английский для второй подгруппы.ОСНОВЫ ХИМИИ

10

Осадок сульфата стронция образуется, если ионное произведение С Sr2 С SO24 превышает произведение растворимости KSo SrSO4 . Согласно условию с учетом разбавления растворов при их смешивании (уменьшение исходной концентрации в два раза),

C Sr2 5 10 4 / 2 2,5 10 4 моль /дм3,

C SO24 5 10 4 / 2 2,5 10 4 моль /дм3.

Следовательно, ионное произведение

C Sr2 C SO24 2,5 10 4 2 0,625 10 7

меньше произведения растворимости (3,2 10 7):

C Sr2 C SO24 0,625 10 7 KSo SrSO4 3,2 10 7 ,

поэтому осадок сульфата стронция не образуется. Ответ: Осадок не образуется.

Задача 3.5. Как изменится молярная растворимость иодида серебра, если к его насыщенному раствору прибавить иодид ка-

лия до концентрации 1 моль дм3 ? Произведение растворимости иодида серебра KSo AgI 8,3 10 17.

Решение. Исходя из произведения растворимости иодида серебра KSo AgI [Ag ] [I ] 8,3 10 17, рассчитывают вначале, растворимость иодида серебра в чистой воде. Обозначив S [Ag ] [I ] C AgI , получают для растворимости S иодида серебра в чистой воде:

KSo AgI S2 8,3 10 17 ,

11

S C AgI 8,3 10 17 1/ 2 9,1 10 8 моль /дм3.

Далее рассчитывают растворимость S1 иодида серебра в присутствии одноименных иодид-ионов, исходя из произведения растворимости:

S1 [Ag ] KSo (Ag )[I ].

Равновесную концентрацию иодид-ионов [I ] можно принять равной концентрации иодида калия:

[I ] C KI 1,0 10 4 моль /дм3.

Тогда,

S1 8,3 10 17 1,0 10 4 8,3 10 13 моль /дм3.

Таким образом, при введении в раствор иодида серебра добавок иодида калия растворимость иодида серебра уменьшается в S / S1 9,1 10 8 / 8,3 10 13 1,1 104 раз за счет влияния одноименных иодид-ионов.

Ответ: Уменьшается в 11000 раз.

Задача 3.6. Вычислить растворимость BaF2 в 0,01 М молярном растворе HCl. Во сколько раз эта растворимость больше чем в чистой воде? KSo BaF2 1,73 10 6 ; KSo HF 7,4 10 4.

Решение. Обозначив растворимость BaF2 через S, получают [Ba2 ] S и [F ] 2S a , где а – доля F от общей концентра-

12

мость в HCl в 6 раз больше, чем в чистой воде. Ответ: Увеличится в 6 раз.

Задача 3.7. Вычислить молярную и нормальную концентрацию раствора H2SO4 по его массовой доле (30%) и плотности

(1,22 г см3 ).

Решение: M H2SO4 98,08 г моль; M 1/ 2H2SO4 49,04 г моль.

Молярная концентрация раствора H2SO4 равна:

C 1/ 2H2SO4 10 / M 1/ 2H2SO4

=30 1,22 10 7,5 моль /дм3, 49,04

где – массовая доля раствора H2SO4 , %; – плотность раствора H2SO4 , г см3.

Ответ: 3,7 моль /дм3 и 7,5 моль /дм3.

Задача 3.8. Сколько граммов KOH содержится в 250 см3

раствора, если на титрование 20 см3 этого раствора расходуется в среднем 18,40 см3 0,09234 М раствора HNO3 ?

Решение. Уравнение реакции при титровании:

KOH HNO3 KNO3 H2O.

Согласно принципу эквивалентности,

13

С KOH C HNO3 V HNO3 / V KOH =

= 0,09234 18,4020 = 0,08495 моль /дм3.

Находят массу KOH в 250 см3 (0,25 дм3 ) раствора:

m KOH C KOH M KOH V KOH

0,08495 56,1 0,25 1,19 г.

Ответ: 1,19 г.

