контрольные химия. Решение (NaCl) 8 (NaCl) 1,075 гмл. V(NaCl) 5 л m(NaCl) раствора V(NaCl) (NaCl)

Скачать 197.5 Kb.

Название	Решение (NaCl) 8 (NaCl) 1,075 гмл. V(NaCl) 5 л m(NaCl) раствора V(NaCl) (NaCl)
Анкор	контрольные химия.doc
Дата	24.12.2017
Размер	197.5 Kb.
Формат файла
Имя файла	контрольные химия.doc
Тип	Решение #13875

ЗАДАЧИ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ №5

Вариант №1

Сколько граммов сульфата натрия необходимо для приготовления 5 л 8%-ого раствора, если плотность раствора 1,075 г/мл.

Дано:	Решение
ω(NaCl) = 8% ρ(NaCl)= 1,075 г/мл. V(NaCl) = 5 л	m(NaCl)_{раствора} = V(NaCl)* ρ(NaCl) m(NaCl)_{раствора} = 5000 мл1,075 г/мл = 5375 г m(NaCl)_{чистого} = m(NaCl)_{раствора} ω(NaCl) m(NaCl)_{чистого} = 5375 г * 0,08 = 430 г
m(NaCl)-?

Ответ: m(NaCl) = 430 г

В 250 г воды растворили 50 г кристаллогидрата FeSO₄∙7H₂O. Вычислите массовую долю безводной соли в растворе.

Дано:	Решение
m (H₂O) = 250 г m(FeSO₄∙7H₂O) = 50 г	ν(FeSO₄∙7H₂O)= 50 г / 278 г/моль = 0,18 моль ν(Н₂О) = 70,18 моль = 1,26 моль m(H₂O) = 1,26 моль 18 г/моль =22,68 г m(FeSO₄) = 50 г - 22,68 г =27,32 г ω(FeSO₄) = 27,32 г /(250 г + 50 г) =0,091 или 9,1 %
ω(FeSO₄∙7H₂O) -?

Ответ: ω(FeSO₄) =9,1 %

Определить массовую долю NaOH в растворе, полученном смешением 300 г 25%-ого и 400 г 40%-ого по массе растворов этого вещества.

Дано:	Решение
ω(NaОН)₁ = 25% m(NaCl)₁ _{раствора} = 300 г ω(NaОН)₂ = 40% m(NaCl)₂ _{раствора} = 400 г	m(NaCl)₁ чист = m(NaОН)₁ _{раствора}* ω(NaОН)₁ m(NaCl)₁ чист = 300 г * 0,25 = 75 г m(NaCl)₂ чист = m(NaОН)₂ _{раствора}* ω(NaОН)₂ m(NaCl)₂ чист = 400 г * 0,4 = 160 г ω(NaCl)₃ = (75 г + 160 г)/ (300 г + 400г) = 0,3357 или 33,57%
ω(NaCl)₃ -?

Ответ: ω(NaCl)₃ =33,57%

Определите массу хлорида натрия, которая требуется для приготовления 200 мл сантимолярного раствора.

Дано:	Решение
V(NaCl)= 200 мл. С(NaCl) = 0.01 моль/ л	ν(NaCl) = V(NaCl)* С(NaCl) ν(NaCl) = 0,2 л* 0,01 моль/л = 0,002 моль m(NaCl) = 0,002 моль * 58,5 г/моль =0,117 г
m(NaCl)-?

Ответ: m(NaCl) =0,117 г

Определите молярность 15%-ого раствора H₂SO₄, если плотность его равна 1,105 г/мл.

Дано:	Решение
ω(H₂SO₄) = 8% ρ(H₂SO₄)= 1,105 г/мл.	M(H₂SO₄)_{раствора} = V(H₂SO₄)* ρ(H₂SO₄) m(H₂SO₄)_чист_. = m(H₂SO₄)_{раствора}* ω(H₂SO₄) Пусть раствора было взято 1 л, тогда масса серной кислоты равна: m(H₂SO₄)_чист_. = V(H₂SO₄)* ρ(H₂SO₄)* ω(H₂SO₄) m(H₂SO₄)_чист. = 1000 мл1,105 г/мл0,08 = 88,4 г ν(H₂SO₄)= 88,4 г/ 98 г/моль = 0,902 моль С(H₂SO₄)= 0,902 моль/ 1 л =0,902 моль/литр
C(H₂SO₄)-?

