Химия ПНИПУ для заочников. Программа и контрольные задания для студентов заочного обучения

• Название: Программа и контрольные задания для студентов заочного обучения
• Анкор: Химия ПНИПУ для заочников.doc
• Дата: 10.05.2017
• Размер: 0.74 Mb.
• Имя файла: Химия ПНИПУ для заочников.doc
• Тип: Программа; #7394
• страница: 6 из 13

Пример 7. К 1 л 10%-ного раствора КОН (плотность 1,092 г/см³) прибавили 0,5 л 5%-ного раствора КОН (плотность 1,045 г/см³). Объем смеси довели до 2 л. Вычислите молярную концентрацию полученного раствора.

Решение. Масса одного литра 10 %-ного раствора КОН 1092 г. В этом растворе содержится

109210/100 = 109,2 г КОН

Масса 0,5 л 5%-ного раствора 10450,5 = 522,5 г. В этом растворе содержится

522,55/100 = 25,125 г КОН.

В общем объеме полученного раствора (2 л) масса КОН составляет 109,2 + 26,125 = 135,325 г. Отсюда молярность этого раствора С_М = 135,325/256,1 = 1,2 М, где 56,1 – молекулярный вес КОН.

Пример 8. Какой объем 96%-ной кислоты, плотность которой 1,84 г/см³, потребуется для приготовления 3 л 0,4 н раствора?

Решение. Эквивалент Н₂SO₄ = M/2 = 98,08/2 = 49,04. Для приготовления 3 л 0,4 н раствора требуется 49,040,43 = 58,848 г Н₂SO₄. Масса 1 см³ 96%-ной кислоты 1,84 г. В этом растворе содержится

1,8496/100 = 1,766 г H₂SO₄

Следовательно для приготовления 3 л 0,4 н раствора надо взять 58,848 : 1,7660 = 33,32 см³ этой кислоты.
121. Вычислите молярную и нормальную концентрации 20%-ного раствора хлорида кальция, плотность которого 1,178 г/см³.

Ответ:2,1 М; 4,2 н.

122. Чему равна нормальность 30%-ного раствора NaOH, плотность которого 1,328 г/см³?. К 1 л этого раствора прибавили 5 л воды. Вычислите массовую долю NaOH концентрации полученного раствора.

Ответ: 9,96 н.; 6,3%.

123. К 3 литрам 10%-ного раствора НNO₃ , плотность которого 1,054 г/см³ , прибавили 5 л 2%-ного раствора той же кислоты с плотностью 1,009 г/см³. Вычислите массовую долю НNO₃ и молярную концентрацию полученного раствора, если считать, что его объем равен 8 л.

Ответ: 5,0 %; 0,82 М.

124. Вычислите нормальную и моляльную концентрации 20,8%-ного раствора НNO₃ плотность которого 1,12 г/см³. Сколько граммов кислоты содержится 4 л этого раствора?

Ответ: 3,70 н.; 4,17, 931,8 г.

125. Вычислите молярную, нормальную и моляльную концентрации 16%-ного раствора хлорида алюминия плотность которого 1,149 г/см³.

Ответ: 1,38 М; 4,14 н.; 1,43 м.

126. 
     Сколько и какого вещества останется в избытке, если к 75 см³ 0,3 н раствора Н₂SO₄ прибавить 125 см³ 0,2 н раствора КОН?
     

Ответ: 0,14 г КОН.

126. 
     Для осаждения в виде AgCI всего серебра, содержащегося в 100 см³ раствора AgNO₃ , потребовалось 50 см³ 0,2 н раствора НCI. Чему равна нормальность раствора AgNO₃ ? Сколько граммов AgCI выпало в осадок?
     

Ответ: 0,1 н; 1,433 г.

126. 
     Какой объем 20,01%-ного раствора HCI (плотность 1,100 г/см³) требуется для приготовления 1 л 10,17%-ного раствора (плотность 1,050 г/см³)?
     

