Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
Контрольная №2
ВАРИАНТ 6
- Плотность 1,4 М раствора серной кислоты составляет 1,085 г/мл. Вычислите массовую долю серной кислоты.
Решение:
1.Находим массу H
2SO
4 в 1 литре раствора:
m(H
2SO
4) = C∙V∙Mr = 1,4∙1∙98 = 137,2 г.
2.Находим массу раствора:
m(p-p) = ρ∙V = 1,085∙1000 = 1085 г.
3.Находим массовую долю серной кислоты:
ω (H
2SO
4) = 100% ∙m
(в-ва) /m
(p-pа) = 100∙137,2/1085 = 12,65%.
Ответ: ω (H
2SO
4) = 12,65%
- Составьте по три молекулярных уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями: а) Cu2+ + S2- = CuS; б) SiO32- + 2H+ = H2SiO3.
Решение:
а) ионно-молекулярное уравнение
Cu
2+ + S
2- → CuS↓
молекулярные уравнения реакций:
1.CuSO
4 + Na
2S → CuS↓ + Na
2SO
4
- CuCl2 + K2S = CuS↓ + 2KCl
3. Cu(NO3)2 + Li2S = CuS↓ +2 LiNO3
б) ионно-молекулярное уравнение
SiO
32- + 2H
+ = H
2SiO
3.
молекулярные уравнения реакций:
1. Na
2SiO
3 + H
2SO
4 = H
2SiO
3 ↓ + Na
2SO
4
2.K
2SiO
3 + 2HNO
3 = H
2SiO
3 ↓+ 2KNO
3
3.Na
2SiO
3 + 2HCl = H
2SiO
3↓ + 2NaCl
- Произведение растворимости Ag3PO4 равно 1,8·10-18. Вычислите концентрацию ионов Ag+ и PO43– в насыщенном растворе этой соли.
Решение:
В насыщенном растворе существует равновесие между твердой солью и ионами в растворе. Если при образовании 1 литра насыщенного раствора растворилось х моль фосфата серебра, то концентрация ионов Ag
+ равна 3х, а концентрация ионов PO
43- х моль/л:
Ag
3PO
4 ↔3Ag
+ + РO
43-
ПР(Ag
3PO
4) = [Ag
+]
3 · [PO
43-] = (3х)
3 · х = 27х
4.
х = = 1,61∙10
-5
С(Ag
+) = 1,61∙10
-5∙3 = 4,83∙10
-5 моль/л.
С(PO
43-) = 1,61∙10
-5 моль/л.
Ответ: С(Ag
+) = 4,83∙10
-5 моль/л; С(PO
43-) =1,61∙10
-5 моль/л.
- 73. Подберите по два уравнения в молекулярном виде к каждому из кратких ионных уравнений:
а)
б)
в)
Решение:
а) Fe
3+ + 2H
2O = Fe(OH)
2+ + 2H
+
1.Вторая стадия гидролиза Fe2(SO4)3:
Молекулярное уравнение:
2FeOHSO
4 + 2H
2O ⇄ (Fe(OH)
2)
2SO
4 + H
2SO
4
2. Вторая стадия гидролиза FeCl3:
Молекулярное уравнение:
FeOHCl
2 + H
2O ⇄ Fe(OH)
2Cl + HCl
б) CO
32– + H
2O = (HCO
3)
– + OH
–
1. Первая стадия гидролиза Na2CO3:
Молекулярное уравнение:
Na
2CO
3 + HOH ⇄ NaHCO
3 + NaOH
2. Первая стадия гидролиза К2CO3:
Молекулярное уравнение:
K
2CO
3 + HOH ⇄ KHCO
3 + KOH
в) NH
4+ + H
2O = NH
4OH + H
+
1. гидролиз NH4NO3:
Молекулярное уравнение:
NH
4NO
3 + HOH ⇄ NH
4OH + HNO
3
2. гидролиз NH4Cl:
Молекулярное уравнение:
NH
4Cl + HOH ⇄ NH
4OH + HCl
- 95. Карбонатная жесткость воды равна 20 ммольэкв/л. При кипячении 60 л этой воды выделилось 54,2 г осадка – смеси карбоната кальция и карбоната гидроксомагния. Определить массовый состав осадка.