Ответ: С(H₂SO₄)= 0,902 моль/литр
Вариант 1 (свойства растворов электролитов)

Раствор, содержащий 11,04 г глицерина в 800 г воды, кристаллизуется при − 0,279⁰С. Вычислить молярную массу глицерина.

Дано:	Решение
m(C₃H₅(OH)₃) = 11,04 г m(Н₂О) = 800 г T крист.=0,279 K	По закону Рауля, найдём моляльную массу раствора глицерина ∆T = CmК Cm= ΔT /К Cm = 0,279 /1,86 = 0,15 моль/кг ν(C₃H₅(OH)₃)= 0,15 моль/кг0,8кг = 0,12 моль M(C₃H₅(OH)₃) = m/ν = 11,04/0,12 моль*0.4 =92 г/моль
M(C₃H₅(OH)₃) -?

Ответ: M(C₃H₅(OH)₃) = 92 г/моль

Раствор, содержащий 1,22 г бензойной кислоты С₆Н₅СООН в 100 г сероуглерода, кипит при 46,529⁰С. Вычислите эбуллиоскопическую константу сероуглерода.

Дано:	Решение
m(С₆Н₅СООН) = 1,22 г M(С₆Н₅СООН) = 122 г/моль m(СS₂) = 100 г t кип. = 46,529 ⁰C	Cm= ν/ m(растворителя) Cm= (1,22 г/122 г/моль )/0,1 кг = 0,1 моль/кг По закону Рауля, найдём эбуллиоскопическую константу сероуглерода. ∆T = Cm*Е Е = ∆T/ Cm Е = (46,529 -46,24)/ 0,1 = 2,89
Е -?

Ответ: Е=2,89

Вычислить осмотическое давление раствора, содержащего в 1,4 л 63 г глюкозы С₆Н₁₂О₆ при 0⁰С.

Дано:	Решение
V(С₆Н₁₂О₆) = 1,4 л m(С₆Н₁₂О₆) = 63 г M(С₆Н₁₂О₆) = 180 грамм/моль t = 0⁰С	ν = m/M С = m/MV C =ν/V Для растворов неэлектролитов, формула имеет вид: P = CRT P = (m/MV )RT P = (63 г /180 г/моль 1,4 л) 8,31 (Дж/мольК)273 К =0,25 моль/л* 2268,63 Дж/моль = 567,16 Дж/л = 567160 Дж/м³ = =567,16 кПа
P-?

Ответ: Осмотическое давление раствора глюкозы равно 567,16 кПа

Рассчитать молекулярную массу неэлектролита, если 28,5 г его при растворении в 785 г воды понижают давление пара над раствором на 52,37 Па при 40⁰С. Давление насыщенного пара воды при 40⁰С 7375,9 Па.

Дано:	Решение
m(в-ва) = 28,5 г m(H₂O) = 785 г T = 313 К P₀ = 7375,9 Па ΔР = 52,37 Па	Понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором рассчитывается по формуле: ΔР = Р₀ – Р, где: Р₀ – давление насыщенного пара над растворителем Р – давление насыщенного пара над раствором Тогда Р = Р₀ – ΔР Р = 7375,9 – 52,37 = 7323,53 Па Для растворов нелетучих неэлектролитов давление насыщенного пара над раствором равно давлению насыщенного пара над растворителем, умноженному на мольную долю растворителя: P = Р₀ χ _р-ля = Р₀n _р-ля/n_в-ва + n _р-ля Выразим количество моль растворённого вещества: Рn_в-ва + Р n _р-ля = Р₀n _р-ля n_в-ва = n _р-ля(Р₀ – Р) /Р n_в-ва = n _р-ля ΔР /Р n _р-ля= m(H₂O)/ M(H₂O) = 785/18 = 43,61 моль n_в-ва = 43,61 моль * 52,37 Па/7323,53 Па ≈ 0,312 моль М(в-ва) = m(в-ва)/ n(в-ва) = 28,5 г /0,312 моль = 91,35 г/моль
М-?

