молярного раствора при 25⁰С равна 2%.

а) 1,35^.10^4 б) 1,75^.10^5 в) 9^.10^6

Ответы на задания образца билета ТК:

Номер вопроса	1	2	3	4	5
Код ответа	б	б	б	а	в

ЗАНЯТИЕ 3.

Тема: Автопротолиз воды. Ионное произведение воды.

Водородный и гидроксильный показатели. Гидролиз солей.

Электростатическое взаимодействие полярных молекул воды приводит к их самоионизации (автопротолизу): Н₂О + Н₂О  Н₃О⁺ + ОН^. Протоны пере-мещаются от одних молекул воды к другим: Н⁺ + Н₂О  Н₃О⁺. В упрощенной форме диссоциацию воды записывают в виде: Н₂О  Н⁺ + ОН^. При 25°С: [Н⁺]^.[ОН^] = 1^.10^14, в чистой воде [Н⁺] = [ОН^] = 1^.10^7 моль/л.

В логарифмической форме: pH + pOH = 14 , в чистой воде: pH = pOH = 7, где pH =  lg [H⁺] , pOH =  lg [OH^], а [H⁺]  молярная концентрация ионов H⁺,

[OH^ ] – молярная концентрация ионов ОН^.

В растворе одноосновной сильной кислоты HAn ( = 1):

HAn  H⁺ + An^

[H⁺] = C(HАn); pH =  lg C(HАn)

В растворе однокислотного сильного основания KtOH ( = 1):

24

KtOH  Kt⁺ + OH^

[OH^] = C(KtOH); pOH =  lg C(KtOH)

pH = 14  pOH = 14 + lg C(KtOH).

В растворе одноосновной слабой кислоты: [H⁺] = C^. = ;

pH=  lg C^. =  lg

В растворе однокислотного слабого основания: [OH^]= С^. = ;

pOH =  lg C^.=  lg

pH = 14  pOH = 14 + lg C^. = 14 + lg

Если при растворении в воде соли образуется слабый электролит (слабая кислота, слабое основание или и то, и другое), то наблюдается ионный гидролиз, в результате которого равновесие Н₂О  Н⁺ + ОН^ смещается вправо. В растворе соли накапливаются ионы Н⁺ ([Н⁺] > [ОН^] – среда кислая) или ионы ОН^– ([Н⁺] < [ОН^]  среда щелочная).

В логарифмической форме: pH < 7  кислая среда, pH > 7  щелочная среда.

Количественно процесс гидролиза характеризуется константой гидролиза (K_гидр.) и степенью гидролиза (h): K_гидр. = . При 1  h  1, K_гидр. = h^2.C.

В случае гидролиза соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой: K_гидр. = .

В случае гидролиза соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой: K_гидр. = .

В случае гидролиза соли, образованной слабым основанием и слабой

25

кислотой: K _гидр. = .

Задачи с решениями.

1. Вычислите pH и pOH 0,01 М раствора HCl, если  = 80 %.

Дано: C(HCl) = 0,01моль/л  = 80 % = 0,8 pH = ? pOH = ?

Решение: HCl  H+ + Cl [H+] = C(HCl). ; pH = lg [H+], pOH = 14  pH 1) [H+] = 0,01.0,8 = 8.103 (моль/л) 2) pH =  lg 8.103 = 3  lg 8 = 3  0,9 = 2,1 3) pOH = 14  2,1 = 11,9

Ответ: pH = 2,1; pОH = 11,9.

2. Вычислите рН 0,001 М раствора СНСООН, зная что К_а = 1,8^.10^5.

Дано: С(СН3СООН)=1.103 моль/л Ка = 1,8.105 рН = ?

Решение: СН3 СООН  СН3 СОО + Н+ рН =  lg [Н+] [H+] =

1) [Н⁺] = = 1,35^.10^4 (моль/л)

2) рН = lg 1,35^.10^4 = 4  0,13 = 3,87

Ответ: рН = 3,87

3. Вычислите рН раствора, содержащего 0,4 г NaOH в 2 л раствора (= 100%).

Дано: m(NaOH) = 0,4 г V(p-pa) = 2 л  = 100% = 1 pH =?

Решение: NaOH  Na+ + OH pH = 14  pOH ; pOH =  lg [OH]; [OH] = C(NaOH) = 1) C(NaOH) = = 0,005 (моль/л)

26

2) [OH^] = 0,005 моль/л

3) pOH =  lg 5^.10^3 = 3  lg 5 = 3  0,7 = 2,3

4) pH = 14  2,3 = 11,7

Ответ: рН = 11,7

4. Вычислите рН 0,1 М раствора NH₃, зная что K_b = 1,8^.10^5.

Дано: С(NH3) = 0,1 моль/л Kb = 1,8.10–5 рН = ?

Решение: NH3 + H2 O  NH4+ + OH pH = 14  pOH, рOH =  lg [OH] [OH] =

1) [OH^] = = 1,35^.10^–3 (моль/л)

2. pOH = 3  lg 1,35 = 3  0,13 = 2,87

3. pH = 14  2,87 = 11,13

Ответ: pH = 11,13

5. Запишите уравнения гидролиза солей: Na₃PO₄, Na₂HPO₄, NaH₂PO₄. Вычислите константы гидролиза этих солей. Какая соль гидролизуется в большей степени? K_а1 = 7,1^.10^3, K_а2 = 6,2^.10^8, K_а3 = 5,0^.10^13.

