Задачи для самостоятельного решения

Эквиваленты основных классов соединений, закон эквивалентов

1. От чего зависит эквивалентная масса химического элемента?

2. Одинакова ли эквивалентная масса хрома в соединениях CrC13 и Cr2(SO4)3 ?

3. Одинакова ли эквивалентная масса железа в соединениях FeCl2 и FeCl3?

4. Одинакова ли эквивалентная масса кислот H2SO4 и H2SO3? Одинаков ли фактор эквивалентности этих кислот?

5. При сгорании 500 г металла образуется 944 г оксида металла. Определить эквивалентную массу металла.

6. эквивалентная масса трехвалентного металла равна 9 г/моль. Вычислить атомную массу металла.

7. При восстановлении водородом 10,17 г оксида двухвалентного металла образовалось 2,25 г Н2О, эквивалентная масса которой равна 9 г/моль. Вычислить эквивалентную массу оксида, металла и атомную массу металла.

8. Медь образует два оксида. На определенное количество меди при образовании первого оксида пошло вдвое больше кислорода, чем при образовании второго. Каково отношение валентности меди в первом оксиде к ее валентности во втором?

9. Определить эквивалентные массы металла и серы, если 3,24 г металла образуют 3,48 г оксида и 3,72 г сульфида.

10. На восстановление 1,80 г оксида металла израсходовано 883 мл водорода, измеренного при нормальных условиях. Вычислить эквивалентные массы оксида и металла.

11. При растворении 1,11 г металла в кислоте выделилось 404,2 мл водорода, измеренного при 19оС и 770 мм ртутного столба. Вычислить эквивалентную и атомную массы металла, если металл двухвалентен.

12. Мышьяк образует два оксида, из которых один содержит 65,2 % (мас.) As, а другой - 75,7 % (мас.) As. Определить эквивалентные массы мышьяка в обоих случаях.

13. Вычислить валентность мышьяка в соединении его с серой, в котором на 1 г мышьяка приходится 1,07 г серы, эквивалентная масса которой 16.

14. На реакцию с 0,4375 г соли израсходовали 0,1400 г NaOH. Вычислить эквивалентную массу соли.

15. На осаждение хлорид-ионов, содержавшихся в 0,3333 г соли, израсходовали 0,5440 г AgNO3. Вычислить эквивалентную массу соли.

16. В каком количестве вещества NaOH содержится столько же эквивалентов, сколько в 140 г КОН.

17. Вычислить эквивалентную массу Са3(РО4)2, зная, что 6,2 г его прореагировали с 3,923 г H2SO4, эквивалентная масса которой 49,04. Чему равен фактор эквивалентности Са3(РО4)2?

Эквивалент в данной химической реакции

1. Определить фактор эквивалентности H2SO4 в реакциях образования с раствором КОН а).КНSO4, б). К2SO4.

2. Написать уравнения реакций Fe(OH)3 c cоляной кислотой, при которых образуются следующие соединения железа: а) Fe(OH)2С1, б) Fe(OH)С12, в) FeС13. Вычислить эквивалентные массы Fe(OH)3 в каждой из этих реакций.

3. Избытком соляной кислоты подействовали на растворы а) Са(НСО3)2, б) AlOHCl2. Написать уравнения реакций этих веществ с НС1 и определить их факторы эквивалентности.

4. Вычислить эквивалентную массу H2SO4 в реакциях с цинком; гидроксидом натрия, зная, что при взаимодействии H2SO4 с NaOH образуется кислая соль.

5. Вычислить эквивалентные массы KNO3, CuSO4, FeCl3 при замещении одного, двух, трех атомов водорода.

6. Вычислить эквивалентные массы Cr2(SO4)3, Ва(ОН)2, NaOH при замещении одного, двух, трех атомов водорода.

7. Вычислить эквивалентные массы Al(OH)3 в реакциях, выраженных уравнениями

Al(OH)3 + Hcl ® Al(OH)2Cl + H2O

Al(OH)3 + 3HNO3 ® Al(NO3)3 + 3H2O.

1. Вычислить эквивалентную массу Al2(SO4)3 при взаимодействии c NaOH:

Al2(SO4)3 + 6NaOH ® 2Al(OH)3¯ + 3Na2SO4.

2. Вычислить эквивалентную массу KAl(SO4)2 при взаимодействии с КОН:

KAl(SO4)2 + 3KOH ® Al(OH)3 +K2SO4.

10. Вычислить эквивалентную массу Са(ОН)2 по уравнениям реакций

Са(ОН)2+НС1 ® СаОНС1 + Н2О,

Са(ОН)2 + 2НС1 ® СаС12 + 2Н2О.

11. Cоставить уравнения реакций между кислотами и основаниями, приводящими к образованию солей NaNO3, NaHSO4, NaH2PO4. Сравнить факторы эквивалентности кислот, участвующих в реакциях.