Ответ: 485,38 см³.

126. 
     Смешали 10 см³ 10 %-ного раствора HNO₃ (плотность 1,056 г/см³) и 100 см³ 30%-ного раствора HNO₃ (плотность 1,184 г/см³). Вычислите массовую долю НNO₃ в полученном растворе.
     

Ответ: 28,38%

126. 
     Какой объем 50%-ного раствора КОН (плотность 1,538 г/см³) требуется для приготовления 3 л 6%-ного раствора (плотность 1,048 г/см³)?
     

Ответ: 245,5 г/см³.

126. 
     Какой объем 10%-ного раствора карбоната натрия Na₂CO₃ (плотность 1,105 г/см³) требуется для приготовления 5 л 2%-ного раствора (плотность 1,02 г/см³)?
     

Ответ: 923,1 см³.

126. 
     На нейтрализацию 31 см³ 0,16 н раствора щелочи требуется 217 см³ раствора H₂SO₄ . Чему равны нормальность и титр раствора H₂SO₄?
     

Ответ:0,023 н; 1,12710^-3 г/см³.

126. 
     Какой объем 0,3 н раствора кислоты требуется для нейтрализации раствора, содержащего 0,32 г NaOH в 40 см³?
     

Ответ: 26,6 см³.

126. 
     На нейтрализацию 1 л раствора, содержащего 1,4 г КОН, требуется 50 см³ раствора кислоты. Вычислить нормальность раствора кислоты.
     

Ответ: 0,53 н.

126. 
     Сколько граммов НNO₃ содержалось в растворе, если на нейтрализацию его потребовалось 35 см³ 0,4 н раствора NaOH? Чему равен титр раствора.
     

Ответ: 0,882 г, 0,016 г/см³.

126. 
     Сколько граммов NaNO₃ нужно растворить в 400 г воды, чтобы приготовить 20%-ный раствор?
     

Ответ: 100 г.

126. 
     Смешали 300 г 20%-ного раствора и 500 г 40%-ного раствора NaCI. Чему равна массовая доля NaCl в полученном растворе?
     

Ответ: 32,5%.

126. 
     Смешали 247 г 62%-ного и 145 г 18%-ного раствора серной кислоты. Какова массовая доля H₂SO₄ в растворе после смешения?
     

Ответ: 45,72%.

126. 
     Из 700 г 60%-ной серной кислоты выпариванием удалили 200 г воды. Чему равна массовая доля H₂SO₄ в оставшемся растворе?
     

Ответ: 84%.

126. 
     Из 19 кг 20%-ного раствора при охлаждении выделялось 400 г соли. Чему равна массовая доля соли в охлажденном растворе?
     

Ответ:16,7%.
СВОЙСТВА РАСТВОРОВ
Пример 1. Вычислить температуры кристаллизации и кипения 2%-ного водного раствора глюкозы С₆Н₁₂О₆.

Решение. По закону Рауля понижение температуры кристаллизации и повышение температуры кипения раствора (∆t) по сравнению с температурами кристаллизации и кипения растворителя выражается уравнением:

∆t = (1)

где К – криоскопическая или эбуллиоскопическая константы. Для воды они соответственно равны 1,86 и 0,52 град; m и М – соответственно масса растворенного вещества и его молекулярный вес; m₁ – масса растворителя.

Понижение температуры кристаллизации 2%-ного раствора



Вода кристаллизуется при 0С, следовательно, температура кристаллизации раствора 0 – 0,21= –0,21С.

Из формулы (1) повышение температуры кипения 2%-ного раствора С₆Н₁₂О₆



Вода кипит при 100С, следовательно, температура кипения этого раствора 100 + 0,06 = 100,06 С.

Пример 2. Раствор, содержащий 1,22 г бензойной кислоты С₆Н₅СООН в 100 г сероуглерода, кипит при 46,529 С. Температура кипения сероуглерода 46,38С. Вычислить эбуллиоскопическую константу сероуглерода.

