Решение задач по И.Л. Шиманович
Подождите немного. Документ загружается.
По сборнику И.Л. Шимановича
Задача (82)
Газообразный этиловый спирт
С
2
Н
5
ОН
можно получить при взаимодействии этилена
С
2
Н
4
(2) и водяных паров. Напишите термохимическое уравнение этой реакции,
предварительно вычислив ее тепловой эффект.
Ответ: -45,76 кДж
Термохимическое уравнение реакции:
C
2
H
4(г)
+ H
2
O
(г)
=> C
2
H
5
OH
(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
С
12
Н
22
О
14
, зная что температура
кристаллизации раствора – 0,93
0
С
. Криоскопическая константа воды 1,86.
Ответ: 14,6%
Дано: водный раствор сахара С
12
Н
22
О
11
. Температура кристаллизации раствора t = 0,93
0
С,
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 g
2
/ g
1
х t, где g
1
– масса растворенного вещества; g
2
– масса растворителя.
Если условно принять, что масса раствора равна 100, то тогда g
2
= 100 – g
1,
таким образом:
М = К х1000 х (100 – g
1
)/ g
1
х t
M
сахара
= 342 г/моль
342 = 1,86 х 1000 х (100 – g
1
)/ 0,93 х g
1
0,171 х g
1
=
100 – g
1
g
1
=
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)
К
2
S
и HСl
б)
FeSO
4
и
( NH
4
)
2
S
в)
Cr (OH )
3
и
KOH
а) K
2
S + 2 HCl → H
2
S ↑ + 2 KCl
2 H
+
+ S
2-
→ H
2
S ↑
б) FeSO
4
+ (NH
4
)
2
S → FeS ↓+ (NH
4
)
2
SO
4
Fe
2+
+ S
2-
→ FeS ↓
в) Cr (OH)
3
+3KOH → K
3
[Cr (OH)
6
]
Cr (OH)
3
+3OH
-
→ [Cr (OH)
6
]
3-
Задача (232)
Реакции выражаются схемами:
NaCrO
2
+Br
2
+NaOH → Na
2
CrO
4
+NaBr+H
2
O
FeS+HNO
3
→ Fe( NO
3
)
2
+S+NO+H
2
O
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
+3
O
2
+ Br
2
0
+ NaOH → Na
2
Cr
+6
O
4
+ Na Br
-1
+ H
2
O
Cr
+3
– 3e → Cr
+6
2 - окисление
восстановитель 6
Br
2
0
+ 2e → 2Br
-1
3 - восстановление
окислитель
2 NaCrO
2
+ 3Br
2
+ 8NaOH → 2Na
2
CrO
4
+ 6NaBr + 4H
2
O
б) FeS
-2
+ HN
+5
O
3
→ Fe (NO
3
)
2
+ S
0
+ N
+2
O + H
2
O
S
-2
– 2e → S
0
3 - окисление
восстановитель 6
N
+5
+ 3e → N
+2
2 - восстановление
окислитель
3 FeS + 8 HNO
3
→ 3 Fe (NO
3
)
2
+ 3 S + 2 NO + 4 H
2
O
Задача (242)
Увеличиться, уменьшится или останется без изменения масса цинковой пластины при
взаимодействии её с растворами а)
CuSO
4
; б)
MgSO
4
; в)
Pb( NO
3
)
2
? Почему?
Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.
Масса цинковой пластины:
А) при взаимодействии с раствором CuSO
4
уменьшится:
CuSO
4
+ Zn → ZnSO
4
+ Cu
Zn
0
– 2e → Zn
+2
1 - окисление
восстановитель 2
Cu
+2
+ 2e → Cu
0
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 MgSO
4
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(NO
3
)
2
масса цинковой пластины увеличится:
Pb(NO
3
)
2
+ Zn → Zn(NO
3
)
2
+ Pb
Zn
0
– 2e → Zn
+2
1 - окисление
восстановитель 2
Pb
+2
+ 2e → Pb
0
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 = Zn
2+
+ 2e| 1
Катод: 2H
+
+ 2e = H
2
| 1
Уравнение электролиза: Zn + 2H
+
= Zn
2+
+ H
2
↑
Задача (202)
К раствору
FeCl
3
добавить следующие вещества: а) HCl; б)
ZnCl
2
; г) КОН; в)
Na
2
CO
3
.
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):
Fe
3+
+ H
2
O ↔ (FeOH)
2+
+ H
+
(FeOH)
2+
+ H
2
O ↔ (Fe(OH)
2
)
+
+ H
+
(Fe(OH)
2
)
+
+ H
2
O ↔ Fe(OH)
3
↓+ H
+
Гидролиз усилится в случае добавления KOH, Na
2
CO
3
, 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:
Fe
3+
+ 3H
2
O ↔ Fe(OH)
3
↓+ 3H
+
3H
+
+ 3OH
-
(из щелочи)
= 3H
2
O
- При смешивании хлорида железа (III) и карбоната натрия в растворе будет протекать
реакция c элиминацией продуктов из сферы протекания реакции:
2FeCl
3
+ 3Na
2
CO
3
+ 3H
2
O = 2Fe(OH)
3
↓ + 6NaCl + 3CO
2
↑
2Fe
3+
+ 3CO
3
2-
+ 3H
2
O = 2Fe(OH)
3
↓ + 3CO
2
↑