Упражнения и задачи для самостоятельной работы

6.3.1. Какие из приведенных процессов являются процессами рас- творения?

NaCl(кр) = Na(р)+ + Сl(р)-; Zn(кр)+2Н⁺=Zn²⁺(р)+H₂(г);

сахар(кр)=сахар(р); CO₂(г)=СО₂(р); СО₂(р)+Н₂О(ж)=Н₂СО₃(р)

6.3.2. Почему вода хорошо растворяет хлорид натрия, но не раство- ряет парафин, а бензин, наоборот, не растворяет хлорид натрия, но хорошо растворяет парафин?

6.3.3. Какой процесс ответственен за тепловой эффект, проявляю- щийся при введении концентрированной серной кислоты в воду?

6.3.4. Разрушение кристаллической решетки требует затраты энер- гии, но при растворении кристаллических NaOH или КОН в воде выделяется теплота. Какой процесс связан с выделением теплоты?

6.3.5. Дайте определение понятию “раствор”. В чем сходство и от- личие растворов от химических соединений и механических смесей?

6.3.6. Этиловый спирт растворим как в воде, весьма полярной жид- кости, так и в неполярном тетрахлориде углерода. Дайте это- му объяснение.

6.3.7. Вода и тетрахлорид углерода не смешиваются друг с другом. В эту систему введено некоторое количество иода. Как рас- пределится иод между двумя растворителями? Как можно описать распределение иода в системе из двух несмешиваю- щихся жидкостей?

6.3.8. Сколько воды и кристаллической соды Na₂CO₃·10H₂O необхо- димо взять для приготовления 100 г 0.5 % раствора карбоната натрия?

6.3.9. Какие объемы воды и 80% раствора серной кислоты плотно- стью 1.74 г/см³ необходимо взять для приготовления 500 мл 10% раствора плотностью 1.07 г/см³? Определите молярность, нормальность, моляльность, мольную долю серной кислоты.

6.3.10. В какой массе воды нужно растворить 25 г СuSO₄·5H₂O, чтобы получить 8% по массе раствор СuSO₄?

6.3.11. Рассчитать молярность, нормальность, моляльность, массовую долю фосфорной кислоты с мольной долей кислоты 0.082, ес- ли плотность раствора 1.2 г/см³.

6.3.12. Из 400 г 50%-ного (по массе) раствора Н₂SO₄ выпариванием удалили 100 г воды. Чему равна массовая доля Н₂SO₄ в остав- шемся растворе?

6.3.13. Во сколько раз следует разбавить 9 н. раствор фосфорной кис- лоты, чтобы получить 1 М раствор?

6.3.14. Растворимость нитрата серебра при 20 ⁰С равна 228 г в 100 г воды. Вычислите массовую долю и моляльность AgNO₃ в насыщенном растворе.

6.3.15. К 50 мл 96%-ной (по массе) Н₂SO₄ плотностью 1.84 г/см³ при- бавили 200 мл воды. Получился раствор плотностью 1.22 г/cм³. Вычислить его эквивалентную концентрацию и массо- вую долю Н₂SO₄.

6.3.16. Определите осмотическое давление раствора, содержащего

90.08 г глюкозы С₆Н₁₂О₆ в 4 л раствора при 27⁰С.

6.3.17. Осмотическое давление раствора, содержащего в 1 л 3.2 г не- электролита, равно 2.42.10⁵ Па при 20⁰С. Вычислите мольную массу неэлектролита.

6.3.18. Раствор, содержащий 3.2 г СН₃ОН в 1 л воды при 18⁰С, изото- ничен с раствором анилина С₆Н₅NH_2. Какая масса анилина со- держится в 1 л раствора?

6.3.19. Давление пара над раствором, содержащим 5.2 г некоторого вещества в 117 г воды, равно 3.07·10⁴ Па при 70⁰C. Давление водяного пара при 70⁰С равно 3.12·10⁴ Па. Определите моль- ную массу вещества.

