Часть-1 дз метода

Аналогичный подход можно использовать и в задачах на

разбавление раствора, если концентрации выражены в моль или моль экв

л л

(молярность или нормальность).

Вариант 1

1.Определите мольную долю KNO3, мольное отношение,

молярность, моляльность и титр водного раствора, содержание KNO3 в

котором составляет 14 мас.%, а плотность раствора равна 1,09 г/см3. (0,0282; 0,0290; 1,51 моль/л; 1,61 моль/кг; 0,153 г/мл)

2. Какой объём 4 мас.% раствора AlCl3 и какой объём 8 мас.% AlCl3

необходимо взять для приготовления 200 мл 5 мас.% раствора AlCl3?

Плотности растворов соответственно равны 1,034 г/см3; 1,071 г/см3;

1,043 г/см3. (151,3 мл; 48,7 мл)

3. 24,6 г MgSO4 7H2O растворили в 200 мл раствора MgSO4,

содержащего 10 мас.% сульфата магния. Плотности исходного и приготовленного растворов соответственно равны 1,102 г/см3 и

1,146 г/см3. Определите объём полученного раствора и содержание в нём

MgSO4 в массовых процентах. (213,8 мл; 13,9 мас.%)

4.Сколько литров аммиака (объём при н.у.) необходимо растворить

в900 г воды для получения 10 мас.% раствора аммиака? Плотность

раствора 0,958 г/см3. Найдите объём полученного раствора. (131,8 л; 1044 мл)

5. Из 200 мл 8 мас.% раствора хлорида калия (плотность раствора

1,05 г/см3) выпариванием удалили 75 г воды. Определите объём и

40

молярную концентрацию полученного раствора, если плотность раствора равна 1,08 г/см3. (125 мл; 1,80 моль/л)

6. Какой объём 0,8 М раствора и 4 М раствора хлорной кислоты надо взять, чтобы получить 5 л 2,8 М раствора? Плотности растворов равны,

соответственно, 1,045 г/см3; 1,230 г/см3 и 1,160 г/см3. (1871 мл; 3126 мл)

Вариант 2

1. Определите массовую процентную концентрацию и мольную долю Na2SO4, мольное отношение, моляльность и титр водного раствора сульфата натрия, молярная концентрация которого в растворе равна

0,604 моль/л, а плотность раствора равна 1,072 г/см3. (8,00 мас.%; 0,0109; 0,0110; 0,612 моль/кг; 0,0858 г/мл)

2. Какой объём 40 мас.% раствора NaNO3 и воды надо взять для приготовления 800 мл 10 мас.% раствора нитрата натрия? Плотности растворов, соответственно, равны 1,317 г/см3 и 1,067 г/см3. (162 мл;

640мл).

3.Сколько граммов кристаллогидрата Na2CO3 10H2O надо

растворить в 1000 мл 6,9 мас.% раствора карбоната натрия, чтобы концентрация раствора стала равной 11,6 мас.%? Определите объём полученного раствора, если плотности растворов соответственно равны

1,07 г/см3 и 1,12 г/см3. (197,5 г; 1132 мл).

4. Какой объем хлороводорода, измеренный при нормальных условиях, необходимо растворить в 1000 г раствора соляной кислоты,

содержащего 6 мас.% HCl для получения раствора, содержащего 20 мас.% HCl и имеющего плотность 1,098 г/см3? Найдите объём полученного раствора. (107,4 л; 1070 мл)

41

5. До какого объёма надо упарить 200 мл 2 М раствора едкого натра

(плотность раствора 1,08 г/см3), чтобы получить раствор, содержание

NaOH в котором составляет 40 мас.%, а плотность раствора равна

1,43 г/см3. (28,0 мл)

6. До какого объёма надо разбавить водой 1,2 л концентрированной соляной кислоты (12,1 М), чтобы получить 5 М раствор? (2,904 л)

Вариант 3

1. Определите мольную долю NaNO3, мольное отношение,

молярность, моляльность и титр водного раствора, содержание NaNO3 в

котором составляет 35 мас.%, а плотность раствора равна 1,27 г/см3. (0,102; 0,114; 5,23 моль/л; 6,33 моль/кг; 0,445 г/мл)

2. Какой объём 12 мас.% раствора CaCl2 и какой объём 28 мас.%

раствора CaCl2 необходимо взять для приготовления 1500 мл 16 мас.%

раствора? Плотности растворов соответственно равны 1,101 г/см3; 1,260 г/см3; 1,139 г/см3. (1164 мл; 339 мл)

3. Сколько граммов медного купороса (CuSO4 5H2O) и воды необходимо взять для приготовления 0,5 л 0,7 М раствора CuSO4,

плотность которого равна 1,105 г/см3? (87,5 г; 465 г)

4. В каком объёме воды следует растворить 20,16 л аммиака (объём измерен при н.у.), чтобы получить 12 мас.% раствор аммиака? Найдите объём полученного раствора, если его плотность равна 0,95 г/см3.

