Задание 4. По учебному курсу Химия
 Скачать 0.9 Mb.
|
|
М  ИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИфедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тольяттинский государственный университет» (наименование института полностью) Кафедра /департамент /центр1 Техносферная безнопасность_________________________ (наименование кафедры/департамента/центра полностью) (код и наименование направления подготовки, специальности) Безопасность технологических процессов и производств (направленность (профиль) / специализация) Практическое задание № 4 по учебному курсу «Химия»(наименование учебного курса) Вариант 3 (при наличии)
Тольятти 2021 Бланк выполнения задания № 3Бланк выполнения задания № 41. Записываются условия задач полностью, без искажений и сокращений. 2. Оформляются подробные решения задач, которые при необходимости подкрепляются формулами, уравнениями реакций, схемами. 3. Записываются ответы к задачам. Задача 7. Рассчитать молярность раствора НNО3, полученного при смешении 100 мл 12%-го раствора (плотность 1,068 г/мл) и 500 мл 0,05 М раствора азотной кислоты Решение. Масса 100 мл 12%-ного раствора НNО3 равна 100*1,068 = 106,8 г. Масса азотной кислоты в этом растворе равна 106,8*12/100 = 12,816 г Молярная масса НNО3 равна 63 г/моль. Тогда число молей НNО3 в 12%-ном растворе равно 12,816/63 = 0,203 моль. Число молей НNО3 в 500 мл 0,05 М раствора равно 0,05*0,5 = 0,025 моль Тогда молярная концентрация НNО3 в смешанном растворе равна  0,387 моль/лОтвет: 0,387 моль/л Задача 8. Рассчитать процентную концентрацию метилового спирта (СН3ОН) в водном растворе, замерзающем при –170С. Решение. По закону Рауля Δt = KCm находим моляльную концентрацию: Cm = Δt/K = 17/1.86 = 9,140 моль/кг Определяем массу метилового спирта, содержащуюся в 1000 г воды: Молярная масса метилового спирта равна 32 г/моль. Отсюда масса спирта равна 9,140*32 = 301,62 г Тогда масса раствора равна 301,62 + 1000 = 1301,62 г, а процентная концентрация составит: W = 301,62*100/1301,62 = 5,37% Ответ: 5,37% Задача 9. Составить уравнение окислительно-восстановительной реакции с использованием метода электронного баланса; рассчитать массу восстановителя, необходимую для взаимодействия с окислителем, объемом V и концентрацией С.
Решение. Запишем уравнение окислительно-восстановительной реакции, определим степени окисления иода: KI-1 + KI+5O3 + H2SO4 → I20 + K2SO4 + H2O В этой реакции KIO3 является окислителем, он восстанавливается до молекулярного иода. KI является восстановителем, он окисляется до I20. Для расстановки коэффициентов в уравнении воспользуемся методом электронного баланса:  2 I-1 – 2е- → I20 52 I+5+ 10е– → I20 1 Расставим коэффициенты при окислителе и восстановителе, а остальные определим методом подбора. 10KI + 2KIO3 + 6H2SO4 = 7I2 + 6K2SO4 + 6H2O Из уравнения реакции видно, что окислитель и восстановитель реагируют в молярном отношении 1:5. Число молей окислителя равно 0,075*0,90 = 0,0675. Тогда число молей восстановителя равно 5*0,0675 = 0,3375. Молярная масса KI равна 166,0 г/моль. Тогда масса восстановителя, необходимая для взаимодействия с окислителем, равна 0,3375*166,0 = 56,0 г. Ответ: 56,0 г. Задача 10. Вычислить потенциал свинцового электрода, погруженного в насыщенный раствор РbSО4 Решение. Растворимость РbSО4 в воде равна, по справочным данным, 0,0045 г/100 мл = 0,045 г/л. Молярная масса РbSО4 равна 303,26 г/моль. Тогда молярная концентрация насыщенного раствора равна 0,045/303,26 = 1,48*10-4 моль/л. Стандартный электродный потенциал свинцового электрода равен φо(Рb2+/Рbо) = –0,13 В Тогда по уравнению Нернста, потенциал свинцового электрода равен φ(Рb2+/Рbо) = φо(Рb2+/Рbо) +  = φо(Рb2+/Рbо) +  φ(Рb2+/Рbо) = –0,13 +  = -0,243 BЗадача 11. Через растворы FеСl2 и СuСl2 последовательно пропускали ток силой 2 А в течение 20 минут. Какие вещества и в каком количестве выделились на катодах в каждом случае? Написать уравнения электродных процессов Решение. Медь в ряду напряжений расположена после водорода (φ0 = 0,34 В), поэтому у катода будет происходить разряд ионов Сu2+ и выделение металлической меди.: Сu2+ + 2e– → Cu0 Количество выделившейся меди вычислим по закону Фарадея:  ,где М – молярная масса металла; I – сила тока, А; t - время электролиза, с; z – число электронов, участвующих в процессе; F – число Фарадея, F = 96485 А*с/моль Масса выделившейся меди равна  Железо в ряду напряжений расположено до водорода, поэтому возможно одновременное протекание процессов осаждения железа и выделения водорода из воды: Fe2+ + 2e– → Fe0 (φ0 = –0,44 B) 2H2O + 2e– → H2 + 2OH– (φ0 = –0,41 B) Максимальное теоретически возможное количество выделившегося железа равно  Ответ: медь – 0,796 г; железо – не более 0,696 г. Задача 12. Написать уравнения электродных процессов, указать состав продуктов коррозии при атмосферной коррозии железа, покрытого никелем, если покрытие а) не нарушено; б) нарушено. Решение. Атмосферная коррозия обусловлена воздействием атмосферного кислорода и воды (в виде паров или плёнки). Один из способов защиты железа от атмосферной коррозии – покрытие его слоем менее активного металла, в данном случае никеля: его стандартный электродный потенциал (–0,25 В)выше, чем у железа (–0,44 В). а) Никелевое покрытие не нарушено. Тогда с атмосферой (кислородом и влагой) взаимодействует только никель, он является анодом. На аноде происходит окисление металла до ионов, на аноде – восстановление кислорода: А: Ni0 – 2e– → Ni2+ К: ½ О2 + Н2О + 2е– → 2ОН– (в нейтральной среде) Так как никель 2+ образует нерастворимый гидроксид, он является продуктом коррозии. б) Никелевое покрытие нарушено. Тогда с атмосферой (кислородом и влагой) взаимодействует наиболее активный металл - железо, оно является анодом. На аноде происходит окисление железа до ионов, на аноде – восстановление кислорода: А: Fe0 – 2e– → Fe 2+ К: ½ О2 + Н2О + 2е– → 2ОН– (в нейтральной среде) Так как железо 2+ образует нерастворимый гидроксид, оно является продуктом коррозии. 1 Оставить нужное |