Задача 3.9. Рассчитать количество иодата калия в растворе, если после замещения его действием избытка KI и кислоты, на

титрование заместителя I2 затрачено 21,45 см3 0,1010 М раство-

ра Na2S2O3.

Решение. Уравнение реакции при титровании:

I2 2Na2S2O3 2NaI Na2S4O6 ,

IO3 5I 6H 3I2 3H2O .

Согласно принципу эквивалентности,

n Na2S2O3 6n KIO3 ,

0,1010 21,45 6n KIO3 .

Отсюда,

n KIO3 0,1010 21,45 / 6 0,3610 ммоль,

m KIO3 n KIO3 M KIO3 0,3610 10 3 214,01 77 мг.

Ответ: Около 77 мг.

14

Задача 3.10. К 10 см3 анализируемого раствора KClO3 , подкисленного серной кислотой, добавили 20 см3 0,105 н. раствора FeSO4 , израсходовано 12,48 см3 0,076 н. раствора KMnO4. Сколько граммов KClO3 содержится в 250 см3 анализируемого раствора?

Решение. Уравнения реакций:

KClO3 6FeSO4 3H2SO4 KCl 3Fe2 (SO4 )3 3H2O,

в избытке

_____________________________________

ClO3 6Fe2 6H Cl 6Fe3 3H2O

остаток

MnO4 8H 5e Mn2 4H2O 6

________________________________________

2

5Fe MnO4 8H 5Fe3 Mn2 4H2O

(при записи этих уравнений в молекулярной форме все члены ионного уравнения нужно умножить на 2, так как в состав

Fe2 SO4 3 входят два иона Fe3 ).

M 16ClO3 16M KClO3 16 122,6 20,43 г/моль.

15

Принцип эквивалентности для данного случая обратного титрования:

n(FeSO4 ) n(KClO3 ) n(KMnO4 ) ,

С FeSO4 V FeSO4

= C(1/ 6KClO3 ) V(KClO3 ) C(1/ 5KMnO4 ) V(KMnO4 ).

Откуда молярная концентрация эквивалента анализируемого раствора KClO3 :

С 1 6KClO3 0,1050 20 0,076 12,48 10 0,1152 моль /дм3.

Масса KClO3 в 250 см3 (0,25 дм3 ) раствора:

m KClO3 C 16 KClO3 M 1 6KClO3 V KClO3

0,1152 20,43 0,25 0,5882 г.

Ответ: m KClO3 = 0,5882 г.

Задача 3.11. Построить кривую титрования 100 см3 0,10 М раствора хлороводородной кислоты 0,10 М раствором гидроксида натрия [5].

Решение. По условию Сo CT 0,10 M, Vo 100 см3 . До начала титрования:

[H ] Co 0,10 M , следовательно, pH 1,00 .

До точки эквивалентности:

[H ] Co Vo VT . Vo VT

16

Например, при добавлении 50 см3 раствора NaOH :

[H ] 0,10 100 50 3,3 10 2 M , следовательно, pH 1,48 . 100 50

В точке эквивалентности:

За точкой эквивалентности:

Например, при добавлении 101 см3 раствора NaOH :

[OH ] 0,10 101 100 5 10 4 M , pH 14 3,3 10,70 . 101 100

Результаты вычислений приведены в табл. 2.

Таблица 2 Значения pH при титровании 0,10 М раствора хлороводородной

кислоты 0,10 М раствором гидроксида натрия

17

По данным табл. 2 строим кривую титрования.

Кривая титрования 0,10 М раствора хлороводородной кислоты 0,10 М раствором гидроксида натрия

4.ЗАДАЧИ

4.1.Гравиметрический анализ

Задача 4.1. Воздушно-сухая соль содержит 7,50% влаги. Вычислить массу начальной навески, если после высушивания она составила 0,3736 г.

Ответ: 0,4039 г.

Задача 4.2. Смесь содержит по массе 50% хлорид-ионов. Какую навеску смеси надо взять, чтобы получить 0,5 г AgCl ?

