химия вариант 4
.PDF
ВАРИАНТ 4
4. Произведение растворимости (ПР) для карбоната кальция при 25 0С равно 4,8·10-9. Определите концентрацию ионов кальция и CO32 в граммах на литр в насыщенном растворе.
Дано: ПР = 4,8∙10–9 (моль/л)2.
Найти: cCa2 , cCO32 .
Решение. Карбонат кальция диссоциирует на ионы Ca2+ и CO32 : CaCO3 Ca2 CO32 ,
причём, как видно из уравнения диссоциации, молярные концентрации этих ионов одинаковы:
Ca2 |
CO2 . |
||
|
|
|
3 |
Произведение растворимости равно произведению молярных концентраций этих ионов в насыщенном растворе:
|
|
ПР Ca2 CO2 |
Ca2 |
2 |
CO2 2 |
, |
||||||||
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
3 |
|
||
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ca2 |
CO2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
4,8 10 9 |
|
6,928 10 5 |
|
||||||
|
|
ПР |
|
|
моль/л. |
|||||||||
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Концентрации в г/л равны произведениям молярных концентраций на молярные массы ионов:
|
c |
Ca2+ |
M |
Ca2+ |
6,928 10 5 40 2, 771 10 3 |
г/л, |
|||
|
Ca2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
c |
CO2 M |
CO32 |
6,928 10 5 60 4,157 10 3 |
г/л. |
||||
|
CO32 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
Ответ: c |
2, 771 10 3 г/л, |
|
|
|
c |
|
4,157 10 3 г/л. |
|
|
Ca2 |
|
|
|
|
|
CO2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
14. Водородные показатели двух вод равны 5,5 и 6,5. Чему равно соотношение концентраций ионов водорода в первом и втором растворах?
Дано: pH1 = 5,5, pH2 = 6,5.
Найти: [H+]1 / [H+]2.
Решение. Т.к.
pH = –lg [H+],
где [H+] – концентрация ионов H+, выраженная в моль/л, то
[H+]1 = 10–5,5 моль/л, [H+]2 = 10–6,5 моль/л,
и
[H+]1 / [H+]2 = 10–5,5 / 10–6,5 = 10.
Ответ: 10.
24. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза Cr2(SO4)3. Какую реакцию будет иметь раствор этой соли?
Решение.
1-я стадия гидролиза:
Cr2 SO4 3 2H2O 2CrOHSO4 H2SO4 ,
2Cr3 3SO24 2H2O 2CrOH2 3SO24 2H , Cr3 H2O CrOH2 H .
2-я стадия гидролиза:
2CrOHSO4 2H2O Cr OH 2 2 SO4 H2SO4 ,
CrOH2 SO24 H2O Cr OH 2 SO24 H ,
CrOH2 H2O Cr OH 2 H .
3-я стадия гидролиза: Cr OH 2 2 SO4 2H2O 2Cr OH 3 H2SO4 ,
2Cr OH 2 SO24 2H2O 2Cr OH 3 SO42 2H ,
Cr OH 2 H2O Cr OH 3 H .
Т.к. в результате гидролиза образуются ионы H+, то раствор будет иметь кислую реакцию, pH < 7.
34. В воде в растворенном состоянии содержится 213 мг/л сульфата натрия, 15 мг/л карбоната кальция. Выразите концентрацию этих солей в мг·экв/л.
Дано: c(Na2SO4) = 213 мг/л, c(CaCO3) = 15 мг/л. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Найти: cэкв(Na2SO4), cэкв(CaCO3). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Решение. Делим исходные |
концентрации |
на |
|
молярные массы эквивалентов солей |
|||||||||||||||
(Э(Na2SO4) = 142 / 2 = 71 г/моль, Э(CaCO3) = 100 / 2 = 50 г/моль): |
|||||||||||||||||||
c |
Na SO |
|
|
c Na2SO4 |
|
|
213 |
3 |
мг экв/л, |
||||||||||
4 |
Э Na2SO4 |
|
|||||||||||||||||
экв |
|
2 |
|
|
|
|
|
71 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
c |
|
CaCO |
|
|
|
|
|
c CaCO3 |
|
|
|
|
15 |
0,3 |
мг экв/л. |
||||
|
|
|
Э CaCO3 |
|
|
|
|
||||||||||||
экв |
|
3 |
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Ответ: cэкв Na2SO4 3 |
мг экв/л, |
|
cэкв CaCO3 0,3 мг экв/л. |
||||||||||||||||
44. В каком соотношении необходимо смешать кислые и щелочные сточные воды для полной нейтрализации щелочи, зная, что щелочность сточных вод равна 10 мг·экв/л, а кислотность – 20 мг·экв/л?
Дано: cщ = 10 мг·экв/л, cк = 20 мг·экв/л.
Найти: Vк / Vщ.
Решение. По закону эквивалентов
cщVщ = cкVк,
откуда
Vк / Vщ = cщ / cк = 10 / 20 = 1 / 2.
Ответ: Vк : Vщ = 1 : 2.
54. Сколько г·ионов кальция содержится в 1 м3 воды, кальциевая жесткость которой равна 3 мг·экв/л?
Дано: V = 1 м3, ЖCa2 3 мг экв/л.
Найти: n(Ca2+).
Решение.
n Ca2+ =VЖCa2 / z Ca2+ 1000 л 3 мг экв/л / 2 1500 мг ион 1,5 г ион,
где z Ca2+ = 2 – эквивалентное число иона Ca2+.
Ответ: 1,5 г·ион.
64. Определите дозу извести при коагуляции с подщелачиванием, если доза коагулянта
142,5 мг/л безводного Al2(SO4)3, а щелочность исходной воды 1,5 мг·экв/л? |
|||||||
Дано: c(Al2(SO4)3) = 142,5 мг/л, Щ0 = 1,5 мг·экв/л. |
|
||||||
Найти: c(CaO). |
|
|
|
|
|
|
|
Решение. По закону эквивалентов, требуемая щёлочность равна |
|||||||
Щ |
c Al2 |
SO4 3 |
|
142,5 |
2,5 мг·экв/л, |
||
Э Al2 |
SO4 3 |
|
57 |
||||
|
|
|
|||||
где Э Al2 SO4 3 = 342 / 6 = 57 г/моль – эквивалентная молярная масса Al2(SO4)3.
Доза извести для увеличения исходной щёлочности до требуемой:
c CaO Щ Щ0 Э CaO 2,5 1,5 28 28 мг/л,
где Э CaO = 56 / 2 = 28 г/моль.
Ответ: 28 мг/л.
74. Каковы основные приемы технического воздействия на микробное население воды? Ответ. Методы обеззараживания воды можно классифицировать на четыре основные группы: термический, с помощью сильных окислителей, олигодинамия (воздействие ионов благородных металлов), физический (с помощью ультразвука, радиоактивного излучения, ультрафиолетовых лучей). Наиболее широко применяют методы второй группы. В качестве окислителей используют хлор, диоксид хлора, озон, йод, перманганат калия, пероксид водорода, гипохлорит натрия и кальция. Чаще всего применяют хлор.