(112,2 мл; 134,2 мл)

5. Сколько килограммов воды следует выпарить из 500 кг 50 мас.%

раствора серной кислоты, чтобы получить 95 мас.% раствор. Найдите

42

объём полученного раствора, если его плотность равна 1,834 г/см3. (236,8 кг; 143,5 л)

6. Смешали 2 л 2 М раствора серной кислоты (плотность раствора

1,12 г/см3) и 3 л 7 М раствора серной кислоты (плотность раствора

1,39 г/см3) и получили раствор с плотностью 1,29 г/см3. Определите объём и молярную концентрацию полученного раствора (4,969 л; 5,031 М)

Вариант 4

1. Определите массовую процентную концентрацию и мольную долю (NH4)2SO4, мольное отношение, молярность и титр водного раствора сульфата аммония, если моляльность раствора равна

4,08 моль , а плотность раствора равна 1,20 г/см3. (35 мас.%; 0,0684;

кг H2O

0,0734; 3,18 моль/л; 0,42 г/мл).

2. Какой объём 10 мас.% раствора хлорида кальция и воды надо взять для приготовления 500 мл 6 мас.% раствора? Плотности растворов,

соответственно, равны 1,083г/см3 и 1,049 г/см3. (290,6 мл; 209,8 мл)

3. Сколько граммов медного купороса (CuSO4 5H2O) надо растворить в 200 г 6 мас.% раствора сульфата меди, чтобы концентрация раствора стала равна 10 мас.%? Определите объём полученного раствора,

если его плотность равна 1,107 г/см3. (14,81 г; 194 мл)

4. Какой объем йодоводорода, измеренный при нормальных условиях, необходимо растворить в 200 мл воды для получения раствора,

содержащего 20 мас.% HI? Найдите объём полученного раствора, если его плотность равна 1,163 г/см3. (8,75 л; 215 мл)

43

5. При выпаривании 400 мл 12 мас.% раствора нитрата калия

(плотность раствора 1,076 г/см3) получили 2 М раствор нитрата калия

(плотность раствора 1,118 г/см3). Определите объём полученного раствора

имассу удалённой воды. (255,7 мл; 144,5 г)

6.До какого объёма надо разбавить водой 0,3 л концентрированного раствора едкого натра (15 М), чтобы получить 4 М раствор? (1,125 л)

Вариант 5

1. Определите массовую процентную концентрацию и мольную долю CaCl2, мольное отношение, моляльность и титр водного раствора хлорида кальция, молярная концентрация которого в растворе равна

1,19 моль/л, а плотность раствора равна 1,101 г/см3. (12,00 мас.%; 0,0216;

0,0221; 1,23 моль/кг; 0,132 г/см3)

2. Какой объём 5 мас.% раствора Na2CO3 и какой объём 16 мас.%

раствора Na2CO3 необходимо взять для приготовления 1000 мл

12,5 мас.% раствора карбоната натрия? Плотности растворов соответственно равны 1,050 г/см3, 1,170 г/см3 и 1,130 г/см3. (342,4 мл; 658,5 мл)

3. Сколько граммов BaCl2 2H2O и воды необходимо взять для

приготовления 243 мл раствора хлорида бария? Молярная концентрация

44

24 мас.% раствора соответственно равны 0,95 г/см3 и 0,91 г/см3. (79,3 мл; 95,9 мл)

5. До какого объёма надо упарить 300 мл 8 мас.% раствор нитрата

натрия (плотность раствора 1,053 г/см3), чтобы получить 2 М раствор

NaNO3? Определите массу удалённой воды, если плотность полученного

раствора равна 1,105 г/см3. (148,7 мл; 151,6 г)

6. Смешали 3 л 2 М раствора едкого натра (плотность раствора

1,080 г/см3) и 4 л 10 М раствора (плотность раствора 1,330 г/см3) и

получили раствор с плотностью 1,235 г/см3. Определите объём и молярную концентрацию полученного раствора. (6,931 л; 6,637 моль/л)

5. РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ−ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Пример 1. Напишите уравнения межмолекулярных реакций окисления-восстановления и определите факторы эквивалентности окислителей и восстановителей в том случае, если они не являются одновременно и веществом-средой:

Zn K2Cr2O7 H2SO4

Zn H2SO4 (конц.)

