Яглов В.Н. (ред.) Задачи предлабораторного контроля по химии
Подождите немного. Документ загружается.
УРОВЕНЬ С
1. Определить давление насыщенного пара над 0,05М
раствором хлорида кальция (р =
1,041г/см
3
)
при 301К, если
давление насыщенного водяного пара над водой при этой
температуре равно 3,78кПа. Кажущаяся степень
диссоциации хлорида кальция равна 0,85.
Дано:
С
СаС1
=
0,05
моль/л
Т =
301К
р=
1,041
г/см
1
а
=
0,85
Ро
=
3,78
кПа
Р-?
РЕШЕНИЕ:
Давление насыщенного пара
над раствором электролита
равно:
П
Н
2
0
п^,
+п,
Р = Р
г
г
о
Н,0
т
М
т
М
СаС1
2
СаС1,
н,о
т
н,о
М
н,о
где
п
Нг0
-
количество воды, моль,
п
саа,
' количество
СаС1
2
,
моль
1 - изотонический коэффициент.
0-1)
а=
(к-1)'
-«(«-0
+
1
где
а - кажущаяся степень диссоциации
СаС1
2
к - общее количество ионов, образующихся при полной
Диссоциации
одной
молекулы
СаС1
2
.
к
= 3
1
=
0,85(3-1)+1
=2
,7
г
-
1
~
М
СаС,
2
'
\
т
с«
2
=С
-
М
ОТКУДЗ
СаС1
2
51
Объем 0,05 М раствора равен 1л.
т
СаС1,
=
3,78-
=
0,05
•
111
• 1 =
5,55г.
т
р
.
ра
=
1000-1,041
=
1041
г.
=
т^
ра
-
т
саси
=
1041
-
5,55
=
1035,45г
1035,45
=
3,77
кПа.
]8
5,55 1035,45
2,7
1-
111 18
Ответ: давление насыщенного пара над раствором равно
3,77 кПа.
2. Определить осмотическое давление 1,5% раствора
карбоната натрия при
25°С.
Плотность раствора равна
1,0515
г/см
3
.
Кажущаяся степень диссоциации карбоната
натрия равна 0,9.
РЕШЕНИЕ:
Дано:
^л^со,
-
1 = 25°С
р=
1,015
а
=
0,9
1,5%
г/см
3
71-?
1с = 3, тогда
1
=
0,9(3-1)+!
= 2,8
Сн„,со
'
молярная
концентрация
„
_
т
^со,
\^
»г
Л
1
/"*) —
я
=
1-Сл,
в
,
со
,-КТ
а
=
; 1 = а(1<-1)+1
к-1
где а - кажущаяся степень
диссоциации,
1<
- общее количество
ионов, образующихся при
полной диссоциации
одной молекулы
?,
моль/л
В 100 г 1,5% раствора содержится 1,5 г
Ыа
2
СО
3
и 98,5 г воды •;
53
V
0
-,
10
°
=
98,5см
3
р-ра
Р
1,5-1000
= 0,144 моль/л
н
,,ш
Юб-98,5
л
=
2,8-0,144-8,314-298
= 998,96 кПа
Ответ: осмотическое давление
1,5%
раствора
Ка
2
ССЬ
равно
998,96
кПа.
3. Водный раствор хлорида алюминия с массовой долей
15%
кристаллизуется при температуре
(-0,69)°С.
Определить
кажущуюся
степень диссоциации этой соли.
Дано:
^л/с/,
=
мам
р-ра
~
ггН-,0
к
т
-
=
1,5%
-0,69°С
,86.
а-?
РЕШЕНИЕ:
1 -
а =
к-1
где 1с - общее количество
ионов, образующихся при
полной диссоциации одной
молекулы
А1СЬ
А1СК
=
А1
3+
+
ЗСГ
1 =
;
С
т
(А1СЦ) =
"
•1000
зам
р-ра
ЮОг
1,5%
раствора содержится 1,5г
А1С1
3
и 98,5г воды
1,5-1000
133,5-98,5
=
0,114
моль/кг.
53
,
1.86-0.114
Я
7^
— 1
а=
=0,75(75%)
4-1
Ответ: кажущаяся степень диссоциации
А1СЬ
равн;
0,75(75%).
7. РАСТВОРЫ СИЛЬНЫХ И СЛАБЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ.
ПРОИЗВЕДЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ.
УРОВЕНЬ А
1. Написать выражение ПР для
следующих
соединений:
РЬС1
2
и
А
§2
8О
4
.
Ответ:
2. Написать уравнение диссоциации и выражение
константы диссоциации для следующих соединений:
1ЧН
4
ОН,
НСN
(для многокислотных оснований и
многоосновных кислот только по первой ступени).