Ответ: 0,31 г.

Задача 4.3. Какую навеску карналлита MgCl2 KCl 6H2O надо взять для анализа, чтобы получить 0,12 г прокаленного осадка Mg2P2O7 ? Известно, что карналлит содержит по массе около 20% прочих примесей.

18

Ответ: 0,39 г.

Задача 4.4. Какую навеску смеси, содержащей по массе 40% MgSO4 и 60% CoSO4 , надо взять для получения 0,2500 г прокаленного осадка BaSO4 ?

Ответ: 0,15 г.

Задача 4.5. Для определения алюминия, осаждаемого в виде Al OH 3 , требуется, чтобы раствор перед осаждением содержал около 0,05 г алюминия. Вычислить, какую следует взять навеску Al2 SO4 3 18H2O для такого определения.

Ответ: Около 0,62 г.

Задача 4.6. Какую навеску Ca3 PO4 2 следует взять для анализа, чтобы получить не более 0,3 г прокаленного осадка CaO?

Ответ: Не более 0,55 г.

Задача 4.7. Какую навеску смеси, состоящей из 40% NaCl и 60% KCl, надо взять для анализа, если требуется, чтобы проба содержала 0,10-0,15 г хлора?

Ответ: 0,18-0,27 г.

Задача 4.8. Какую навеску смеси, состоящей из 30% Na2SO4

и 70% K2SO4 , следует взять для анализа на содержание SO24 , чтобы вес прокаленного осадка BaSO4 был не более 0,2 г?

Ответ: не более 0,15 г.

Задача 4.9. Какую навеску Al SO4 3 надо взять, чтобы получить 0,093 г сухого осадка оксихинолята алюминия Al C9H6ON 3 ?

Ответ: 0 ,0346 г.

Задача 4.10. Какую навеску руды, содержащей около 20% железа, надо взять для определения железа в виде оксида железа? Масса гравиметрической формы должна быть не менее 0,1 г.

Ответ: Около 0,3 г.

Задача 4.11. Какую навеску железного купороса FeSO4 3H2O нужно взять для определения в нем железа в виде Fe2O3 , считая, что оптимальная масса Fe2O3 равна 0,2 г?

Ответ: Около 0,7 г.

Задача 4.12. Какой объём 0,10 н. раствора AgNO3 требуется для осаждения всего хлора из навески NaCl в 0,05 г?

19

Ответ: 8,6 см3 .

Задача 4.13. Сколько см3 0,20 н. раствора BaCl2 требуется для осаждения серы в виде BaSO4 из навески 0,5 г FeS2 ?

Ответ: 16,7 см3 .

Задача 4.14. Сколько см3 H2SO4 1,060 г/см3 требуется для осаждения всего бария в виде BaSO4 из раствора, содержащего 0,55 г чистого BaCl2 2H2O ?

Ответ: 2,28 см3 .

Задача 4.15. Какой объём HCl плотностью 1,200 г см3 требуется для растворения 10 г известняка, содержащего 95,5% CaCO3 и не растворяющихся в HCl примесей?

Ответ: 14,8 см3 .

Задача 4.16. Какой объём HNO3 плотностью 1,420 г см3 требуется для окисления и растворения навески пирита FeS2 в 0,5188 г? Принять, что HNO3 восстанавливается здесь до NO2 . Написать уравнение реакции.

Ответ: 4,1 см3 .

Задача 4.17. Сколько см3 0,25 М раствора оксалата аммония потребуется для осаждения Ca 2 из раствора, полученного при растворении 0,7 г CaCO3 ?

Ответ: Около 28 см3 .

Задача 4.18. 0,4 г сплава, содержащего по массе 20% серебра, растворим, и ионы серебра осадили 0,30 М раствором KSCN. Какой объём осадителя затратили на эту операцию?

Ответ: 2,5 см3 .

Задача 4.19. Какой объём 4%-го раствора NH4 2C2O4 H2O требуется для осаждения кальция раствора хлорида кальция, в котором предполагается содержание 0,05 г Ca 2 ?