6.3.20. При 315 К давление насыщенного пара над водой равно 8.2 кПа. Насколько понизится давление пара при указанной тем- пературе, если в 540 г воды растворить 36 г глюкозы С₆Н₁₂О₆?

6.3.21. Определите мольную массу камфоры, если раствор 12.987 г камфоры в 399.6 г диэтилового эфира (С₂Н₅)₂О кипит на 0.453⁰С выше, чем чистый эфир. Для эфира Е=2.02.

6.3.22. При какой температуре будет замерзать водный раствор эти- лового спирта, если массовая доля С₂Н₅ОН равна 25%?

6.3.23. Сколько граммов сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ надо растворить в 100 г воды, чтобы:

а) понизить температуру кристаллизации на 1 градус?

б) повысить температуру кипения на 1 градус? К=1.86; Е=0.52.

6.3.24. Раствор, содержащий 16.05 г Ва(NO₃)₂ в 500 г воды, кипит при температуре 100,122⁰С. Определите изотонический коэф- фициент и кажущуюся степень диссоциации соли.

6.3.25. Раствор 1.7 г хлорида цинка в 250 г воды замерзает при - 0.24⁰С. Вычислите степень диссоциации соли в этом растворе. Криоскопическая константа воды равна 1.86. Вычислите тем- пературу кипения раствора. Эбулиоскопическая константа во- ды 0.52.

6.3.26. При охлаждении океанской воды первые кристаллы льда по- являются при -2.2⁰С. Вычислите концентрацию раствора NaCl, замерзающего при этой температуре. Криоскопическая кон- станта воды равна 1.86.

6.3.27. Температура замерзания 10%-ного раствора серной кислоты равна -5.5⁰С. Вычислите степень диссоциации кислоты в этом растворе. К (Н₂О) =1.86.

6.3.28. Каким электролитом (сильным, слабым) является иодид натрия в этиловом спирте, если раствор, содержащий 5.06 г NaJ в 325 г С₂Н₅ОН, кипит при 77.56 ⁰С? Чистый этиловый спирт кипит при температуре 77.40⁰С. Эбулиоскопическая константа этилового спирта равна 1.04.

6.3.29. Что значит ”сильный, слабый” электролит? Количественные характеристики ”силы” электролитов? Среди перечисленных электролитов отметьте “сильные”: HCl, HBr, HI, NaCl, NaBr, NaI; HNO_3, HNO₂, NaNO₃, NaNO₂; H₂SO₄, H₂SO₃, Na₂SO₄, Na₂SO₃; NaOH, KOH, Al(OH)₃, Fe(OH)₃; H₂S, Na₂S, HCN, NaCN.

6.3.30. Степень диссоциации муравьиной кислоты (НСООН) в 0.2 н. растворе 0.03. Определите константу диссоциации кислоты и значение рК.

6.3.31. Рассчитайте DG⁰₂₉₈ диссоциации уксусной кислоты, если кон- станта диссоциации ее равна 1.8·10^-5. Самопроизволен ли про- цесс диссоциации?

6.3.32. В растворе бензойной кислоты НС₇Н₅О₂ концентрация ионов водорода 3·10^-3 моль/л. Вычислите концентрацию этого рас- твора (моль/л и г/л), если К_дисс.= 6.14·10^-5.

6.3.33. Определите степень диссоциации и концентрацию ионов ОН^-, Н⁺ в 0.1 н. растворе NН₄ОН, если К_дисс.=1.8·10^-5. Определите рН раствора.

6.3.34. В 0.247 н. растворе хлорноватистой кислоты HClO степень диссоциации равна 0.045%. Вычислите константу диссоциа- ции кислоты, рН раствора. Рассчитайте DG⁰₂₉₈ диссоциации хлорноватистой кислоты. Самопроизволен ли процесс диссо- циации?

6.3.35. Концентрация ионов NO₃⁻ в растворе Pb(NO₃)₂ равна 2.232 г/л. Кажущаяся степень диссоциации этой соли 72%. Найдите мо- лярную концентрацию раствора нитрата свинца.

