ТДП / ТДП 1 курс / Общая химия.Жарский.2007

ω(Ni(NО3)2) = 2% (ρ = 1,02 г/см3)?

134.Определите молярную и нормальную концентрации раствора сульфата меди с ω(CuSO4) = 10% (ρ = 1,12 г/см3).

135.Какой объем 0,1 н. раствора Н3РО4 можно приготовить из 200 мл фосфорной кислоты с ω(Н3РО4) = 9% (ρ = 1,05 г/см3)?

136.Вычислите массовую долю H2SO4 в 10 н. растворе серной кислоты (ρ = 1,29 г/см3).

137.К 40 мл раствора серной кислоты с массовой долей

ω(H2SO4) = 20% (ρ = 1,14 г/см3) прилили 60 мл раствора с ω(Н2SО4) = 48% (ρ = 1,38 г/см3). Рассчитайте массовую долю серной кислоты и молярную концентрацию полученного раствора.

138.Какой объем 0,5 н. раствора H2SO4 можно приготовить из 120 мл раствора с ω(H2SO4) = 60% (ρ = 1,5 г/см3)?

139. Рассчитайте, какую массу Na2SO4 · 10H2O следует растворить в воде для получения 500 мл раствора с массовой долей безводной соли 10% (ρ = 1,08 г/см3).

140.Какой объем 0,1 н. раствора Са(ОН)2 следует прибавить к 200 г раствора гидрокарбоната кальция с массовой долей соли 5% для получения карбоната кальция?

141.20 г оксида серы (VI) растворили в 400 мл воды. Определите массовую долю кислоты в полученном растворе.

142.Какой объем воды нужно прибавить к 400 мл раствора ω(NaOH) = 30% (ρ = 1,33 г/см3) для получения раствора щелочи с массовой долей NaOH, равной 10%?

61

143.Вычислите молярную и нормальную концентрации раствора

смассовой долей Н3РО4, равной 49% (ρ = 1,33 г/см3).

144.Какая масса Nа2B4O7 · 10Н2О и какой объем воды необходимы для приготовления 80 мл раствора с массовой долей безводной соли ω(Na2B4O7) = 12% (ρ = 1,08 г/см3)?

145.Рассчитайте, какой объем бромоводорода (н. у.) необходим

для приготовления 200 мл раствора бромоводородной кислоты с

ω(НВr) = 5% (ρ = 1,03 г/см3).

146.Какой объем раствора фосфорной кислоты с ω(Н3РО4) = 80% (ρ = 1,72 г/см3) потребуется для приготовления 2 л 0,3 н. раствора

Н3РО4?

147.Оксид серы (VI) массой 20 г растворили в 200 мл воды. Получился раствор с плотностью 1,12 г/см3. Найдите массовую долю растворенного вещества и молярную концентрацию раствора.

148.Какой объем СО2 (н. у.) потребуется для взаимодействия с 1,2 л 10 н. раствора NaOH, чтобы образовался гидрокарбонат натрия?

149.Рассчитайте, какой объем воды надо прибавить к 200 мл раствора щелочи с ω(KOН) = 40% (ρ = 1,41 г/см3), чтобы получить раствор щелочи с массовой долей KОН, равной 15%.

150.Сульфат натрия растворили в воде и получили раствор с

62

оснований происходит ступенчато. Например, для слабой сернистой кислоты:

І ступень – H2SO3 Ђ H+ + HSO3− ;

ІІ ступень – HSO3− Ђ H+ + SO32− .

В растворах слабых электролитов устанавливается равновесие между молекулами электролита и ионами. Для диссоциации слабого бинарного электролита KА

KA Ђ K+ + A−

на основании закона действующих масс можно записать следующее выражение константы равновесия:

Константу равновесия KС в данном случае называют константой диссоциации и обозначают K. Константа диссоциации бинарного электролита связана со степенью диссоциации соотношением

где С0 – молярная концентрация растворенного электролита, моль/л. Если α = 1, то это соотношение упрощается:

Константы диссоциации слабых электролитов (кислот и оснований) приводятся в справочниках. Зная значение константы диссоциации и концентрацию растворенного электролита, можно вычислить степень диссоциации. Если α = 1, то

C0

Знаяa, можнорассчитатьконцентрацииионовслабогоэлектролитаврастворе

Для сильного электролита концентрации его ионов можно выразить через концентрацию растворенного электролита по формуле

где n – число ионов, на которые распадается одна «молекула» сильного электролита. Например, для раствора сульфата алюминия:

64

Al2 (SO4 )3 = 2Al3+ + 3SO24−

CAl3+ =1× 2 ×C0 = 2C0 ,

CSO24− =1×3 ×C0 = 3C0 .

