Примеры А и Б части

Дано:

Решение

mCdO + ZnO = 10 г

Составляем схему разделения оксидов и за-

3

писываем уравнения реакций по стадиям:

Vo(CO2) = 300 см

1. Растворение оксидов кадмия и цинка в

ωCdO – ? ωZnO – ?

H2SO4:

У

mCd – ?

CdO + H2SO4 = CdSO4 + H2O;

ZnO + H2SO4

= ZnSO4

+ H2O.

Н

2. Осаждение гидроксидов кадмия и цинка гидроксидом натрия

Б

при стехиометрическом соотношении солей и гидроксида Тнатрия:

CdSO4 + 2NaOH = Cd(OH)2↓ + Na2SO4;

й

ZnSO4 + 2NaOH = Zn(OH)2↓ + Na2SO4.

3. Растворение амфотерного

гидроксида

цинка в избытке щелочи:

р

Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4].

избыток

аствор

мая соль

Так как Na2[Zn(OH)4] –

аств

имая соль, то в осадке остается

т

только гидроксид кадмия.

4. Отделение осадка Cd(OH)2 т раствора фильтрацией, промыв-

ка, сушка.

и

2

2

з

о

5. Разложен е осадка Cd(OH)2 при нагревании:

о

t

t

СdO + H O↑.

п

Cd(OH)

6. В сстан вление CdO оксидом углерода (II) при нагревании:

е

CdO + CO Cd

+

CO2.

112,4 г

22,4 л

где mCd = 112,4 г/моль,

mCd

0,3 л,

Роткуда

112,4 0,3

mCd

=

= 1,5 г.

22,4

CdO

Cd

128,4г

112,4 г

mCdO

1,5 г,

где MCdO = 128,4 г/моль,

Т

откуда mCdO =

128,4 1,5

= 1,71 г.

У

112,4

Определяем

Б

mCdO

ωCdO =

100

=

1,71

·100 = 17,1 %.Н

mсмеси

й

10

и

ωZnO = 100 – 17,1 = 82,9 %.

Ответ: ωZnO = 82,9 %, ωCdO = 17,1 %; mCd = 1,5 г.

о

3. При растворении 0,5 г алюминиевой бронзы, состоящей из

меди и алюминия, в хл р в дрдной кислоте выделилось 43,56 см3

водорода, собранного над в д й и измеренного при 300 К и

740 мм рт. ст. Давлен епаров водыпри 300К равно 26,74 мм рт. ст.

Определить состав сплават(% мас.).

и

Решение

Дано:

mбронзы = 0,5зг

В соответствии со следствием из

HCl – раств ритель

е

о

ряда стандартных электродных по-

VH2 = 43,56 см

3

тенциалов металлов в хлороводо-

Р

Т =п300 К

родной кислоте могут растворяться

= 740 мм рт. ст.

только те металлы, у которых

H2O = 26,74 мм рт. ст.

oMe n/Me < 0.

Cu ?

Al ?

oCu 2/Cu = + 0,34 В,

oAl 3/Al = –1,67 В.

Следовательно, в хлороводородной кислоте из сплава будет рас-

творяться только алюминий.

У

Уравнение реакции имеет вид

Н

Al + HCl = AlCl3 + H2↑.

Al – 3e = Al3+

НОК

ДМ

2

Б

Т

3

1

H+ + e = H

3

6

2Al + 6H+ = 2Al3+ +

3H2

и

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑.

р

Массу алюминия в сплаве можно йассчитать по полученному

уравнению реакции:

о

2МAl – 3 · 22400 см3 Н2.

и

mAl –

V0(H2) .

Откуда

т

о

2 MAl V0(H2)

зmAl

,

(12.2)

где

3 22400

= 27 г/моль

МAl

Объпм водорода при н.у. V0(H2) рассчитываем по объединенно-

му уравнению газового состояния:

Р

PH2 VH2

P0 V0(H2)

.

T

T0

V

=

PH2 VH2 T0

=

0(H2 )

T P0

(P PH2O) VH2 T0

У

=

(740 26,74) 43,56 273

3

.

