контрольная работа / reshenie_zadach_po_i_l_shimanovich

По сборнику И.Л. Шимановича

Задача (82)

Газообразный этиловый спирт можно получить при взаимодействии этилена (2) и водяных паров. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, предварительно вычислив ее тепловой эффект.

Ответ: -45,76 кДж

Термохимическое уравнение реакции:

C₂H_4(г) + H₂O_(г) => C₂H₅OH_(г) + Q

Тепловой эффект реакции, согласно закону Гесса, вычисляется по формуле:

Q = ∑Q_{обр.прод.} – ∑Q_{исход.прод}

Q_{обр. C2H4(г)} = 52,28 кДж; Q_{обр. H2O(г)}= -241,83 кДж; Q_{обр. C2H5OH(г)} = -235,31 кДж

Отсюда термохимический эффект реакции равен :Q= -235,31 – (52,28-241,83) = -45,76 кДж

Ответ: -45,76 кДж

Задача (142)

Чему равна молярная концентрация эквивалента 30%-ого раствора NaOH плотностью 1,328 г/куб. см? К 1 л этого раствора прибавили 5 л воды. Вычислите массовую (процентную) долю полученного раствора.

Ответ: 9,96; 6,3 %

Дано: 30% раствор NaOH плотностью 1,328 г/ куб.см.

К 1 л раствора добавили 5 л воды.

Найти: молярную концентрацию эквивалента С (NaOH). Массовую долю вещества после разбавления.

Решение.

1. Молярная концентрация эквивалента вычисляется по формуле

С = n/V

Масса 1 литра раствора, согласно его плотности 1,328 г/куб.см, равна 1328 г.

Масса щелочи в растворе равна 1328 х 0,3 = 398,4 г. поскольку молярная масса М(NaOH) = 40 г/моль, то в растворе содержится n = m/M = 398,4 / 40 = 9,96 моль

Соответственно молярная концентрация эквивалента равна С= 9,96 / 1 = 9,96 моль/л.

2. При добавлении 5 л воды общая масса раствора составит 6328 г, тогда массовая доля щелочи в полученном растворе составит:

Ω = (m_вещ-ва / (m _вещ-ва + m _{раствора})) х 100% = 398,4/ 6328 х 100% = 6,29% ̴ 6,3%

Ответ: молярная концентрация эквивалента равна 9,96 моль/л; массовая доля вещества в растворе составит 6,3%

Задача (162)

Вычислите массовую долю (%) водного раствора сахара , зная что температура кристаллизации раствора – 0,93 . Криоскопическая константа воды 1,86.

Ответ: 14,6%

Дано: водный раствор сахара С₁₂Н₂₂О₁₁. Температура кристаллизации раствора t = 0,93⁰С, криоскопическая константа воды К=1,86.

Найти: массовую долю вещества.

Решение. Согласно формуле для расчета молекулярной массы вещества через криоскопическую константу:

М = К х1000 х g₂/ g₁ х t, где g₁ – масса растворенного вещества; g₂ – масса растворителя.

Если условно принять, что масса раствора равна 100, то тогда g₂ = 100 – g_1, таким образом:

М = К х1000 х (100 – g₁)/ g₁ х t

M_сахара = 342 г/моль

342 = 1,86 х 1000 х (100 – g₁)/ 0,93 х g₁

0,171 х g₁ = 100 – g₁

g₁ = 100 / 1,171= 85,4.

Масса сахара в расчете на 100 г раствора составила m= 100 - 85,4 = 14,6 г, соответственно массовая доля составит 14,6 %.

Ответ: 14,6 %.

Задача (182)

Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) и HСl

б) и

в) и

а) K₂S + 2 HCl → H₂S ↑ + 2 KCl

2 H⁺ + S^2- → H₂S ↑

б) FeSO₄ + (NH₄)₂S → FeS ↓+ (NH₄)₂SO₄

Fe²⁺ + S^2- → FeS ↓

в) Cr (OH)₃ +3KOH → K₃ [Cr (OH)₆]

Cr (OH)₃ +3OH ^- → [Cr (OH)₆]^3-

Задача (232)

Реакции выражаются схемами:

Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите, какое вещество является окислителем, какое – восстановителем, какое вещество окисляется, какое восстанавливается.