Ответ: М(в-ва) =91,35 г/моль

Рассчитать давление пара над раствором мочевины (NH₂)₂CO c массовой долей 10% при температуре 100⁰С, если давление пара воды при этой температуре составляет 1,01∙10⁵ Па.

Дано:	Решение
ω((NH₂)₂CO) = 10% М((NH₂)₂CO) = 60 г/моль T = 373 К P₀ = 1,01* 10⁵ Па	ω = m((NH₂)₂CO) /(m((NH₂)₂CO) + m(H₂O) ) Пусть масса мочевины х, тогда масса воды у, зная, что массовая доля раствора мочевины составляет 10 %, составим и решим пропорцию: х/(х+у) =0,1 0,9х=0,1у у=9х Для растворов нелетучих неэлектролитов давление насыщенного пара над раствором равно давлению насыщенного пара над растворителем, умноженному на мольную долю растворителя: P = Р₀ χ _р-ля = Р₀n _р-ля/n_в-ва + n _р-ля n _р-ля= m(H₂O)/ M(H₂O) = 9х/18 = 0,5х моль n_в-ва = ωm(NH₂)₂CO)/ М((NH₂)₂CO) =х/60 ≈ 0,0167х моль Р = 1,01* 10⁵ Па * 0,5х моль /0,5167х моль = 0,977*10⁵ Па
Р -?

Ответ: Р = 0,977*10⁵ Па
ЗАДАЧИ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ №8

Вариант 1

1.	Концентрация ионов водорода в растворе равна 4∙10⁻³ моль/л. Определить рН раствора.

Дано:	Решение
[H⁺] = 4∙10⁻³ моль/л	pH = -log[H⁺] pH = -log(4∙10⁻³) ≈2,4
pH-?	pH = -log[H⁺] pH = -log(4∙10⁻³) ≈2,4

Ответ: pH= 2,4
2. Написать молекулярное и кратное ионное уравнение реакций:
Pb(NO₃)₂ + 2KI → PbI₂ ↓ + 2 KNO₃

Pb ²⁺ + 2I^- → PbI₂ ↓
Реакция протекает до конца, т.к выпадает осадок. (PbI₂ – осадок золотистого цвета)
K₂CO₃ + 2HCl → 2 KCl + CO₂ ↑+ H₂O

2H⁺ + CO₃^2- → CO₂ ↑+ H₂O
Реакция протекает до конца, т.к выделяется газ (CO₂ - газ без цвета и запаха)
AlBr₃ + 3AgNO₃ → 3AgBr↓ + Al(NO₃)₃

Ag⁺ + Br^- → AgBr↓
Реакция протекает до конца, т.к выпадает осадок. (AgBr – белый творожистый осадок)

3. Вычислить рН 0,01М раствора уксусной кислоты СН₃ООН, если константа диссоциации равна 1,75∙10⁻⁵.

Дано:	Решение
pH C (СН3СООН) = 0.01 М K = 1,75*10^-5	[H⁺] = (KC(СН3СООН))^0,5 [H⁺] =(1,7510^-50.01)^0,.5 = 4,1810^-4 pH = -log[H⁺] pH = -log(4,18*10^-4) =3,378
pH -?

Ответ: pH ≈ 3,4

4.Какие из перечисленных солей: NaCN, KNO₃, KClO, AlCl₃ подвергаются гидролизу? Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций гидролиза.
NaCN → Na⁺ + CN^-

NaCN + H₂O ↔ HCN + NaOH

CN^-+ H₂O ↔HCN + OH^-

pH >7
KNO₃ → K⁺ + NO₃^-

Т.к соль образована сильным основанием и сильной кислотой, то гидролиза не происходит. рН ≈ 7

KClO → K⁺ + СlO^-

KClO + H₂O ↔ KOH + HClO

СlO^- + H₂O ↔ HClO + OH^-

pH >7
AlCl₃ → Al³⁺ + 3Cl^-

AlCl₃ + H₂O ↔ (AlOH)Cl₂ + H⁺

Al³⁺ + H₂O ↔ AlOH²⁺ + H⁺

pH <7
5. Выпадет ли осадок BaSO₄, если к 100 см³ 0,2 М раствора H₂SO₄ добавить такой же объём 0,4 М раствора BaCl₂?