Решение:
Карбонатная жесткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция Ca(HCO
3)
2 и магния Mg(HCO
3)
2. Если воду прокипятить, то содержащиеся в ней гидрокарбонаты разлагаются с образованием осадка (накипи):
Ca(HCO
3)
2 = CaCO
3↓ + CO
3↑ + H
2O
2Mg(HCO
3)
2 = (MgOH)
2CO
3↓ + 3CO
2↑ + H
2O
Примем обозначения:
m
1 — масса гидрокарбоната кальция Ca(HCO
3)
2 с молярной массой M
1;
m
2 — масса гидрокарбоната магния Mg(HCO
3)
2 с молярной массой M
2;
m
3 — масса карбоната кальция CaCO
3с молярной массой M
3;
m
4 — масса карбоната гидроксомагния (MgOH)
2CO
3 с молярной массой M
4.
Пусть образовавшийся при кипячении осадок состоит из X г CaCO
3 и Y г (MgOH)
2CO
3 .
Массы гидрокарбоната кальция и гидрокарбоната магния в соответствии с уравнениями реакций будут равны:
m
1 = m
3 / M
3 ⋅ M
1 = X / M
3 ⋅ M
1
m
2 = 2 ⋅ m
4 / M
4 ⋅ M
2 = 2 ⋅ Y / M
4 ⋅ M
2
Тогда карбонатную жесткость воды (Ж), обусловленную содержанием в ней гидрокарбонатов кальция и магния, можно выразить уравнением:
Ж = 2 ⋅ m
2 / (M
1 ⋅ V) + 2 ⋅ m
2 / (M
2 ⋅ V) = 2 ⋅ X / (M
3 ⋅ V) + 4 ⋅ Y / (M
4 ⋅ V),
где V — объем воды.
Согласно условию, X + Y = 54,2 г, отсюда Y = 54,2 — X. Тогда:
Ж = 2 ⋅ X / (M
3 ⋅ V) + 4 ⋅ (54,2 — X) / (M
4 ⋅ V)
Подставляя значения и учитывая, что молярная масса CaCO
3 равна M
3 = 100,09 г/моль, молярная масса (MgOH)
2CO
3 равна M
4 = 142,63 г/моль, а жесткость воды равна
20 ммоль-экв/л = 0,020 моль-экв/л, можем записать:
0,020 = 2 ⋅ X / (100,09 ⋅ 60) + 4 ⋅ (54,2 — X) / (142,63 ⋅ 60)
Решая данное уравнение относительно X, находим: X = 39,7 г. Тогда Y = 54,2 — 39,7 = 14,5 г.
Ответ: m(CaCO
3) = 39,7 г; m((MgOH)
2CO
3) = 14,5 г
- Исходя из степени окисления серы в сульфиде железа и азота в азотной кислоте, определите, какое вещество является окислителем, какое восстановителем, составьте ионно-электронные уравнения и расставьте коэффициенты в следующей реакции:
.
Решение:
Fe
+2S
-2 + H
+5NO
3 → Fe
+3(NO
3)
3 + N
+4O
2 + H
2SO
4 + H
2O
FeS +Н
+ + NO
3— → Fe
+3 + 3NO
3— + NO
2 + 2H
+ + SO
42- + H
2O
| восстановитель Fe+2 — 1e = Fe+3 |
1 |
1 |
процесс окисления; |
| восстановитель S2- + 4H2O- 8e— → SO42- + 8H+ |
8 |
1 |
процесс окисления; |
| окислитель NO3— + 2H+ + e— → NO2 + H2O |
1 |
9 |
процесс восстановления. |
FeS +
4H2O + 9NO
3— +
18H+→ Fe
+3 +
8H+ + SO
42- +9NO
2 +
9H2O (-4H
2O; — 8H
+)
FeS + 9NO
3— +10H
+→ Fe
+3 + SO
42- + 9NO
2 + 5H
2O
FeS + 12HNO
3 = Fe(NO
3)
3 + 9NO
2 + H
2SO
4 + 5H
2O
- Потенциал электрода Pt, H2/раствор HClнеизвестной концентрации равен – 118 мв. Определите нормальность раствора соляной кислоты.
Решение:
Уравнение Нернста для водородного электрода:
→
→
C
м (HCl) = 0,01 моль/л
Т.к. HCl одноосновная кислота, то f (HCl) = 1
C
н = 0,01 моль∙экв/л = 0,01н
Ответ: C
н = 0,01н
- 209. Электролиз раствора сульфата некоторого металла проводили при силе тока 6А в течение 45 мин, в результате чего на катоде выделилось 5,49 г металла. Вычислите эквивалентную массу металла.
Решение:
t = 45 мин = 2700 сек
По уравнению Фарадея:
m(Me) = М
э(Me)∙I∙t/F
Здесь
m(B) – масса выделившегося вещества, г;
МЭ(В) – масса эквивалента вещества, г/моль;
I – сила тока, А;
t – время, с;
F – число Фарадея = 96500 Кл/моль.
М
э(Me) = m(Me)∙F/(I∙t) = 5,49∙96500/(6∙2700) = 32,7 г/моль-экв
Этот металл — цинк (Zn).
Ответ: М
э(Me) = 32,7 г/моль-экв
- 234. Железное изделие покрыли свинцом. Какое это покрытие – анодное или катодное? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе и в хлороводородной (соляной) кислоте. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?
Решение:
Стандартные электродные потенциалы железа и свинца:
E
0Fe/Fe2+ = — 0,44 В
E
0Pb/Pb2+ = — 0,13 В
Отсюда, свинец будет катодом.
Т.к. E
0(Fe
2+/Fe) < E
0(Pb
2+/Pb), то свинцовое покрытие будет катодным.
К катодным покрытиям относятся покрытия, потенциалы которых в данной среде имеют более положительное значение, чем потенциал основного металла.
Во влажном воздухе:
А(-): Fe — 2e → Fe
2+
К(+): 2H
2O + O
2 + 4e → 4OH
—
Суммарный процесс: 2Fe + 2H
2O + O
2 → 2Fe(OH)
2
Идет дальнейшее окисление: 4Fe(OH)
2 + 2H
2O + O
2 → 4Fe(OH)
3
При контакте с кислородом воздуха Fe(OH)
2 быстро окисляется до метагидроксида железа FeO(OH), приобретая характерный для него бурый цвет:
4Fe(OH)
2 + О
2 = 4FeO(OH) + 2Н
2О
В результате коррозии образуются вещества: гидроксид железа (II) и гидроксид железа (III).
В соляной кислоте:
А(-): Fe — 2e → Fe
2+
К(+): 2H
+ + 2e → H
2
Суммарный процесс: Fe + 2HCl → FeCl
2 + H
2
В результате коррозии образуются вещества: хлорид железа (II) и водород.
- При прибавлении раствора KCN к раствору [Zn(NH3)4]SO4 образуется растворимое комплексное соединение K2[Zn(CN)4]. Напишите молекулярное и ионно-молекулярное уравнения реакции. Константа нестойкости какого иона, [Zn(NH3)4]2+или [Zn(CN)4]2–, больше? Почему?
Решение:
Молекулярное уравнения реакции
4KCN+[Zn(NH
3)
4]SO
4 = K
2SO
4+K
2[Zn(CN)
4]+4NH
3
Ионно-молекулярное уравнения реакции
4CN
— + [Zn(NH
3)
4]
2+ = 4NH
3+[Zn(CN)
42-]
[Zn(CN)
4]
2- более устойчив, его Кнестойкости меньше.
Мерой устойчивости комплексного иона служит его константа нестойкости
Кн; чем больше ее значение, тем ниже устойчивость комплексного иона. Напишем константы нестойкости:
К
н [Zn(NH
3)
4]
2+ = 2,6∙10
-10;
К
н [Zn(CN)
4]
2- = 2,0∙10
-17
Константа нестойкости больше в случае аммиачного комплекса. Реакция будет протекать слева направо т.к.система [Zn(NH
3)
4]
2+ являются менее устойчивой, чем система [Zn(CN)
4]
2-.
Ссылка на первоисточник:
http://voenmeh.ru/