Наибольшее значение имеют растворы электролитов в воде. Вода является слабым электролитом и диссоциирует согласно уравнению

H2O Ђ H+ + OH− .

Для чистой воды и разбавленных водных растворов произведение концентраций ионов водорода и гидроксид-ионов – величина постоянная и называется ионным произведением воды

Для водных растворов важное значение имеет оценка кислотности раствора. Для этого используют величину водородный

Для чистой воды pH = 7. Растворы, для которых pH близок к 7, называют нейтральными. Если pH < 7, то раствор будет кислым, а если pH > 7 – щелочным.

Пример 1. Вычислите концентрацию ионов H+, OH– и pH в растворе: а) 0,1 М HNO2; б) 0,1 н. H2SO4; в) NaOH плотностью 1 г/мл с массовой долей NaOH 0,04%.

65

При диссоциации кислоты образуются ионы H+. Их концентрацию определяем по формуле

CH+ = α × C0 = 6,32 ×10−2 × 0,1 = 6,32 ×10−3 моль/л.

Концентрацию ионов OH– рассчитываем из выражения для ионного произведения воды:

COH− = α× n ×C0 =1×1×C0 = C0 .

Находим C0 (молярную концентрацию NaOH):

пусть V(р-ра) = 1 л = 1000 мл,

m(р-ра) = ρ(р-ра) ×V(р-ра) =1 г/мл×1000 мл =1000 г, m( NaOH) = ω× m(р-ра) = 0,0004 ×1000 = 0, 4 г,

66

pH = -lg CH+ = -lg (1×10−12 ) =12 .

Пример 2. Определите степень диссоциации угольной кислоты в 0,01 М растворе, учитывая только первую ступень диссоциации, если pH этого раствора равен 4,17.

Протекание реакций обмена в растворах электролитов обусловливается присутствующими в растворе ионами электролитов. Поэтому такие реакции выражают не только обычными молекулярными уравнениями, но и ионно-молекулярными уравнениями реакций. Реакция обмена в растворе между двумя электролитами протекает только при выполнении следующих

условий:

1)образование малорастворимого соединения (осадка);

2)образование малодиссоциирующего соединения (слабого электролита);

3)выделение газа.

При записи ионно-молекулярных уравнений реакций следует соблюдать следующие правила:

–сильные электролиты записывать в виде ионов;

–слабые электролиты (малодиссоциирующие соединения), а также малорастворимые электролиты и газы записывать в молекулярном виде.

67

Пример 3. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций, протекающих при сливании растворов следующих веществ: а) HCl и KOH; б) HCl и AgNO3; в) HCl и KCN; г) HCl и

Na2CO3.

Решение. а) HCl + KOH = KCl + H2O.

Образуется малодиссоциирующее соединение – H 2O. Составляем ионно-молекулярное уравнение:

H+ + Cl– + K+ + OH– = K+ + Cl– + H2O

После сокращения ионов K+ и Cl– получаем

H+ + OH– = H2O

б) HCl + AgNO3 = AgCl↓ + HNO3.

Образуется малорастворимое соединение – AgCl. Составляем ионно-молекулярное уравнение:

H+ + Cl– + Ag+ + NO3– = AgCl↓ + H+ + NO3– .

После сокращения ионов H+ и NO3– получаем

Ag+ + Cl– = AgCl↓.

в) HCl + KCN = KCl + HCN.

Образуется малодиссоциирующее соединение – HCN. Составляем ионно-молекулярное уравнение:

H+ + Cl– + K+ + CN– = K+ + Cl– + HCN.

После сокращения ионов K+ и Cl– получаем

H+ + CN– = HCN.

г) 2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2−.

Образуется малодиссоциирующее соединение – H 2O и газ – CO 2. Составляем ионно-молекулярное уравнение:

2H+ + 2Cl– + 2Na+ + CO32– = 2Na+ + 2Cl– + H2O + CO2−.

После сокращения ионов Na+ и Cl– получаем

2H+ + CO32– = H2O + CO2−.

Контрольные задания

151.Вычислите pH 0,01 М раствора NH4OH.

152.Рассчитайте pH раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4 1%, плотность которого 1,005 г/мл.