Дано:	Решение
V(BaCl₂)= 100 мл V(H₂SO₄) = 100мл С(BaCl₂)= 0,4 М С(H₂SO₄) =0,2 М	По условию образования осадка произведение концентрации ионов (ПКИ), образующих малорастворимое соединение, в растворе должно быть больше величины его произведения растворимости KS, то есть ПКИ > KS. ПКИ = C(Ва²⁺)C(SO4²^-) > KS = [Ba²⁺][SO4^2-] При смешивании равных объемов растворов, концентрации ионов уменьшаются в два раза, следовательно: C(Ba2+) = C’(BaCl2) = 0,4/2 = 0,2 моль/л C(SO42-) = C’(H2SO4) = 0,2/2 = 0,1 моль/л ПКИ = 0,4*0,1 = 0,04 ПКИ = 0.04 > KS= 1,1^-10 (осадок выпадет)
Выпадет ли осадок -?

ЗАДАЧИ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ №10

Вариант 1

1.	Среди нижеперечисленных металлов найти те, которые могут восстановить катион железа Fe²⁺: Mn, Zn, Pb, Cu.

Выпишем значения стандартных электродных потенциалов данных металлов:

φ⁰(Fe²⁺/Fe⁰)= - 0,473В φ⁰(Zn²⁺/Zn⁰) =-0,76 В
φ⁰(Mn²⁺/Mn⁰)= -1,18 В φ⁰(Pb²⁺/Pb⁰) =−0,126 В
φ⁰(Cu²⁺/Cu⁰) = +0,337 В
Так как Mn и Zn имеют более низкие электродные потенциалы, чем Fe, то поэтому они являются более сильными восстановителями по сравнению с железом:

Zn⁰ + Fe²⁺ → Zn²⁺ + Fe⁰
Mn⁰ + Fe²⁺ → Mn²⁺ + Fe⁰
Pb⁰ + Fe²⁺ ↛
Cu⁰ + Fe²⁺ ↛

2.	Среди нижеперечисленных катионов металлов найти те, которые могут окислить свинец: Mg⁺², Zn⁺², Hg⁺², Ag⁺.

Согласно ряду напряжений металлов

φ⁰(Hg²⁺/Hg⁰)= 0,79 В φ⁰(Zn²⁺/Zn⁰) =-0,76 В
φ⁰(Mg²⁺/Mg⁰) = -2,36 В φ⁰(Pb²⁺/Pb⁰) = −0,126 В
φ⁰(Ag⁺/Ag⁰) = 0,799 В

Серебро и ртуть имеют стандартные электродные потенциалы выше, чем свинец.

Таким образом, катион серебра и катион ртути являются окислителями более сильными, чем катион свинца, и будут окислять Pb⁰ до Pb²⁺:

Hg²⁺ + Pb⁰ → Hg⁰ + Pb²⁺; 2Ag⁺+ Pb⁰ → 2Ag⁰ + Pb²⁺;

Mg⁺² + Pb⁰↛ ; Zn²⁺ + Pb⁰↛

3.	Рассчитать Э.Д.С. гальванического элемента (−) Zn(Pt) (+), если концентрация cульфата цинка ZnSO₄ в растворе равна 0,01М, а концентрация серной кислоты H₂SO₄ – 0,0001М и полагая, что электролиты полностью дисссоциированы. В каком направлении будут перемещаться электроны во внешней цепи при работе этого элемента?
Дано:	Решение
C(ZnSO₄) = 0,01 моль/л C(H₂SO₄) = 0,0001 моль/л E⁰(Zn²⁺/Zn⁰) =-0,76 В E⁰(H⁺/H₂) = 0 В	Для решения задачи воспользуемся формулой Нерста. E = E⁰ + 0.0591 lg ([Ox]/[Red])/n E(Zn²⁺/Zn⁰) = E⁰(Zn²⁺/Zn⁰) + 0.0591 lg ([Zn²⁺]/[ Zn⁰])/2 E(Zn²⁺/Zn⁰) = -0,76 + 0.0591 lg (0,01/1)/2 = -0,8191 В E(H⁺/H₂) == -E⁰(H⁺/H₂) + 0.0591 lg ([H⁺]/[ H₂]) E(H⁺/H₂) = -0,2364 В ЭДС гальванического элемента вычисляется как: E = E₁ – E₂ Причём, при вычислении ЭДС меньший (в алгебраическом смысле) электродный потенциал вычитается из большего. E = E(H⁺/H₂) - E(Zn²⁺/Zn⁰) E = -0,2364 – (-0,8191) = 0.5827 В E(H⁺/H₂) > E(Zn²⁺/Zn⁰) Значит, электроны будут двигаться от цинкового электрода к водородному электроду. При этом цинк будет растворяться.
E -?