6.3.36. Почему в случае сильных электролитов используют понятия “эффективная концентрация ионов”, “кажущаяся степень дис- социации”, “активность ионов”?

6.3.37. Предскажите, как изменится константа диссоциации уксусной кислоты СН₃СООН при замене атома водорода в группе СН₃ на атомы фтора, хлора или брома.

6.3.38. Вычислите активные концентрации сульфата меди и сульфата калия в растворе, содержащем 1.59 г СиSO₄ и 0.44 г К₂SO₄ в 250 г воды.

6.3.39. Вычислите ионную силу, коэффициент активности иона Са²⁺ и его активность в растворе, 1 л которого содержит 0.002 моль СаCl₂ и 0.003 моль Са(NO₃)₂.

6.3.40. Вычислите активную концентрацию ионов 0.004 молярного раствора Al₂(SO₄)_3. Коэффициенты активности ионов Al³⁺ и SO₄²⁻ соответственно равны 0.285 и 0.495.

6.3.41. Имеются 1М растворы уксусной и соляной кислот. Какой из растворов замерзает при более низкой температуре?

6.3.42. Какой смысл в понятии степени диссоциации сильного элек- тролита (например, в растворе NaCl a=80%)?

6.3.43. Можно ли написать выражения для констант диссоциации следующих веществ: HCl, NaOH, H₂SO₃, H₂S, Na₂SO₃, K₂S? В каких случаях в выражение закона действующих масс и кон- станты равновесия вместо концентраций ионов ставят их ак- тивности?

6.3.44. Напишите сокращенным молекулярно-ионным способом при- меры уравнений реакций нейтрализации а) сильной кислоты сильным основанием, б) сильной кислоты слабым основанием, в) слабой кислоты сильным основанием, г) слабой кислоты слабым основанием. Составьте алгоритм написания уравнений реакций нейтрализации.

6.3.45. При смешении 1 М водных растворов одного из следующих веществ: NaOH, KOH, CsOH с одинаковыми объемами 1 М растворов HCl, HBr, HNO₃ выделяется примерно одно и то же количество теплоты, составляющее 55-59 кДж/моль. О чем это свидетельствует? Напишите уравнения реакций.

При смешении 1 М водных растворов одной из следующих кислот: азотной, уксусной, азотистой с одинаковыми объема- ми 1 М растворов NaOH или КОН обнаруживаются различные тепловые эффекты. Как это объяснить?

6.3.46. Вычислить рН 0.1 молярного раствора соляной, азотной кис- лот, считая диссоциацию полной. Как изменится рН, если рас- творы разбавить в 10 раз?

6.3.47. Вычислить рН 0.01 молярного раствора гидроксида калия, считая диссоциацию полной. Во сколько раз концентрация гидроксид-ионов больше концентрации ионов водорода в этом растворе?

6.3.48. Для каких электролитов справедливо утверждение, что значе- ние рН повышается на единицу при разбавлении раствора в 10 раз?

6.3.49. Как изменится рН 0.2 М раствора соляной кислоты после до- бавления к раствору равного объема воды?

6.3.50. Вычислить рН 0.2 М раствора уксусной кислоты СН₃СООН. Насколько изменится рН после разбавления раствора вдвое? Кдисс. = 1.8·10-5.

6.3.51. Вычислить рН 0.1 М раствора серной кислоты, приняв, что кажущаяся степень ее диссоциации равна 90%.

6.3.52. Рассчитать рН раствора, полученного смешением 10 мл 0.5 М раствора НСl, 25 мл 0.5 М раствора NаОН и 15 мл воды.

6.1.53. Вычислить рН раствора, полученного добавлением к 40мл 0.2М раствора НСl 30 мл воды и 30 мл 0.2 М раствора NaOH.

6.3.54. Вычислите константу диссоциации слабого основания, если

0.01 М раствор его имеет рН=10.