Решение. Классификация окислительно-восстановительных реакций основана на различии взаимного положения атома восстановителя и атома окислителя. В случае межмолекулярной реакции окислитель и восстановитель находятся в разных молекулах разных веществ.

Реакции должны быть уравнены методом подстрочного электронного баланса:

45

1 , где b – число принятых или отданных электронов одной молекулой b

вещества.

fэкв(Zn) 1, 2

1 fэкв(K2Cr2O7) 6 .

Во второй реакции серная кислота является одновременно окислителем и средой, в которой протекает реакция. Поэтому ради наглядности и удобства уравнивания целесообразно записать H2SO4

дважды:

4Zn H2 SO4 (конц.) 4H2SO4 4ZnSO4 H 2S 4H2O,

−2e +8e

fэкв(Zn) 1. 2

fэкв(H2SO4) не определяем в соответствии с условием задачи

Пример 2. Напишите уравнение реакции внутримолекулярного окисления-восстановления

t

(NH4)2Cr2O7

Решение. При внутримолекулярных реакциях происходит изменение степени окисления атомов в одной и той же молекуле. При этом окислитель и восстановитель имеют разные степени окисления. Обычно это реакции термического разложения веществ.

46

При подборе стехиометрических коэффициентов в таких реакциях удобно их рассматривать как бы протекающими в обратном направлении

(т.е. справа налево) и расставлять коэффициенты как в межмолекулярной реакции.

Пример 3. Напишите уравнение реакции диспропорционирования

t

S NaOH

Решение. Реакции диспропорционирования протекают с одновремен-

ным уменьшением и увеличением степени окисления атомов одного и того же элемента. Поэтому такие реакции ещё называют реакциями самоокисления-самовосстановления. Реакции диспропорционирования возможны лишь в том случае, если в молекулах соединения есть атом,

находящийся в промежуточной степени окисления между минимально и максимально возможной.

Так, степень окисления серы может меняться от −2 (например, Na2S) до +6 (например, H2SO4).

При подборе стехиометрических коэффициентов в таких реакциях также удобно рассматривать их как бы протекающими в обратном направлении.

Отметим, что известны и реакции контрдиспропорционирования,

являющиеся разновидностью либо межмолекулярных реакций окисления-

восстановления, например:

47

либо внутримолекулярных реакций окисления-восстановления, например:

3 5 1

NH4 NO3 N2 O 2H2O.

Пример 4. Сколько граммов перманганата калия необходимо взять для приготовления 200 мл 0,1 н раствора, используемого в окислительно-

восстановительной реакции в кислой среде?

7

Решение. В кислой среде KMnO4 восстанавливается до иона Mn2 .

Фактор эквивалентности, соответственно, у него равен 1 . Нормальная

5

концентрация (нормальность) показывает, сколько молей эквивалентов растворённого вещества содержится в 1 л раствора.

Сн nэкв (V – в литрах). V

Тогда,

nэкв Сн V 0,1 200 10 3 0,02моль экв.

Сдругой стороны,

nэкв

m

Mэкв

или

m nэкв Mэкв nэкв fэкв M(KMnO4),

m 0,02 1 158 0,632г. 5

Пример 5. Определите титр и нормальную концентрацию 0,06 М

раствора K2Cr2O7, используемого в реакции

K2Cr2O7 K2S H2SO4 ...

48

Решение. Молярная и нормальная концентрации связаны друг с другом через фактор эквивалентности

В реакции K2 Cr2 O7 будет восстанавливаться до Cr2(SO4)3. Одна молекула при этом принимает 2·3=6 электронов (в молекуле два атома хрома, каждый из которых принимает два электрона).

1 fэкв(K2Cr2O7) 6 ,

Сн fСM 01,06 0,36 н.

экв 6

Определим титр раствора:

T m(K2Cr2O7) n M(K2Cr2O7).

V(мл) V

Возьмём 1 литр раствора, тогда

n(K2Cr2O7) СМ V(л) 0,06 1 0,06моль,

T 0,06 294 1,764 10 3 г/мл. 1000

Пример 6. Какой объём 0,5 н раствора K2Cr2O7 потребуется на окисление в кислой среде всего K2S, содержащегося в 100 мл 0,2 M его раствора? Сколько граммов серы может быть получено в результате реакции? Задачу решить с использованием закона эквивалентов.

Решение.