 |
|
Задачи для выполнения контрольной работы
5.1 Найдите массу соли, необходимую для приготовления раствора объемом V л с массовой долей . Плотность раствора Вычислите молярную концентрацию эквивалента, молярную концентрацию, молярность и титр этого раствора.
Таблица 5.1
| Вариант | Соль | V, л | ,% | ,кг/м3 |
| AlCl3 | 0,5 | |||
| AgNO3 | 1,5 | |||
| AgNO3 | 0,8 | |||
| Al2(SO4)3 | 0,8 | |||
| Al2(SO4)3 | 1,5 | |||
| BaCl2 | 3,0 | |||
| BaCl2 | 0,3 | |||
| CaCl2 | 0,5 | |||
| CaCl2 | 0,9 | |||
| CuSO4 | 2,5 | |||
| CuSO4 | 0,65 | |||
| FeCl3 | 0,9 | |||
| FeCl3 | 1,7 | |||
| FeSO4 | 1,5 | |||
| FeSO4 | 3,5 | |||
| K2CO3 | 2,0 | |||
| K2CO3 | 0,6 | |||
| K2Cr2O7 | 2,5 | |||
| K2Cr2O7 | 0,4 | |||
| K2SO4 | 3,0 | |||
| K2SO4 | 1,2 | |||
| MgSO4 | 4,0 | |||
| MgSO4 | 1,6 | |||
| Na2CO3 | 0,5 | |||
| Na2CO3 | 3,5 | |||
| Na2SO4 | 3,5 | |||
| Na2SO4 | 1,7 | |||
| Pb(NO3)2 | 1,5 | |||
| Pb(NO3)2 | 2,5 | |||
| Pb(NO3)2 | 0,5 |
5.2. Напишите уравнение электролитической диссоциации раствора слабой кислоты и найдите концентрации ионов Н+ и кислотного остатка в моль/л в растворе нормальной концентрации с, если известна константа диссоциации Кдисс.
Таблица 5.2
| Вариант | Формула кислоты | Название кислоты | с,моль/л | Кдисс |
| HCOOH | Муравьиная | 0,005 | 1,810-4 | |
| CH3COOH | Уксусная | 0,005 | 1,7410-5 | |
| HNO2 | Азотистая | 0,05 | 5,110-4 | |
| C6H6COOH | Бензойная | 0,05 | 6,610-5 | |
| HIO4 | Иодная | 0,005 | 2,810-2 | |
| HIO3 | Иодноватая | 0,001 | 1,610-1 | |
| HF | Плавиковая | 0,01 | 6,810-4 | |
| HCN | Синильная | 0,1 | 6,210-10 | |
| HBrO | Бромноватистая | 0,1 | 2,510-9 | |
| C2H5COOH | Пропионовая | 0,01 | 1,3510-5 | |
| HCNS | Роданисто-водородная | 0,001 | 1,410-1 | |
| C6H4(OH)COOH | Салициловая | 0,001 | 1,110-3 | |
| HClO2 | Хлористая | 0,001 | 1,110-2 | |
| HClO | Хлорноватистая | 0,05 | 5,010-8 | |
| HCNO | Циановая | 0,01 | 3,510-4 | |
| HCOOH | Муравьиная | 0,02 | 1,810-4 | |
| CH3COOH | Уксусная | 0,01 | 1,7410-5 | |
| HNO2 | Азотистая | 0,01 | 5,110-4 | |
| C6H5COOH | Бензойная | 0,01 | 6,610-5 | |
| HIO4 | Йодная | 1,0 | 2,810-2 | |
| HIO3 | Йодноватая | 2,0 | 1,610-1 | |
| HF | Плавиковая | 0,05 | 6,810-4 | |
| HCN | Синильная | 0,5 | 6,210-10 | |
| HBrO | Бромноватистая | 0,5 | 2,510-9 | |
| C2H5COOH | Пропионовая | 0,05 | 1,3510-5 | |
| HCNS | Роданистово-дородная | 2,0 | 1,410-1 | |
| C6H4(OH)COOH | Салициловая | 1,0 | 1,110-3 | |
| HClO2 | Хлористая | 1,0 | 1,110-2 | |
| HClO | Хлорноватистая | 0,1 | 5,010-5 | |
| HCNO | Циановая | 0,05 | 3,510-4 |
5.3 Рассчитайте рН раствора соединения (кислоты или основания) и концентрации ионов Н+ и ОН- в растворе, содержащем m г соединения в объеме V мл расвтора ( = 1).
Таблица 5.3
| Вариант | Соединения | V, мл | m, г |
| HCl | 1,46 | ||
| HCl | 0,365 | ||
| HCl | 0,73 | ||
| HCl | 0,365 | ||
| NaOH | 0,04 | ||
| NaOH | 0,02 | ||
| NaOH | 0,1 | ||
| NaOH | 0,40 | ||
| KOH | 0,56 | ||
| KOH | 0,112 | ||
| KOH | 0,112 | ||
| KOH | 1,12 | ||
| HI | 2,56 | ||
| HI | 0,256 | ||
| HI | 1,28 | ||
| HI | 0,0256 | ||
| HBr | 1,62 | ||
| HBr | 0,81 | ||
| HBr | 0,81 | ||
| HBr | 0,162 | ||
| NaOH | 0,2 | ||
| NaOH | 0,4 | ||
| NaOH | 0,8 | ||
| NaOH | 6,0 | ||
| KOH | 8,4 | ||
| KOH | 2,8 | ||
| KOH | 1,68 | ||
| KOH | 0,28 | ||
| HCl | 1,46 | ||
| HCl | 0,73 |
5.4. Составьте ионное и молекулярное уравнение реакции гидролиза соли, выражение для константы гидролиза и оцените величину рН раствора.