6.3.55. Вычислите константу диссоциации слабой одноосновной кис- лоты, если 0.01 М раствор его имеет рН=4. Рассчитайте изме- нение изобарно-изотермического потенциала DG⁰₂₉₈ при дис- социации кислоты. Самопроизволен ли процесс диссоциации?

6.3.56. Смешали 3 л 0.8 М раствора HCl и 5 л 0.2 М раствора HCl. Вычислите: концентрацию полученного раствора, рН без уче- та ионной силы и с учетом ионной силы (р а _н+).

6.3.57. Смешали 50 мл раствора щелочи с рН =12 и 150 мл раствора сильной кислоты с рН=3. Вычислить рН полученного раство- ра.

6.3.58.

NH 4 OH

Выведите формулу для расчета концентрации ионов ОН^- в бу- ферной смеси NH₄OH+ NH₄Cl. Вычислите рН раствора, со- держащего 0.05 моль/л NH₄OH и 0.05 моль/л NH₄Cl (K =1.8×10^-5).

6.3.59.

CH 3 COOH

Вычислите рН раствора, полученного смешением 500 мл 0.02 М раствора СН₃СООН и 500 мл 0.2 М раствора NаСН₃СОО (K =1.8×10^-5).

6.3.60. Вычислить рН раствора, в 1 л которого содержится 6 г уксус- ной кислоты и 4.1 г ацетата натрия.

6.3.61. Океанская вода ведет себя как буферный раствор при поступ- лении в нее щелочных или кислых вод. Опишите процессы, ответственные за буферное действие воды, учитывая, что над водой в воздухе содержится диоксид углерода (СО₂), в мор- ских осадках имеется карбонат кальция.

6.3.62. В 250 мл раствора содержится 0.14 гидроксида калия. Вычис- лите молярную концентрацию и рН раствора.

6.3.63. Раствор серной кислоты имеет рН, равный 3. Вычислите кон- центрацию ионов водорода, молярную и нормальную концен- трации кислоты.

6.3.64. Написать выражения для произведения растворимости мало- растворимых соединений: Fe(OH)₃, AgCl, Ag₂CO₃, Ca₃(PO₄)₃. Можно ли с помощью ПР характеризовать растворимость NaCl, Al₂(SO₄)₃, HCl?

6.3.65. Растворимость AgJ равна 1.2×10^-8 моль/л. Вычислите произве- дение растворимости (ПР) AgJ.

6.3.66. Растворимость Fe(OH)₃ равна 1.9×10^-9 моль/л. Вычислите вели- чину произведения растворимости гидроксида железа.

6.3.67. Для растворения 1.16 г PbJ₂ потребовалось 2 л воды. Найти произведение растворимости соли.

6.3.68. Будет ли выпадать осадок при смешивании 100 мл 0.01 н. рас- твора нитрата свинца с 300 мл 0.2 н. раствора бромоводород- ной кислоты? ПР (РbВr₂=9.2×10^-6).

6.3.69. Как, используя произведение растворимости, объяснить рас- творение природных карбонатов в кислых водах? ПР_Са-

СО3=5×10-9.

6.3.70.

При впадении одной реки в соленое озеро концентрация ионов кальция составляет 1.2×10^-3 моль/л, а другой – 1.5×10^-2 моль/л. Концентрация сульфат-ионов в озере равна 0.1 моль/л. В устье

какой реки можно ожидать выпадение осадка гипса.

=1.3×10^-4?

Ï ÐCaSO

6.3.71. Выпадет ли осадок гидроксида цинка (ПР=1.3×10^-17), если в растворе сульфата цинка с концентрацией 2×10^-2 моль/л вели- чина рН станет равна 8?

6.3.72. ПР_Ag2SO4 =7×10^-5. Образуется ли осадок, если к 0.02 н. раствору нитрата серебра прибавить равный объем 0.005 нормального раствора серной кислоты?

6.3.73. Выпадет ли осадок гидроксида железа (III) (ПР=3.8.10^-38) из раствора, содержащего 1.10^-4 моль/л хлорида железа, если ве- личина рН равна 3?

