Вопросы и задачи по теме

1. Что такое атомная масса, молярная масса, порядковый номер и массовое

число элемента?

2. В каких единицах измеряется атомная масса, молярная масса?

3. Чему равна масса 1 атома углерода, 1 молекулы СО₂?

4. Сопоставить числа молекул, содержащихся в 1 г NH₃ и в 1 г N₂.

5. Молярная масса глюкозы (С₆Н₁₂О₆) равна 180 г/моль, N_А - постоянная Авогадро. Какое одно из приведённых утверждений неверно: а) водный 0.5 М раствор глюкозы готовится путём растворения 90 г глюкозы в воде и доведением объёма раствора до 1000 мл; б) 1.00 ммоль глюкозы имеет массу 180 мг; в) 0.01 моль глюкозы содержит 0.0124 NА атомов; г) в 90 г глюкозы содержится 3 NА атомов углерода; д) в 100 мл 0.1 М раствора содержится 18 г глюкозы?

6. Определите металл, если его навеска 0.22 г вытесняет из кислоты 80 мл водорода при 22 °С и 101.9 кПа.

7. Что такое эквивалент вещества, молярная масса эквивалента вещества? Как они определяются?

8. Определить молярную массу эквивалента H₃РО₄ в реакциях:

КОН + H₃РО₄ = КH₂РО₄ + H₂О,

2КОН + H₃РО₄ = K₂HРО₄ + 2H₂О.

9. Чему равна масса 1 моль эквивалентов КМnО₄ в окислительно-восстановительной реакции

2KМnО₄^ +10KBr + 8H₂SО₄ = 2МnSО₄ + 5Br₂ + 8Н₂О + K₂SО₄?

10. К раствору, содержащему 1 г соляной кислоты, прибавили раствор, содержащий 1 г гидроксида натрия. Будет ли полученный раствор нейтральным, кислым, щелочным? Ответ подтвердите расчетом.

11. Магний массой 1 г и цинк массой 1 г растворили в пробирках с соляной кислотой. Одинаковые ли объемы водорода выделяются в первом и втором случае? Ответ подтвердите расчетами.

12. Определите металл, если его навеска 0,11 г вытесняет из кислоты 40 мл водорода при 22 °С и 101,9 кчсПа.

Работа № 2.1. Определение и молярной массы эквивалентов металла

Целью работы является определение молярной массы эквивалентов металла (цинка, алюминия или железа) по количеству выделившегося водорода.

Метод основан на измерении объема водорода, вытесняемого металлом из избытка кислоты.

Рассмотрим, как можно рассчитать молярную массу эквивалентов цинка при его взаимодействии с серной кислотой:

Fe+ Н₂SO₄= FeSO₄ + Н₂. (2.4)

По закону эквивалентов при взаимодействии с серной кислотой 1 моль эквивалентов железа выделяется 1 моль эквивалентов водорода. В данной окислительно-восстановительной реакции фактор эквивалентности водорода составляет 1/2 (). Тогда, молярный объем эквивалентов водорода будет равен

, (2.5)

где – молярный объем газа.

Как известно, при нормальных условиях он составляет 22,414 л/моль. Если условия проведения эксперимента отличаются от нормальных, то следует вычислить молярный объем газа, отвечающий этим условиям.

По уравнению Менделеева-Клапейрона (pV=RT):

, (2.6)

где p – давление, атм., R = 0,082 – универсальная газовая постоянная, л·атм/моль·К, Т – температура, K, – молярный объем газа при температуре Т.

Число молей эквивалентов водорода, выделившихся в результате химической реакции, можно вычислить по формуле:

, (2.7)

где – объем водорода, выделивший в реакции взаимодействия железа с серной кислотой.

Из закона эквивалентов следует: n_экв(Н₂) = n_экв(Fe).

Число молей эквивалентов железа рассчитывается по формуле:

. (2.8)

Отсюда молярную массу эквивалентов железа можно выразить следующим образом:

. (2.9)

Очевидно, что молярная масса железа рассчитывается аналогичным образом.

Далее можно определить фактор эквивалентности для железа в исследуемой реакции, сопоставив молярную массу эквивалентов железа и молярную масса железа.