Таблица 5.4
| Вариант | Соль | Вариант | Соль |
| AgNO3 | K2CO3 | ||
| AlCl3 | K2SO3 | ||
| CdBr2 | Na2CO3 | ||
| Al(NO3)3 | Na2SO3 | ||
| Cd(NO3)2 | Na2S | ||
| Col2 | NaNO2 | ||
| (NH4)2S | Al2S3 | ||
| Co(NO3)2 | CuCl2 | ||
| Cu(NO3)2 | FeCl2 | ||
| FeSO4 | Fe(NO3)3 | ||
| FeCl3 | MnSO4 | ||
| NH4NO3 | K2S | ||
| KNO2 | NaCN | ||
| KClO | FeCO3 | ||
| HCOOK | CH3COONa |
Основы электрохимии.
Примеры решения типовых задач
Пример 1. Для данного окислительно – восстановительного процесса: а)составьте реакции окисления и восстановления; б)укажите окислитель и восстановитель; в)составьте сокращенное ионное и полное молекулярное уравнения ионно – электронным методом; г)покажите переход электронов.
Дана схема окислительно-восстановительного процесса
K2MnO4 + K2SO4 + H2O KMnO4 + K2SO3 + KOH
Решение.
По приведенной схеме делаем вывод, что процесс протекает в щелочной среде (присутствует КОН, рН>7). Находим степени окисления всех элементов данной схемы:
Составляем возможные уравнения реакций окисления и восстановления, находим значения их стандартных электродных потенциалов:
| окис-ление | восста- новитель | |||
| +e = | восста- новле-ние | окисли- тель |
Составляем сокращенное ионное уравнение процесса и показываем переход электоронов:
S+4O32- + 2Mn+7O4- +2OH- = S+6O42- + 2Mn+6O42- + H2O.
2 е
Переходим к полному молекулярному уравнению, показываем переход электронов:
2KMn+7O4 + K2S+4O3 + 2KOH = 2K2Mn+6O4 + K2S+6O4 + H2O
2e
Пример 2. Составьте схему работы гальванического элемента, образованного двумя данными металлами, погруженными в растворы солей с известными активностями ионов, рассчитайте ЭДС этого элемента и .
Дано: Zn; Pb; растворы ZnSO4 и Pb(NO3)2;
Решение
Равновесие для первого электрода Zn ZnSO4 (0,01M).
Токообразующая реакция ZnO = Zn2+ + 2e.
Аналогично, для второго электрода Pb Pb(NO3)2 (0,001 M).
Токообразующая реакция Pb = Pb2+ + 2е.
При составлении гальванического элемента более отрицательным электродом будет система Zn Zn2+, более положительным – Pb Pb2+. Схема гальванического элемента примет следующий вид
(-)Zn ZnSO4(0,01 M) Pb(NO3)2 (0,001 M) Pb(+).
При наличии внешней цепи на электродах протекают следующие реакции
| Zn0 = Zn+2 + 2e | окисление | восстановитель | Анод | |
| Pb2+ + 2e = Pb0 | восстановление | окислитель | Катод |
Реакция в элементе в целом Zn0 + Pb2+ = Zn2+ + Pb0.
2e
Электродвижущая сила этого элемента может быть рассчитана как по ранее определенным электродным потенциалам, так и непосредственно.
1 вариант E298 = катода – анода = - = -0,2145 – (-0,822) = 0,6075 В.
2 вариант E298 = – = + - - = ( – ) + )) +
Если бы в условии были заданы металлы в разных степенях окисления, то следовательно бы использовать величины количеств электронов z1,z2.
Пример 3.При электролизе раствора данной соли металла током I, A, масса катода возросла на m грамм. Учитывая, что выход по току металла Bi, %, рассчитайте, какое количество электричества и в течение какого времени пропущено. Составьте схему электролиза.
Дано: CoSO4; I = 1,25 A; m = 1,0883 г; Bi = 72%.
Решение
Составляем схему электролиза с нерастворимым анодом. Электрохимическая система имеет следующий вид
(-) Fe CoSO4, H2O Ti (+).
В качестве покрываемого металла выбрано железо; нерастворимого анода– титан.
В растворе присутствуют следующие ионы и молекулы
СoSO4 Co2+ + (электролитическая диссоциация);
Сo2+ + 2H2O = Co(OH)2 + H2SO4 (гидролиз);
Сo2+ +2H2O = Co(OH)2 + 2H+, pH < 7, среда кислая.
Следовательно, при составлении схемы электролиза надо учитывать ионы Сo2+, , H+, молекулы СoSO4, H2O, Co(OH)2.
Реакции на электродах
А: 2H2O = O2 + 4H+ + 4e;
К: Co2+ + 2e = Co0; 2H+ + 2e = H2.
Из за выделения водорода на катоде совместно с восстановлением ионов Со (II) выход по току металла меньше 100%.
Схема электролиза водного раствора СoSO4 с нерастворимым анодом:
СoSO4
Катод Анод
Со2+
Co2+ + 2e = Co
Н+
4Н+
Н2О+ 4е.
,
2H+ + 2e = H2. 2H2O = O2 +
Далее составляем схему электролиза с растворимым анодом. Электрохимическая система:
(-) Fe CoSO4, H2O Co (+).
Реакции на электродах:
А: 2Co0 = 2Co2+ + 4e.
K: Сo2+ + 2e = Co0,
2H+ + 2e = H2.
Схема электролиза водного раствора CoSO4 с растворимым анодом:
CoSO4
Катод Анод
Со2+ Н+ + 4е.
Со2+
2H+ + 2e = H2
Co2+ + 2e = Co,
2Со0 = 2
Количество электричества по закону Фарадея составит
Оно пропущено в течение времени t: