Задача 190.
Определите концентрацию ионов в 0,6 н. растворе соли FeCl3 (α=1). Запишите уравнение диссоциации и определите количество ионов Fe3+ в 1 мл раствора.
Решение:
V (FeCl3) = 1 мл
α=1
Сn (FeCl3) = 0,6 н.
СFe3+ - ?
CCl- - ?
NFe3+ - ?
FeCl3 = Fe3+ + 3 Cl−
Для нахождения концентрации ионов используем следующее выражение:
С± = СМ×α×n, где n – число ионов, на которые распадается одна молекула.
α = 1, т.к. FeCl3 – сильный электролит (соль хорошо растворима в воде)
Молярная концентрация связана с молярной концентрацией эквивалента следующим выражением:
СM = Сn×MЭ/M,
где MЭ – молярная масса эквивалента.
MЭ (FeCl3) = M (FeCl3)/z = 162,5 / 3 = 54,2 (г/моль),
где z –фактор эквивалентности.
СМ (FeCl3) = 0,6×54,2/162,5 = 0,2 М.
Теперь можем найти концентрации Fe3+ и Cl−:
СFe3+ = 0,2×1×1 = 0,2 (моль/л)
CCl- = 0,2×1×3 = 0,6 (моль/л).
Количество ионов каждого вида определяется исходя из закона Авогадро, согласно которому 1 моль любого вещества содержит одинаковое количество структурных элементов (атомов, молекул, ионов и т.д.), равное числу Авогадро – 6,02·1023. Но сначала необходимо найти, сколько молей ионов Fe3+ содержится в 1 мл.
С = n/V
n = C×V
n = 0,2×0,001 = 0,0002 (моль)
NFe3+ = 0,0002×6,02·1023 = 1,2·1020 ионов
Ответ: СFe3+ = 0,2 моль/л; CCl- = 0,6 моль/л; NFe3+ = 1,2·1020 ионов.
Задача 211.
Определите, сколько граммов NaOH содержится в 1 л раствора, рН которого равен 10. Диссоциацию основания считать полной.
Решение:
рН = 10
V = 1 л
m (NaOH) - ?
NaOH = Na+ + OH−
pOH = - lg COH−
pOH = 14 – pH
COH− = 1014 – pH
COH− = 10-4 (моль/л)
С = n = 10-4 (моль/л)
Из уравнения диссоциации видно, что из 1 моль NaOH получается 1 моль OH−. Следовательно, n (NaOH) = n (OH−) = 10-4
m (NaOH) = n (NaOH)×M (NaOH)
m (NaOH) = 0,0001×40 = 0,004 (г)
Ответ: 0,004 г
Задача 236.
В молекулярной и краткой ионной формах запишите уравнения получения и гидролиза соли K2SO3 и рассчитайте рН ее 0,02 н. раствора, учитывая только первую степень гидролиза.
Решение:
Cn (K2SO3) = 0,02 н.
рН - ?
Реакция образования сульфита калия – взаимодействие сернистой кислоты со щелочью:
H2SO3 + KOH = K2SO3 + H2O
H+ + OH− = H2O
Гидролиз будет протекать по аниону:
K2SO3 + 2 H2O = Н2SO3 + 2 КOH
1 ступень: SO32− + HOH = НSO3− + OH−
2 ступень: НSO3− + НОН = SO32− + OH−
Расчет рН:
Гидролиз идет по первой ступени.
K2SO3 + H2O = КНSO3 + КOH
рН = - lg CH+
CH+ = CM·hгидр
hгидр = (Кгидр/ СМ)0,5
Кгидр = Кводы/ Ккисл
К (HSO3−) = 1,6·10-2 (из справочных данных)
Кводы = 10-14
СМ (K2SO3) = Сn (K2SO3)/2
СМ (K2SO3) = 0,02/ 2 = 0,01 (моль/л)
Кгидр = 10-14/ 1,6·10-2 = 6,25·10-13
hгидр = (6,25·10-13/0,01)0,5 = 7,9·10-6
рН = - lg (7,9·10-6·0,01) = 7,1
Ответ: 7,1
Задача 251.
На основании электронно-ионных схем составьте полные молекулярные уравнения окислительно-восстановительных реакций, установив восстановитель, окислитель и процессы окисления и восстановления.
Cu2S + HNO3 = Cu(NO3)2 + S + NO
KMnO4 + Na2SO3 + H2O = MnO2 + Na2SO4
Решение:
-
Cu2S + HNO3 = Cu(NO3)2 + S + NO
2 Cu+1 – 2 e = Cu+2 3 - восстановитель (процесс окисления)
N+5 + 3 e = N+2 2 – окислитель (процесс восстановления)
-
Cu2S + 16 HNO3 = 6 Cu(NO3)2 + 3 S + 4 NO + 8 H2O
-
KMnO4 + Na2SO3 + H2O = MnO2 + Na2SO4
S+4 – 2 e = S+6 3 – восстановитель (процесс окисления)
Mn+7 + 3 e = Mn+4 2 – окислитель (процесс восстановления)
2 KMnO4 + 3 Na2SO3 + H2O = 2 MnO2 + 3 Na2SO4 + 2 KOH