а) NaCr⁺³O₂ + Br₂⁰ + NaOH → Na₂ Cr⁺⁶O₄ + Na Br ^-1 + H₂O

Cr⁺³ – 3e → Cr⁺⁶ 2 - окисление

восстановитель 6

Br₂⁰ + 2e → 2Br ^-1 3 - восстановление

окислитель

2 NaCrO₂ + 3Br₂ + 8NaOH → 2Na₂CrO₄ + 6NaBr + 4H₂O

б) FeS^-2 + HN⁺⁵O₃ → Fe (NO₃)₂ + S⁰ + N⁺²O + H₂O

S^-2 – 2e → S⁰ 3 - окисление

восстановитель 6

N⁺⁵ + 3e → N⁺² 2 - восстановление

окислитель

3 FeS + 8 HNO₃ → 3 Fe (NO₃)₂ + 3 S + 2 NO + 4 H₂O

Задача (242)

Увеличиться, уменьшится или останется без изменения масса цинковой пластины при взаимодействии её с растворами а) ; б) ; в) ? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.

Масса цинковой пластины:

А) при взаимодействии с раствором CuSO₄ уменьшится:

CuSO₄ + Zn → ZnSO₄ + Cu

Zn ⁰– 2e → Zn⁺² 1 - окисление

восстановитель 2

Cu⁺² + 2e → Cu⁰ 1 - восстановление

окислитель

Во время реакции цинк (М = 65,39) будет уходить в раствор, а на пластине будет осаждаться более легкая медь (М=63,54), таким образом, общая масса цинковой пластины уменьшится.

Б) при взаимодействии с раствором MgSO₄ масса пластины не изменится, так как цинк не может вытеснить магний из соли (магний более активный, чем цинк в окислительно-восстановительных реакциях).

В) при взаимодействии с Pb(NO₃)₂ масса цинковой пластины увеличится:

Pb(NO₃)₂ + Zn → Zn(NO₃)₂ + Pb

Zn ⁰– 2e → Zn⁺² 1 - окисление

восстановитель 2

Pb⁺² + 2e → Pb⁰ 1 - восстановление

окислитель

Во время реакции цинк (М = 65,39) будет уходить в раствор, а на пластине будет осаждаться более тяжелый свиней (М=207,2), таким образом, общая масса цинковой пластины увеличится.

Задача (282)

Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот. Почему? Однако, если к медной пластинке опущенной в кислоту, прикоснуться цинковой то на меди начинается бурное выделение водорода. Дайте этому объяснение, составив электронные уравнения анодного и катодного процессов. Напишите уравнения протекающей химической реакции.

При прикосновении цинковой пластинкой образуется гальваническая пара - медь (катод), цинк (анод).

Электродные процессы:

Анод: Zn = Zn²⁺ + 2e| 1

Катод: 2H⁺ + 2e = H₂ | 1

Уравнение электролиза: Zn + 2H⁺ = Zn²⁺ + H₂↑

Задача (202)

К раствору добавить следующие вещества: а) HCl; б); г) КОН; в) .

В каких случаях гидролиз хлорида железа усиливается. Составте ионно-молекулярное уравнение гидролиза соответствующих солей.

Гидролиз хлорида железа в обычных условиях протекает по катиону слабого основания – железа (III):

Fe³⁺ + H₂O ↔ (FeOH) ²⁺ + H⁺

(FeOH) ²⁺ + H₂O ↔ (Fe(OH) ₂)⁺ + H⁺

(Fe(OH) ₂)⁺ + H₂O ↔ Fe(OH)₃ ↓+ H⁺

Гидролиз усилится в случае добавления KOH, Na₂CO₃, так как:

• При добавлении щелочи в раствор соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой, происходит нейтрализация ионов водорода, то есть равновесие реакции гидролиза смещается вправо:

Fe³⁺ + 3H₂O ↔ Fe(OH)₃ ↓+ 3H⁺

3H⁺ + 3OH^- _{(из щелочи)} = 3H₂O

• При смешивании хлорида железа (III) и карбоната натрия в растворе будет протекать реакция c элиминацией продуктов из сферы протекания реакции:

2FeCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O = 2Fe(OH)₃↓ + 6NaCl + 3CO₂↑

2Fe³⁺ + 3CO₃^2- + 3H₂O = 2Fe(OH)₃↓ + 3CO₂↑