37,2 cм

T P0

300 760

где РН2 Р Р(Н2О) .

Подставляя величину V0(H2) в формулу (12.2), получаемТ

2 MAl

V0(H2 )

2 27 37,2

Б

Н

mAl

0,03 г .

3 22400

й

3 22400

Рассчитываем содержание металлов в сплаве:

m

р

0,03

Al

Al

100

0,5и100 6% мас.

m

о

спл

Сu

100 Al 100 6 94% мас.

Ответ:

и

94% мас.

6%

мас.,

Al

тCu

п

з13. КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

е

о

УРОВЕНЬ А

Р

n

[Fe2 ][CN ]6

й2

Pt4+ + 2NH3 + 2Cl- <=> [Pt(NH3)2Cl2]2+;

р

]

βn

[Pt(NH3)2Cl2

.

о

2

2

[Pt

4

]

][NHи] [Cl

3

и

УРОВЕНЬ В

1. Определ ть заряд комплексного иона, степень окисления и

з

координационное чтсло комплексообразователя в каждом из

о

соединений

п

K4[Mo(CN)8],

[PtCl4(NH3)2].

На исать уравнения диссоциации этих соединений в вод-

ных растворах.

Р

Дано:

Решение:

K4[Mo(CN)8],

Диссоциация комплексных со-

е

[PtCl4(NH3)2]

единений протекает с отщеплением

Заряд комплексного иона – ?

ионов внешней сферы по типу дис-

Меn+ – ?

социации сильныхэлектролитов:

кч – ?

K4[Mo(CN)8] = 4К+ + [Mo(CN)8]4-.

х

+ 8 CN-.

У

[Mo(CN)8]4- <=> Мох

Степень окисления комплексообразователя (х) определяется по

заряду комплексного иона:

Т

[Mo(CN)8] 4-.

Н

Б

-

марному числу лигандов (CN), окружающих комплексообразова-

тель, т.е. кчМо4 = 8.

й

и

Так как соединение [PtCl4(NH3)2] не содержит внешней сферы, то

его заряд равен нулю (неэлектрол т) для него наблюдается только

[Pt(NH3)2Cl4]

0

<=> Рt

x

0

-

.

+ 2NH3 + 4Cl

x + 2 · 0 + 4р· (–1) = 0,

x = +4,

т.е. заряд комплексообразоваоеля Рt4+, а

кч Pt4+ = 6.

з

Ответ: [Mo(CN)8]4-,т[PtCl4(NH3)2]0; Мо4+, Pt4+; кчМо4

=8; кчPt4 = 6.

о

2. К нстантыинестойкости комплексных ионов [Fe(CN)6]4- и

п

[Fe(CN)6]3-

с тветственно равны 1·10-37 и 1·10-44. Написать выра-

жения к нстант нестойкости этих ионов и рассчитать константы

е6

их устойчивости. Какой из комплексных ионов является более

прочным?

Решение

Дано:

[Fe(CN) ]4-

Диссоциация комплексных ионов – про-

[Fe(CN)6]3-

Р

цесс обратимый и количественно характе-

6]

4

)

– ?

n([Fe(CN)

ризуется константами нестойкости.

n([Fe(CN)6]3 )

– ?

[Fe(CN)6]4- <=> Fe2+ + 6CN-;

[Fe2 ][CN ]6

KH

= 1·10-24;

[Fe(CN)6

4 ]

[Fe(CN)6]3- <=> Fe3+ + 6CN-;

У

Kн

[Fe3 ][CN ]6

= 1·10-3.

Т

[Fe(CN)63 ]

Н

Константы устойчивости – константы равновесия обратных про-

цессов (образования комплексных ионов).

Fe2+ + 6CN- <=> [Fe(CN)6]4-;

4 ]

й

[Fe(CN)6

1

1

= 1024;

n

[Fe2 ][CN ]6

KH 1 10 Б24

рн

Fe3+ + 6CN-

<=> [Fe(CN)6]3-;

ойчивости

1

[Fe(CN)63

]

и1

31

n

= 10 .