Решение. Повышение температуры кипения ∆t = 46,529 – 46,3 = 0,299 град. Грамм-молекула бензойной кислоты 122 г. Из формулы (1) находим эбуллиоскопическую константу:



Пример 3. Раствор, содержащий 11,04 г глицерина в 800 г воды, кристаллизуется при –0,279 С. Вычислить молекулярный вес глицерина.

Решение. Температура кристаллизации чистой воды 0С, следовательно, понижение температуры кристаллизации ∆t = 0 – (–0,279) = 0,279 град. Масса глицерина m (г), приходящаяся на 1000 г воды,



Подставляя в уравнение

( 2)

данные, вычисляем грамм-молекулярный вес глицерина:



Пример 4. Вычислить массовую долю мочевины (NН₂)₂CO в водном ра-творе, зная, что температура кристаллизации этого раствора равна –0,465 С .
Решение. Температура кристаллизации чистой воды 0 С, следовательно, ∆t = 0 – (–0,465) = 0,465 град. Зная, что грамм-молекула мочевины 60 г, находим массу m (г) растворенного вещества, приходящуюся на 1000 г воды, из формулы (2):


Общий вес раствора, содержащего 15 г мочевины, составляет 1000 + 15 = 1015 г. Процентное содержание мочевины в данном растворе находим из соотношения

В 1015 г раствора – 15 г вещества

В 100 г раствора – х г вещества

х = 1,48 %

141. Раствор, содержащий 0,512 г неэлектролита в 100 г бензола, кристаллизуется при 5,296 С. Температура кристаллизации бензола 5,5С. Криоскопическая константа 5,1 град. Вычислите молекулярный вес растворенного вещества.

142. Вычислите массовую долю сахара С₁₂Н₂₂О₁₁ в водном растворе, зная температуру кристаллизации раствора (–0,93 С). Криоскопическая константа воды 1,86 град.

Ответ:14,6%.

143. Вычислите температуру кристаллизации раствора мочевины (NH₂)₂CO, содержащего 5 г мочевины в 150 г воды. Криоскопическая константа воды 1,86 град.

144. Раствор, содержащий 3,04 г камфоры С₁₀Н₁₆О в 100 г бензола, кипит при 80,714 С. Температура кипения бензола 80,2С. вычислите эбуллиоскопическую константу бензола.

145. Вычислите массовую долю глицерина С₃Н₅(ОН)₃ в водном растворе, зная, что этот раствор кипит при 100,39 С. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52 град.

Ответ:6,45%.

146. Вычислите молекулярный вес неэлектролита, зная, что раствор, содержащий 2,25 г этого вещества в 250 г воды, кристаллизуется при –0,279С . Криоскопическая константа воды 1,86 град.

147. Вычислите температуру кипения 5%-ного раствора нафталина С₁₀Н₈ в бензоле. Температура кипения бензола 80,2 С. Эбуллиоскопическая константа его 2,57 град.

Ответ:81,25 С .

148. Раствор, содержащий 25,65 г некоторого неэлектролита в 300 г воды, кристаллизуется при –0,465С. Вычислите молекулярный вес растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86 град.

149. Вычислите криоскопическую константу уксусной кислоты, зная, что раствор, содержащий 3,56 г антрацена С₁₄Н₁₀ в 100 г уксусной кислоты, кристаллизуется при 15,718 С . Температура кристаллизации уксусной кислоты 16,65 С .

150. Равные весовые количества камфоры С₁₀Н₁₆О и нафталина С₁₀Н₈ растворены в одинаковых количествах бензола. Какой из растворов кипит при более высокой температуре?

151. Температура кристаллизации раствора, содержащего 66,3 г некоторого неэлектролита в 500 г воды, равна –0,558С . Вычислите молекулярный вес растворенного вещество. Криоскопическая константа воды 1,86 град.