Ответ:
МН
4
ОН
<=>МН;+ОН
Н
2
5<=>Н
+
+ Н5
к
=
[Н
Ч
][Н5-]
1(Н28)
[Н
2
5]
Ре(ОН)
2
<=>
РеОН
+
+ ОН"
[РеОЬГ][ОШ
_
Н
™
[НСМ]
3. Указать ряд в котором водные растворы всех
соединенИ*
являются сильными электролитами:
54
ПАКО
2
Н.СО,;
СаСОз;
НаС1
3
;
2пС1
2
4
)НаОН;
Н
2
5;
КТО,.
Ответ: 3) НС1;
А§МО
3
;
2пС1
2
.
УРОВЕНЬ В
1. Вычислить рН следующих водных растворов:
а)
0,02
М
НС1,
б) 0,2 М КОН
Дано:
Сна =
0,02
Скон = 0,2
М
М
рН
-?
рН
-?
РЕШЕНИЕ:
а) НС1 =
Н
+
+
СГ
С
я+
= Сна • а • п
я+
НС1 - сильный электролит, а = 1
п
н+
- число
Н
+
,
образовавшихся при
диссоциации одной молекулы НС1,
"„+=!,
тогда С
н+
= Сна
=/Д02
моль/л - 2 •
10~
2
моль/л.
б)
КОН=цК
+
+
ОН'
^
1,7
сильный электролит, а = 1,
п
он- ~
чи
сло
ОН", образовавшихся при диссоциации одной
молекулы
КОН, п
.=
1, тогда
С
=
.
он
о
н
= Скон =
2-10"'
моль/л, рОН =
-1§
2 •
10"'
= 0,7
Р
Н
=
14
-0,7
=13,3.
55
Ответ: рН 0,02 М НС1 равно 1,7;
рН
0,2 М КОН равно 13,3.
2. Вычислить рН 0,05 М водного раствора хлорноватистой
кислоты
(НОС1).
Дано:
рН
-?
РЕШЕНИЕ:
НОС1
<=>
Н
+
+
ОСГ
С
НОС1
=
0,05
М
НОС1 - слабый электролит.
рН =
-1§С
н+
;
С
/г
=
Снос!
• а • п
//+
,
п
я+
- число
Н
+
образовавшихся при
диссоциации одной молекулы НОС1, п
+
=
1
.
и
_
I
Кнос:
- константа диссоциации НОС1 (табл. П6
[1]):
к
ноа
=
5
'
0
'
I
О"
8
,
тогда
5,0
-
,
5-Ю"
С
я+
= 5 •
10"
2
•
10'
3
• 1 = 5,0 •
10'
5
моль/л,
тогда рН =
-
1§5,0
•
10"
=
4,3.
Ответ: рН 0,05 М НОС1 равно 4,3.
3. Определить произведение растворимости
М§Р2»
если
его растворимость в воде при 25°С равна 1,17 •
10"
3
моль/л.
56
РЕШЕНИЕ:
2+
'
2Р
2
а • п
,
- сильный электролит, а =
1.
Диссоциация
М§?2
протекает по вышеприведенному
уравнению:
п^
3
.
= 1,
п^_=2.
[М§
2+
]
=
1,17 •
Ю"
3
• 1 • 1 = 1,17 •
10~
3
моль/л
[Г]
= 1,17 •
Ю"
3
• 1 • 2 = 2,34 •
10'
3
моль/л.
Тогда I
Ответ:
= 1,17 -
10"
-(2,34
•
10^
?
= 6,41 •
1(Г
У
.
'
9
=6,41
•
10'.
УРОВЕНЬ С
1. Вычислить концентрацию ионов
Н
+
,
Н8О
3
и8О
3
в
0,01М водном растворе
Н
2
8О
3
.
РЕШЕНИЕ:
Н
2
5О
3
<=>
Н
+
+ Н5О
3
- 1-я ступень
диссоциации.
[Н
+
][Н50
3
-]
К
1(Н
2
5О,)
(табл.П6[1])
Н8О Г
<—
^
н
+
.
сг^
2
~
о
т
^
-»
п
+
>>и
,
- 2-я
ступень диссоциации.
[Н80;]
'
К
2(н
2
5
01
,-6,3-Ю-
8
,
57
Так как, диссоциация
Н
2
8О
3
протекает преимущественно по
1-$
ступени, то концентрацией ионов водорода, образующихся при
диссоциации
Н
2
5Оз
по 2-й ступени, можно пренебречь, тогда
=
(
1,6-10~
2
-1(Г
2
=1,3-10'
2
моль/л.
