Полный текст:
Вариант 94.
№ 5.
В какой массе (г) MgCl2 содержится столько же эквивалентов, сколько в 78 кг Al(OH)3?
Дано:
m Al(OH)3 = 78 кг
Решение:
Найдем эквивалентную массу гидроксида алюминия:
m MgCl2 = ?
Следовательно в 78 кг Al(OH)3 содержится эквивалентов.
Отсюда 5098 эквивалентов MgCl2 составляют 47,5 г/моль?5098 = 242155 г = 242,16 кг
Ответ: 242155 г = 242,16 кг
№ 12.
Напишите электронные формулы атомов и ионов: Mg0, Mg2+.
Решение:
Электронные формулы имеют вид:
Mg0 1s22s22p63s2
Mg2+ 1s22s22p63s0
№ 15.
Какую высшую и низшую степени окисления и почему проявляет фосфор? Составьте формулы соединений этого элемента, отвечающие данным степеням окисления.
Решение:
Высшую степень окисления элемента определяет номер группы периодической системы Д.И. Менделеева, в которой он находится. Низшая степень окисления определяется количеством электронов, которое необходимо присоединить для образования устойчивой восьми электронной оболочки.
Фосфор находится в главной подгруппе V группы и имеют структуру внешнего энергетического уровня P 3s23p33d0.
Высшая степень окисления Р +5: P2O5.
Низшая степень окисления Р ?3: PCl3.
№ 24.
Вычислите тепловой эффект и напишите термодинамическое уравнение реакции горения 1 моля бутана (С4Н10). Сколько теплоты выделится при сгорании 2 м3 бутана (н. у.)?
Решение:
С4Н10 (г) + 6,5 О2 (г) = 4 СО2 (г) + 5Н2О (г) + Q
Используя следствие закона Гесса и стандартные энтальпии образования веществ, определяем энтальпии при протекании реакции:
?H0 = 4 ?H0 CO2 (г) + 5 ?H0 H2O (г) ? ?H0 C4H10 (г) =
4 ? (? 393,51) + 5 ? (? 241,81) + 124,7 = ? 2658,39 кДж/моль
?H0 = ? Q, следовательно, при сгорании 1 моля С4Н10 выделяется 2658,39 кДж теплоты.
В 2 м3 бутана содержится 2 / 22,4 = 0,089 моль.
Количество теплоты при сгорании 0,089 моль составит 0,089 ? 2658,39 = 236,6 кДж.
№ 32.
На сколько градусов следует повысить температуру системы, чтобы скорость протекающей реакции в ней возросла в 39 раз? Температурный коэффициент скорости реакции ? 2,5.
Дано:
v2/v1 = 39
? = 2,5
Решение:
Зависимость скорости реакции от температуры определяется правилом Ван-Гоффа
? T = ?
39 = 2,5 ? T / 10
?T/10 = 4,33
?T = 43,3 °С
Ответ: ?T = 43,3 °С
№ 43.
Вычислите молярную, эквивалентную, концентрации и моляльность раствора, если массовая доля NaOH 12%, плотность раствора 1,131 г/мл.
Дано:
? (NaOH) = 12 %
? = 1,131 г/мл
Решение:
;
;
С = ?
Сэ = ?
См = ?
Для NaOH Сэ = С, т.к. Э = 40 г/моль?экв.
Найдем сколько содержится NaOH в 1л раствора:
mв-ва = ?•mр-ра = 0,12•1000 = 120г,
? (NaOH) = m/M = 120/40 = 3моль
mр-ля = mр-ра ? mв-ва = 1000 – 120 = 880 г = 0,88 кг
моль/кг
3,4 моль /кг приходится на 0,88 кг
х моль/кг ? 1 кг
х = 3,4?1 / 0,88 = 3,86 моль/кг.
Ответ: 3,393 моль/л, 3,93 кг?экв./м3, 3,86 моль/кг.
№ 51.
Вычислите рН и рОН раствора иодоводородной кислоты HJ с молярной концентрацией 0,1 моль/л.
Дано:
С (HJ) = 0,1 моль/л
Решение:
pH = – lg [H+] pOH = 14 – pH
pH = – lg 0,1 рН = 1
рН = ?
рОН = ?
pOH = 14 – 1 = 13
Ответ: рН = 1, pOH = 13.