152. Сколько граммов анилина С₆Н₅NH₂ следует растворить в 50 г этилового эфира, чтобы температура кипения раствора была выше температуры кипения этилового эфира на 0,53 град? Эбуллиоскопическая константа этилового эфира 2,12 град.

Ответ: 1,16 г.

153. Вычислите температуру кристаллизации 2%-ного раствора этилового спирта С₂Н₅ОН, зная, что криоскопическая константа воды 1,86 град.

Ответ: –0,82С .

154. Сколько граммов мочевины (NH₂)₂CO следует растворить 75 г воды, чтобы температура кристаллизации понизилась на 0,465 град?

Ответ: 1,12 г.

155. Вычислите массовую долю глюкозы С₆Н₁₂О₆, в водном растворе зная, что этот раствор кипит при 100,26 С. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52 град.

Ответ:8,25%.

156. Сколько граммов фенола С₆Н₅ОН следует растворить в 125 г бензола, чтобы температура кристаллизации раствора была ниже температуры кристаллизации бензола на 1,7 град? Криоскопическая константа бензола 5,1 град.

Ответ:3,91 г.

157. Сколько граммов мочевины (NH₂)₂CO, следует растворить в 250 г воды, чтобы температура кипения повысилась на 0,26 град? Эбуллиоскопическая константа воды 0,52 град.

Ответ: 7,5 г.

158. При растворении 2,3 г некоторого неэлектролита в125 г воды температура кристаллизации понижается на 0,372 град. Вычислите молекулярный вес растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86 град.

159. Вычислите температуру кипения 15%-ного водного раствора пропилового спирта С₃Н₇ОН, зная, что эбуллиоскопическая константа воды 0,52 град.

Ответ:101,52С .

160. Вычислите массовую долю метанола СН₃ОН в водном растворе, температура кристаллизации которого –2,79С . Криоскопическая константа воды 1,86 град.

Ответ: 4,58%.
ИОННЫЕ РЕАКЦИИ ОБМЕНА
При химической реакции в растворах электролитов взаимодействуют не молекулы, а ионы. Например, уравнение реакции в молекулярной форме:

Ba(NO₃)₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2HNO₃

уравнение в полном ионном виде, или полное ионное уравнение:

Ba²⁺ + 2NO₃^– + 2H⁺ + SO₄^2– = BaSO₄↓ + 2NO₃^–

уравнение в сокращенном ионном виде, или сокращенное ионное уравнение:

Ba²⁺ + SO₄^2– = BaSO₄↓.

Протекание реакции между электролитами возможно в трех случаях:

1. 
   Если ионы, соединяясь, образуют труднорастворимое соединение.
   

Например:

CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

Cu²⁺ + SO₄^2– + 2Na⁺ + 2OH^– = Cu(OH)₂↓ +2Na⁺ + SO₄^2– ,

Cu²⁺ + 2OH^– = Cu(OH)₂↓ .

2. 
   Если при взаимодействии ионов образуется летучее вещество. Например:
   

Na₂S + 2HCl = 2NaCl + H₂S↑

2Na⁺ + S^2– + 2H⁺ + 2Cl^– = 2Na⁺ + 2Cl^– + H₂S↑

S^2– + 2H⁺ = H₂S ↑

3. 
   Если при взаимодействии ионов образуется малодиссоциирующий электролит. Например:
   

NaOH + HCl = NaCl + H₂O

Na⁺ + OH^– + H⁺ + Cl^– = Na⁺ + Cl^– + H₂O

H⁺ + OH^– = H₂O

При всех подобных реакциях взаимодействие между данными ионами происходит независимо от присутствия других, не участвующих в реакции ионов.

Соединения выпадающие в осадок, газообразные и малодиссоциирующие, в ионных уравнениях записываются в молекулярной форме.

161. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, протекающих между веществами NaHCO₃ и NaOH; К₂SiO₃ и HCI; ВаСI₂ и Na₂SO₄.