Значение
[8О
2
~
] найдем из выражения для константы
диссоциации по 2-й ступени и поскольку
[Н
+
]=
[Н5О~],то
[ЗО
2
,-]^
К
2(Н1800
=
6,3-10'
8
моль/л.
Ответ:
[Н
+
]
=
[НЗО~]
=
1,3-10-
2
моль/л
[5О
2
~]
=
6,3-10"
8
моль/л.
2. Определить образуется ли осадок, если смешали
100см
1
0,01М водного раствора хлорида кальция и 200 см 0,02 М
водного раствора карбоната натрия.
Дано:
С
СаС/2
=0,01М
С„
0
со
=0,02М
Образуется ли осадок?
РЕШЕНИЕ:
При смешении растворов
протекает следующая реакция:
= СаСО
3
Осадок СаСО
3
образуется только
в
случаи,
если
Поскольку смешали
100
см раствора
СаС1
2
и 200 см
№
2
СО
3
,
то объем полученного раствора составляет 300 см
Тогда после смешения объем раствора
СаС1
2
от
общее*
1
объема смеси составит 1/3,
а
объем раствора
На
2
СО,
посЛ
е
смешения составит 2/3 от общего объема смеси.
ПосЛ
е
смешения:
58
С
Са
^
= Т
С
С«С/
г
'
а
'
П
Са
2
+
'
С
СО,
2
"
~
3
С
/У
"
2С
°
2
^
"
С0
*~
С
г\
и
N3
2
СО
3
-
сильные
электролиты,
ОС=].
Пооыессы
диссоциации
СаС1
2
и
N3200;,
протекают
по
следующим
уравнениям :
СаС1
2
=Са
2+
+
2СГ
^
№
2
СО
3
=
2№
+
+СО^,
тогда
п
Сп2+
=
1 и
п^.
=1
Г
=-
0,01-1-]
=3,3-10"
3
моль/л
с
«
2+
3
о
С
2
= -
0,02-1-1
=
1,3-10~
2
моль/л
«*-
з
С
,
+
-С
г
_
=
3,3-10~
3
-1,3-10~
2
=
4,29-10~
5
С«
'
СО
Ч
Так как
4,29-
10~
5
>
5-
10~
9
(ПР
СаС01
),
то
осадок
СаСО
3
образуется.
Ответ: осадок СаСО
3
образуется .
З.Вычислить
рН
0,01М
водного раствора
НПЧО
2
,
содержащего, кроме того, 0,02 моль/л
Дано:
С
шо
2
=0,01
М
С
то
,
=
0,02
М
рН
-?
РЕШЕНИЕ:
<=>
П
+
+N0
-
к
+
+N0:
2
№N0,]
Н!Ч(
^
рибавлен
ие
КЖ)
2
к
НNО
2
смещает равновесие диссоциации
В п
2
влево
за
счет
возрастания концентрации
Ж)
2
~.
ультате в системе устанавливается равновесие при новых
и,..
т
Р
а
Диях
Н
+
и
N02,
но значение константы диссоциации
°
2
остается
прежним.
59
Обозначим равновесную концентрацию ионов водорода [Н
в новых условиях через х:
[Н
+
]
= х моль/л.
Общая равновесная концентрация
[N0^]
равна сумме
концентраций N0
~
2
,
образовавшихся при диссоциации
НМО
2
и диссоциации
КЖ)
2
:
из
НШ
2
из
ЮЧО
2
Концентрация N0
~
2
,
образовавшихся при диссоциации
НМО
2
,
равна х моль/л, так как при диссоциации 1 моль
НМО
2
образуется 1 ион
Н
+
и 1 ион
N0^
(С
=х моль/л)
из
НШ
2
Концентрация N0
~
2
,
образовавшихся при диссоциации
КЖ>2
равна:
С
т
_
=
С,^
• а •
п
т
_
из
КНО
2
КМОг
- сильный электролит, а = 1, п =1.
тогда
[N0
;
] = х +
С
КЫОг
- (х + 0,02) моль/л
[НШ
2
]
= (С
нт
^
-х) =
(0,01
- х) моль/л
х(х +
0,02)
0,01
-х
К
нда
= 4 •
10~
4
(табл. П6
[1]),
тогда
4
_ х(х +
0,02)
0,01
-х
т.к. х
«
0,01 моль/л, то значением х, ввиду его малости, в
выражениях (х + 0,02) и (0,01 - х) можно пренебречь, и данное
выражение записать в виде:
О
02-х
'
=4-10'
4
,
х
= 2 •
10"
4
моль/л.
[Н
+
]
= 2 •
КГ
4
моль/л
60