Ответ: E = 0.5827 В; электроны будут двигаться от цинкового электрода к водородному электроду

4.	В гальваническом элементе протекает токообразующая реакция: Fe + NiCl₂ = FeCl₂ + Ni Составьте электронное уравнение реакции, если: = − 0,441 В; = − 0,23 В Какова схема работы этого элемента?

i²⁺ + 2e → Ni 2 1 катод

2

Fe - 2e → Fe²⁺ 2 1 анод

Fe + Ni²⁺ → Ni↓+ Fe²⁺

, значит, электроны будут двигаться от железа к никелю.
С

хема элемента имеет вид:

(−) Fe FeCl₂ NiCl₂ Ni (+),

5.	Составьте схему работы двух гальванических элементов, в одном из которых хром является анодом, в другом – катодом. Составьте уравнения электронных реакций, происходящих на электродах.

Хром является анодом:
3Cr + Fe(NO₃)₂ → Cr(NO₃)₂ + 2Fe↓

Fe²⁺ + 2e → Fe 2 1 катод E⁰(Fe²⁺/Fe)= -0,441 В

2

Cr - 2e → Cr²⁺ 2 1 анод E⁰(Cr²⁺/Cr)= -0,9 В

Cr + Fe²⁺ → Fe ↓+ Cr²⁺

E⁰(Fe²⁺/Fe)>E⁰(Cr²⁺/Cr) значит, электроны будут двигаться от хрома к железу
С

хема элемента имеет вид:

(−)Cr Cr(NO₃)₂ Fe(NO₃)₂ Fe (+),

Хром является катодом:
Mn + Cr(NO₃)₂→ Mn(NO₃)₂ + Cr
M

n + 2e → Mn²⁺ 2 1 анод E⁰(Mn²⁺/Mn)= -1,18 В

2

Cr - 2e → Cr²⁺ 2 1 катод E⁰(Cr²⁺/Cr)= -0,9 В

Mn + Cr²⁺ → Cr ↓+ Mn²⁺
E⁰(Cr²⁺/Cr) > E⁰(Mn²⁺/Mn), значит, электроны будут двигаться от марганца к хрому.

С

хема элемента имеет вид:

(−) Mn Mn(NO₃)₂ Cr(NO₃)₂ Cr (+),
Вариант 4(коррозия)

1.	Написать уравнения процессов, протекающих при электролизе расплава гидроксида лития на инертных электродах.

На инертных электродах протекают следующие процессы:

K(–):Li⁺ + e =Li⁰
A(+): 4OH⁻ −4e =2H₂O + O₂

Электролиз расплава нитрата калия имеет вид:

4LiOH →^ 4Li + H₂O↑ + О₂↑

2.	Напишите уравнения процессов, проходящих на электродах при электролизе водного раствора нитрата свинца с инертным анодом.

Нитрат свинца диссоциирует согласно уравнению:

Pb(NO₃)₂ = Pb²⁺ + 2NO3^-

.

K

(–): Pb²⁺ + 2е → Pb⁰ 2 1

2H₂О + 2е- = H₂ + 2ОН^- 2 4

А(+): 2H2O – 4e= 4H⁺ + O2↑ 4 1

Pb²⁺ +2H₂О + 2H2О → Pb⁰ + H₂+ 2ОН^- + O₂ + 4H⁺

Pb(NO₃)₂ + 2H₂O →^ Pb + H₂ + 2HNO₃ + O₂

Железное изделие покрыли медью. Какое это покрытие – анодное или катодное? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе и хлорводородной (соляной) кислоте. Какие продукты коррозии образуется в первом и во втором случаях?