т

3-

K

31

[Fe

3

][CN

6

1 10

]

и

комплексного иона [Fe(CN)6]3-

Значение констан ы ус

больше константы ус ойч вос и комплексного иона [Fe(CN)6]4-. Зна-

чит, комплексный

он [Fe(CN)6]

болеепрочный.

Ответ: комплексный ион [Fe(CN)6]3- более прочный.

п

3. С ставитьзформулы следующих комплексных соединений с

координаци нным числомплатины(IV), равномшести: PtCl4·6NH3;

е

PtCl4·4NHо3; PtCl4·2NH3. Написать уравнения диссоциации этих

сол й в водном растворе и назвать их.

Решение

Дано:

PtCl4·6NH3

В

состав

внутренней

сферы включается

PtCl4·4NH3

шесть лигандов. В первую очередь – молекулы

РPtCl4·2NH3

аммиака и затем до координационного числа

шесть – ионы хлора. Остальные ионы хлора

Комплексные

соединения – ?

образуют внешнюю сферу.

PtCl4·6NH3 → [Pt(NH3)6]Cl4 = [Pt(NH3)6]4+ + 4Cl-;

[Pt(NH3)6]4+ <=> Pt4+ + 6NH3 ;

PtCl4·4NH3 → [Pt(NH3)4Cl2]Cl2 = [Pt(NH3)4Cl2]2+ + 2Cl- ;

У

[Pt(NH3)4Cl2]2+ <=> Pt4+

+ 4NH3 + 2Cl-;

PtCl4 ·2NH3 → [Pt(NH3)2Cl4] <=> Pt4+ + 2NH3 + 4Cl- ;

[Pt(NH3)6]Cl4 – хлорид гексаамминплатины (IV);

Н

[Pt(NH3)4Cl2]Cl2 – хлорид дихлоротетраамминплатины (IV);

Б

Т

[Pt(NH3)2Cl4] – тетрахлородиамминплатина.

УРОВЕНЬ С

й

в 0,01 M растворе

1. Определить концентрацию ионов Ag+

K[Ag(CN)2], содержащем кроме того 0,05 моль/л NaCN. Константа

устойчивости комплексного иона[Ag(CN)2]- равна 1·1021.

р+

Дано:

и

Решение

n

= 1·1021

т

cK[Ag(CN)2

Равновесную

концентрацию ио-

0,01моль/л

]

н в Ag

можно определить из выра-

c

и

жения

константы устойчивости

NaCN

з

о

[Ag+] – ?

комплексного иона:

о

Ag+

+ 2CN- <=> [Ag(CN)2]-.

(13.1)

п

n

[Ag(CN)2

]

= 1·1021 .

(13.2)

2

[Ag

][CN

]

Р

Вв д ние в раствор комплексной соли сильного электролита

еNaCN, который диссоциирует по уравнению

Обозначим равновесную концентрацию ионов серебра в новых

условиях через х:

У

[Ag+] = х, моль/л.

Т

Общая равновесная концентрация [CN-] равна сумме концентра-

ций CN-, образовавшихся при диссоциации NaCN и [Ag(CN)2]-:

Б

[CN-] =

cCN +

cCN ;

й

Н

из [Ag(CN)2]-

из NaCN

из [Ag(CN)2]-

c

и

CN

р

из NaCN

c

.

= cNaCN

· α ·n

CN

CN

т

cCN =

Так как NaCN сильный электр лит, α = 1, nCN

= 1, то

и

о

= 0,05 моль/л. Тогда

з

о

[CN-] = (2х + 0,05), моль/л.

п

Концентрацию иона [Ag(CN)2]- определяем из уравнения пер-

вичной дисс циации

Р

K[Ag(CN)2] = К+ + [Ag(CN)2]- .

c

c

K[Ag(CN)

2 )]

· α · n; α = 1, так как первичная диссо-

е[Ag(CN)2 )]

циация протекает по типу диссоциации сильных электролитов, n = 1:

c

2 )]

0,01 моль/л.

[Ag(CN)

Тогда равновесная концентрация иона [Ag(CN)2-]

[Ag(CN)2-] = (0,01 – х) моль/л.

Подставляем полученные данные в выражение (13.2):

У

0,01 х

1·1021 .