6.3.74. Произведение растворимости Ag₃PO₄ составляет 1.8×10^-18. В каком объеме насыщенного раствора содержится 0.05 г рас- творенной соли?

6.3.75. Во сколько раз растворимость карбоната серебра в воде боль- ше, чем в 0.1 М растворе карбоната натрия?

6.3.76. ПР солей: AgCl (1.5×10^-10), AgCN (7×10^-15), AgCNS(1.1×10^-12),

AgJ (1.5×10^-16), AgBr (4×10^-13). Расположите соли в порядке уменьшения растворимости.

6.3.77. Почему водные растворы большинства солей не показывают нейтральную реакцию? Объясните, почему водный раствор AlCl₃ имеет кислую реакцию, хотя это вещество не содержит ионов водорода.

6.3.78. Какие соли и ионы могут подвергаться реакции гидролиза? Сформулируйте правило (алгоритм) написания уравнений ре- акции гидролиза.

6.3.79. Приготовлены растворы солей K₂CO₃, Fe(NO₃)₃, CuSO₄. Напишите по стадиям уравнения реакций их гидролиза. Как осуществить последнюю стадию гидролиза? Почему она не происходит в растворе, приготовленном растворением соли в воде?

6.3.80. При одинаковых концентрациях водных растворов FeCl₃ имеет более кислую реакцию среды, чем растворы FeCl₂. Ка- кая из солей в большей степени подвергается гидролизу и по- чему?

6.3.81. Водные растворы SnCl₂ или SnCl₄ имеют более высокое зна- чение рН при одинаковых концентрациях?

6.3.82. Каковы должны быть: заряд иона и его размеры, чтобы в ре- зультате гидролиза раствор имел наименьшее значение рН?

6.3.83. Как объяснить, что при введении воды в PCl₃ электропровод- ность резко возрастает, хотя PCl₃- жидкость, не проводящая электрический ток, а чистая вода имеет очень низкую элек- тропроводность?

6.3.84. Реакции гидролиза PCl₃ и FCl протекают согласно следующим уравнениям: PCl₃+3H₂O=H₃PO₃+3HСl; FCl+H₂O=HF+HOCl. Почему в одной реакции образуется HCl, а в другой HOCl? Сформулируйте правило, позволяющее предсказывать про- дукты в реакциях такого типа.

6.3.85. Объясните, почему при нагревании раствора NaHCO₃ реакция среды из слабощелочной переходит в сильнощелочную.

6.3. 86. Запишите реакции гидролиза сульфита натрия, сульфида натрия. Добавление каких электролитов усилит гидролиз, по- давит гидролиз?

6.3.87. Напишите молекулярные и сокращенные молекулярно-ионные уравнения реакций гидролиза следующих солей: Na₂CO₃, Na₂SO₄, NaCH₃COO, NH₄CH₃COO, Cu(NO₃)₂, NiSO₄, Сr(N0₃)₃ и укажите реакцию среды их водных растворов. Сформули- руйте общее правило, позволяющее оценить, водные растворы каких солей имеют нейтральную, кислую или щелочную сре- ду.

6.3.88. В какой цвет будет окрашен лакмус, фенолфталеин в водных растворах NaCN, K₂SO₃, KNO₃, AlCl₃, NH₄NO_3, Cr₂(SO₄)₃? От- вет обосновать.

6.3.89. В водном растворе возможны следующие реакции: HSO₄^-+H₂O = H₂SO₄+OH^-; HSO₄^-+H₂O=SO₄^2-+H₃O⁺. Какая ре- акция более вероятна и реакцию кислую или щелочную может иметь раствор?

6.3.90. Составьте уравнения реакций, протекающих в водных раство- рах: AlCl₃+H₂O; AlCl₃+ NaOH; AlCl₃+ (NH₄)₂CO₃; AlCl₃+ (NH₄)₂S; CuSO₄+Na₂CO₃; Mg(NO₃)₂+Na₂CO₃. Чем определяется возможность гидролиза плохо растворимых солей?