Решение:

1) Na₃PO₄ + H₂O  Na₂HPO₄ + NaOH; + H₂O  + OH^

K_гидр.1 = = 2^.10^–2

2) Na₂HPO₄ + H₂O  NaH₂PO₄ + NaOH, + H₂O  + OH^

K_гидр.2 = = 1,6^.10^7

3) NaH₂PO₄ + H₂ O  H₃PO₄ +NaOH, + H₂O  H₃PO₄ + OH^

27

K_гидр.3 = = 1,4^.10^–18

Ответ: Na₃PO₄ гидролизуется в большей степени.

Вопросы и задачи для самоподготовки.

1. Что называют ионным произведением воды? В каком соотношении находится эта величина с константой воды?

2. Как определяется числовое значение ионного произведения воды? Зависит ли оно от температуры?

3. Как, зная концентрацию ионов Н⁺ (ОН^), определить концентрацию ионов ОН^ (Н⁺)?

4. Правильно ли утверждение, что в растворе сильной кислоты (щёлочи) содержатся ионы ОН^ (Н⁺ )? Ответ мотивируете?

5. Как связана концентрация ионов Н⁺ (ОН^) в растворах сильных и слабых кислот и оснований с их молярной концентрацией?

6. Что называют водородным показателем (рН), гидроксильным показателем (рОН)? Чему равна их сумма?

7. Какие значения имеют концентрации ионов Н⁺ (ОН^) и рН (рОН) в различных средах?

8. При одинаковой молярной концентрации растворы каких электролитов будут иметь меньшее значение рН: а) HCl или CH₃COOH; б)HNO₂ или HClO; в) HCl или KOH?

9. Что называют гидролизом? Что понимают под гидролизом: а) ковалентным и ионным; б) по катиону, по аниону; в) простым и ступенчатым; г) обратимым и необратимым? Приведите примеры.

10. Как влияет на состояние равновесия Н₂О  Н⁺ + ОН^ и значение рН добавление гидролизующейся соли на примерах ZnCl₂, K₂CO₃, Al₂S₃?

11. Для какой соли рН раствора будет иметь большее значение: а)NaNO₃ или NaNO₂; б) CH₃ COOK или CH₃COONH₄; в) KClO или KClO₃ ?

28

12. Можно ли при помощи кислотно-основного индикатора отличить друг от друга растворы солей:

а) NaClO₄ и NaClO; б) KI и NH₄I; в) KClO₃ и KCl,

г) Na₂CO₃ и Zn(NO₃ )₂; д) BeCl₂ и BaCl₂; е) MgSO₄ и K₂SO₄?

13. Что называют гидролитическим равновесием?

14. Что называют степенью и константой гидролиза? Зависят ли они от природы соли, концентрации раствора, температуры?

15. Какой формулой выражают соотношение между константой и степенью гидролиза?

16. Как константа гидролиза связана с константой диссоциации слабого электролита?

17. Какая из двух солей гидролизуется в большей степени: а) KCN или KSCN (K(HCN) = 7,9^.10^10, K(HSCN) = 1,4^.10^1); б) Na₂S или NaHS (K_1а = 6^.10^8 , K_2а = 1^.10^14)? Ответ подтвердите расчетом.

18. Как объяснить взаимоусиление гидролиза двух солей при смешивании их растворов? В каких случаях наблюдается это явление?

19. Вычислите рН 0,05 %-ного раствора HNO₃, зная, что (р-pа) = 1г/мл, (HNO₃) = 100%. Ответ: 2,1.

20. Рассчитайте молярную концентрацию раствора СН₃СООН, рН которого равен 3. K_а = 1,75^.10^5. Ответ: 0,057 моль/л.

21. Вычислите рН раствора, полученного разбавлением водой 0,01 л 30 %-ного раствора NaOH ( = 1,328 г/мл) до 0,75 л.  = 70%.

Ответ: 12,97.

22. Определите рН раствора, в 3 л которого содержится 8,1^.10^4 моль ионов ОН^. Ответ: 10,43.

23. Рассчитайте рН раствора, в 0,4 л которого содержится 0,39 моль NH₃, если K_b = 1,77^.10^5. Ответ: 11,1.

24. Какое значение рН имеют растворы HCN, если: а)  = 0,0265%; б)  = 0,0084%? K(HCN) = 7,9^.10^10. Ответ: 6,53; 5,03.

29

25. Степень диссоциации слабой одноосновной кислоты в 0,2 N растворе равна 0,03. Вычислите значения [Н⁺] и рОН этого раствора.

Ответ: [Н⁺] = 6,0^.10^–3 моль/л ; рОН = 11,96.

26. Рассчитайте рН раствора, полученного смешением 25 мл 0,5 М раствора HCl, 10 мл 0,5 М раствора NaOH и 15 мл воды ( = 1). Ответ: 0,82.

27. Каким значением рН характеризуется раствор СН₃СООН ( = 1 г/мл), в котором её массовая доля составляет 0,6 %? Сколько воды надо прибавить к этому раствору объёмом 1 л, чтобы значение рН стало равным 3. K_а = 1,75^.10^5

Ответ: 3,49; 0,8 л.

28. Рассчитайте константу гидролиза NH₄Cl, зная, что К_b = 1,77^.10^5.

Ответ: 5,65^.10^10.

29. Рассчитайте константы гидролиза следующих солей: HCOONa, HCOONH₄, NH₄NO₃, зная, что K_а = 1,77^.10^4, K_b = 1,77^.10^5.

Ответ: 5,65^.10^11, 3,20^.10^6, 5,65^.10^10.

30. Определите степень гидролиза и рН 0,005 N раствора KCN, если К_а = 4,9^.10^10. Ответ: 0,063; 10,5.