№ 55.
При смешивании растворов K2S и AlCl3 выпадает осадок (какой?). Составьте ионное и молекулярное уравнение реакции.
3 K2S + 2 AlCl3 + 6 H2O = 2 Al(OH)3 v + 3 H2S ^ + 6 KCl
Полное ионное уравнение:
6 K+ + 3 S2- + 2 Al3+ + 6 Cl- + 6 H2O = 2 Al(OH)3 v + 3 H2S ^ + 6 K+ + 6 Cl-
Сокращенное ионное уравнение:
3 S2- + 2 Al3+ + 6 H2O = 2 Al(OH)3 v + 3 H2S ^ + 6 K+ + 6 Cl-
№ 71.
Закончите уравнение ОВР, используя метод электронного баланса; укажите вещества, выполняющие функции окислителя и восстановителя.
Hg + 2 H2SO4 = HgSO4 + SO2 + 2 H2O
Hg0 ? 2 e? > Hg2- окисляется, восстановитель
SO42- + 4 H+ + 2 e? > SO20 + 2 H2O восстанавливается, окислитель
Hg0 + 4 H+ + SO42- > Hg2- + SO20 + 2 H2O
№ 110.
Определите, как изменится ЭДС стандартного гальванического элемента Al | Al3+ || Cr3+ | Cr, если концентрация ионов Al3+ увеличилась на 0,5 моль/л, а концентрация Cr3+ уменьшилась на 0,5 моль/л.
Решение:
(–) Al | Al3+ || Cr3+ | Cr (+) ?0 Al3+/Al = ? 1,66 В ?0 Cr3+/Cr = - 0,74 В
ЭДС рассчитывается как разность электродных потенциалов:
E = ?ок-ля – ?в-ля
E = – 0,74 – (– 1,66) = 0,92 В
По формуле Нернста находим электродные потенциалы при изменившихся концентрациях ионов в растворе:
C'(Al3+) – C0(Al3+) = 0,5 моль/л
В
C0(Cr3+) – C'(Cr3+) = 0,5 моль/л
В
E' = ?'(Cr3+) – ?'(Al3+) = – 0,22 – (– 0,51) = 0,29 B
?E = 0,92 – 0,29 = 0,63 B
Ответ: ЭДС уменьшится на 0,63 В.
№ 122.
Составьте схему процессов, происходящих на электродах, при электролизе водного раствора CuSO4 на медных электродах. Рассчитайте массу вещества, выделившегося на катоде за 300 с при пропускании через раствор тока силой 3 А.
Дано:
? = 300 с
I = 3 A
Решение:
Электролиз раствора сульфата меди:
(–) K: Cu2+, H2O
(+) A: SO42-, H2O
m в-ва = ?
Катионы металлов Сu2+ ? Au3+ при электролизе полностью восстанавливаются. Следовательно, будут протекать следующие процессы
на катоде: Сu2+ + 2 e- > Cu0
на аноде: 2 H2O ? 4 e- > O2 + 4 H+, так как кислородсодержащие ионы окисляются труднее.
Общее уравнение реакции:
CuSO4 + H2O __электролиз> 2 Cu + 2 H2SO4 + O2
Согласно закону Фарадея , F = 965000 Кл/моль
Находим массу эквивалента меди (II): МЭ (Cu2+) = M / В = 64 / 2 = 37 г/моль,
Ответ: масса выделившейся на катоде меди составила 0,35 г.
№ 130.
Алюминий склепан с медью. Какой из металлов будет подвергаться коррозии, если эти металлы попадут в кислую среду? Составьте схему гальванического элемента, образующегося при этом, и опишите процессы, происходящие на его электродах.
Решение:
При попадании в кислую среду возникнет гальванический элемент:
кислота | (+)Cu, Al(?) | кислота ?0 Al3+/Al = ? 1,66 В ?0 Cu2+/Cu = 0,34 В
Анодом выступает металл с меньшим электродным потенциалом, а катодом с – большим.
Более активный металл – алюминий – будет окисляться, передавая электроны атомам меди и переходить в раствор в виде ионов Al3+, одновременно будет происходить восстановление водорода.
(–) K: 2 H+ + 2 e- > H2
(+) A: Al0 – 3 e- > Al3
+