12. Написать уравнения реакций между кислотой и основанием, в которых фактор эквивалентности кислоты был равен 1; 1/2.

13. Вычислить эквивалентную массу СО2 в реакциях образования с раствором NaOH: а) NaНСО3, б) Na2СО3.

14. Вычислить эквивалентную массу соли KHSO4 по уравнению реакции

KHSO4 + BaCl2 ® BaSO4 + Kcl + Hcl.

15. Вычислить эквивалентную массу основной соли Cu(OH)Cl по уравнению реакции

Cu(OH)Cl + H2S ® CuS + Hcl + H2O.

СОСТАВ РАСТВОРОВ

Состав раствора ( в частности, содержание в нем растворенного вещества) может выражаться разными способами - как с помощью безразмерных величин (долей или процентов), так и через размерные величины - концентрации.

Массовая доля - отношение массы растворенного вещества (mВ) к массе раствора (mР):

w = mВ /mР.

Если w выражать в процентах, то w % = w × 100 %. Массовую долю, выраженную в процентах, не совсем корректно называют процентной концентрацией или процентным содержанием.

Поскольку mp, плотность (r, г/мл) и объем (V, мл) раствора связаны уравнением

mР = V×r,

то

w= mВ/(r×V).

С другой стороны, mР= mВ+ m, где m - масса растворителя, тогда

w = mВ /(mР+ m).

Замечание: наиболее часто встречающаяся ошибка - несоблюдение единой системы размерностей r и V. Для того, чтобы ее избежать, указывайте размерности всех величин в арифметических выражениях.

Пример 1

Какая масса хлорида калия содержится в 750 мл 10 % - раствора, r которого 1,063 г/мл?

Решение

mHCl = r×V×(w %/ 100%) = 1,063 г/мл × 750 мл× (10/100) = 79,7 г.

Пример 2

Какую массу НС1 следует растворить в 250 г Н2О для получения 10 % - раствора НС1?

Решение:

Способ 1. 250 г Н2О составляют 90 % массы раствора, а масса НС1 - 10 %, поэтому имеем пропорцию

250 - 90

х - 10,

откуда х =250×10/90=27,7 г.

Способ 2. По определению w = mВ /(mР+ m), т. е. 0,1=mВ/(250+mВ), откуда mВ = 27,7г.

Пример 3

В 450 г воды растворили 50 г CuSO4×5H2O. Вычислить процентное содержание кристаллогидрата и безводной соли в полученном растворе.

Решение

Общая масса раствора составляет 500 г. Процентное содержание кристаллогидрата находим из пропорции

500 г раствора - 100 %

50 г растворенного вещества - х %,

откуда х = (50 г × 100 %) / 500 г = 10 %=w(CuSO4×5H2O)%.

Мольная масса CuSO4×5H2O равна М(CuSO4)+5×M(H2O)= =160+5×18=250 г/моль, а мольная масса CuSO4 - 160 г/моль. Следовательно, массовая доля CuSO4 в CuSO4×5H2O составляет 160/250=0,64, тогда масса СuSO4 в 50г CuSO4×5H2O равна 50×0,64=32 г, а процентное содержание CuSO4 в полученном растворе составляет w(CuSO4)%=(32 г/500 г)×100 % = 6,4 %.

Молярная концентрация (молярность, См) - отношение количества растворенного вещества (n, моль) к объему раствора (V, л), в котором содержится это количество вещества:

См = n/V.

В текстах молярную концентрацию сокращенно указывают числом, после которого стоят буква М и формула растворенного вещества. Так, 3 М НС1 означает, что в каждом литре раствора содержится 3 моля НС1, т.е. См = 3 моль/л.

Эквивалентная концентрация (нормальность, Сн или Сэ) - отношение количества эквивалентов растворенного вещества (n, моль экв, или сокращенно экв) к объему раствора, в котором растворено это вещество:

Сн = n/V.

В текстах нормальность сокращенно указывают числом, после которого стоят буква Н (или N) и формула растворенного вещества. Так, 2 Н H2SO4 означает раствор, в каждом литре которого содержится 2 моля эквивалентов H2SO4, т.е. Сн2SO4)= 2экв/л.

Пересчет См в Сн и наоборот

Поскольку Сн = n/V=(m/Э)/V, а Э = М×f, то Сн = (m/M)/(V×f) = См/f, т.е.

Снм/f или Смн×f.

Пример 4

Чему равна молярность 0,2 Н раствора Сr2(SO4)3?

Решение

См = Cн×f, f = 1/6 Þ См= 0,2×1/6 = 0,0333 M

Пересчет Сн и См в массовую долю и обратно

Поскольку w = mВ/mР Þ mВ = w×mР,

n = mВ/M Þ n = w×mР/M (1)

С другой стороны,

См = (mВ/M)/V = n/V Þ n= Cм×V=Cм×(mР/r). (2)

Объединяя формулы (1) и (2), получим

w = См×M/r или Cм = w×r/M

Наши рекомендации