Если железо покрыть медью мы получим катодное покрытие.

Процесс в нейтральной среде:

Катод(-):2H₂О + 2е- = H₂ + 2ОН^-

Анод(+): Fe -2e → Fe²⁺

Fe + 2H₂О → Fe(OH)₂ + H₂

Затем Fe(OH)₂ окисляется до Fe(OH)₃

4 Fe(OH)₂ + 2H₂O + O₂ →4 Fe(OH)₃

Процесс в кислой среде:

Катод(-):2H⁺ + 2е- = H₂

Анод(+): Fe -2e → Fe²⁺

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Анодное покрытие

Для него мы можем использовать цинк

Процесс в нейтральной среде:

Катод(-):2H₂О + 2е- = H₂ + 2ОН^-

Анод(+): Zn -2e → Zn²⁺

Zn + 2H₂О →Zn(OH)₂ + H₂

Процесс в кислой среде:

Катод(-):2H⁺ + 2е- = H₂

Анод(+): Zn -2e → Zn²⁺

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

Вывод: При анодном покрытии разрушается анодный слой, а при катодном покрытии разрушается сама железное изделие, если нарушена защита (царапина)

4.	Напишите уравнения реакций, протекающих при электролизе водного раствора сульфата марганца (II) на марганцевом аноде. Как изменится рН среды около электродов?

При проведении электролиза с использованием активного (расходуемого) анода процесс усложняется и конкурирующими реакциями на электродах являются следующие:

на аноде — окисление анионов и гидроксид-ионов, анодное растворение металла — материала анода;

на катоде — восстановление катиона соли и ионов водорода, восстановление катионов металла, полученных при растворении анода.

На аноде возможны процессы:

2H2O – 4e= 4H⁺ + O2↑ φ⁰₁ = 1,23 В

Mn -2e → Mn²⁺ φ⁰₂ = -1,18 В

Т.к φ⁰₂<�φ⁰₁ , то будет происходить окисление марганца

На катоде:

2H₂O + 2e= 2OH^- + H₂↑ φ⁰₃ = -0,41 В

Mn²⁺+ 2e → Mn φ⁰₂ = -1,18 В

Т.к φ⁰₂<�φ⁰₃ , то будет происходить выделение водорода.

Около анода рН будет кислый из-за гидролиза: Mn²⁺ + H₂O → MnOH⁺ +H⁺

Около катода рН будет щелочной

5.	При электролизе водного раствора ZnSO₄ током 2А за 10 часов на катоде выделилось 1,25 л Н₂. Рассчитать массу выделившегося цинка.

Сульфат цинка диссоциирует согласно уравнению:

ZnSO₄ = Zn²⁺ + SO₄^2-

.

K

(–): Zn²⁺ + 2е → Zn⁰ 2 1

2H₂О + 2е- = H₂ + 2ОН^- 2 4

А(+): 2H2O – 4e= 4H⁺ + O2↑ 4 1

Zn²⁺ +2H₂О + 2H2О → Zn⁰ + H₂+ 2ОН^- + O₂ + 4H⁺

ZnSO₄+ 2H₂O →^ Zn + H₂ ↑+ H₂SO₄ + O₂↑

Для того чтобы найти массу выделившегося цинка, воспользуемся уравнением закона Фарадея:

m = М_э*I*t/F , где m – масса образовавшегося вещества, г; М_э – его эквивалентная масса, п/моль; F – постоянная Фарадея (96500 Кл/моль)

m = 32,5*2*36000/96500 = 24,25 г

ν(H₂) = 1,25/22,4= 0,0558 моль

ν(Zn) =24,25/65 = 0,373 моль

выход цинка по току равен:

ω = 0,0558 моль/0,373 моль ≈ 0,15 или 15%

m(Zn)практ. =24,25 * 0,15 = 3.6375 г

Ответ: m(Zn)практ. = 3.6375 г