68

153.Найдите pH 0,02 М раствора хлорноватистой кислоты HClO.

154.Чему равен pH раствора гидроксида натрия с массовой долей NaOH 1%, плотность которого 1,01 г/мл?

155.Определите pH раствора уксусной кислоты с массовой долей CH3COOH 0,5%. Плотность раствора принять равной 1,0 г/мл.

156.Найдите pH раствора аммиака с массовой долей NH3 2%, плотность которого равна 992 г/л.

157.Вычислите pH: а) 0,005 М раствора гидроксида бария; б) 0,01 н. раствора серной кислоты. Диссоциацию соединений считать полной.

158.В 250 мл раствора содержится 0,135 г синильной кислоты. Рассчитайте концентрацию ионов OH– , H+ и pH этого раствора.

159.При какой концентрации аммиака (моль/л) pH его раствора будет равна 10?

160.pH 0,01 н. раствора слабой одноосновной кислоты равен 4,39. Определите степень диссоциации и константу диссоциации кислоты.

161.1,8 мл раствора соляной кислоты с массовой долей HCl 36%, плотность которого 1,18 г/мл, разбавили водой до 1 л. Найдите pH полученного раствора.

162.Смешали равные объемы щелочей с pH = 13 и pH = 12. Вычислите pH полученного раствора.

163.Рассчитайте рН насыщенного раствора углекислого газа в воде, если его растворимость составляет 0,1688 г на 100 г воды. Плотность раствора принять равной 1 г/мл.

164.Растворимость сероводорода при 0°С и давлении 1 атм составляет 0,462 л на 100 г воды. Определите pH насыщенного раствора сероводорода, приняв плотность раствора равной 1 г/мл.

165.Найдите pH 0,05 M раствора синильной кислоты. Увеличится или уменьшится pH после введения в раствор цианида калия?

166.Рассчитайте pH раствора, полученного растворением 0,2 г NaOH

в500 мл воды. Сколько грамм NaOH нужно еще внести в раствор для увеличения pH раствора на 1?

167.Определите степень диссоциации селенистоводородной

кислоты H2Se в 0,01 М растворе, учитывая только первую ступень диссоциации, если pH этого раствора равен 2,94. Вычислите константу диссоциации этой кислоты по первой ступени.

168.2 мл концентрированного раствора серной кислоты с

массовой долей H2SO4 96% и плотностью 1,84 г/см3 разбавили водой до объема 500 мл. Найдите pH полученного раствора, считая диссоциацию серной кислоты полной.

69

169.7,8 мл раствора гидроксида натрия с массовой долей NaOH 20% и плотностью 1,225 г/см3 разбавили водой до объема 500 мл. Рассчитайте pH полученного раствора.

170.Вычислите константу диссоциации слабого однокислотного основания, если pH его 0,01 М раствора равен 8,45.

171.Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций, приводящих к образованию малорастворимых осадков или

газов: а) Pb(NO3)2 + KI; б) NiCl2 + H2S; в) CuSO4 + NaOH; г) CaCO3 + HCl.

172. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций, приводящих к образованию малодиссоциированных соединений: а) Na2S + H2SO4; б) HCOOK + HNO3; в) NH4Cl + Ca(OH)2;

г) FeS + HCl.

173. Приведите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций нейтрализации: а) HCl + Ba(OH)2; б) HF + KOH;

в) Fe(OH)3 + HNO3; г) CH3COOH + NH4OH.

174. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются следующими ионно-молекулярными уравнениями:

CN− + H+ = HCN

Pb2+ + 2I− = PbI2 ↓

NH+4 + OH− = NH4OH

Hg2+ + 2OH− = HgO ↓ + H2O

175. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций, идущих между водными растворами следующих веществ:

а) NaHCO3 и HCl; б) Pb(NO3)2 и Na2S; в) FeCl3 и KOH; г) KHS и H2SO4. 176. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения

реакций взаимодействия между веществами: а) Al(NO3)3 и KOH (избыток); б) Ca(OH)2 и CO2 (избыток); в) Ba(NO3)2 и MgSO4;

г) Ca(HCO3)2 и Ca(OH)2.

177. Приведите молекулярные уравнения реакций, которые выражаются следующими ионно-молекулярными уравнениями:

HCO3− + OH− = CO32− + H2O

Ba2+ + SO24− = BaSO4 ↓

SO32− + 2H+ = SO2 + H2O

Cu2+ + 2OH− = Cu (OH)2 ↓

178. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения

70