Определение молярной массы эквивалентов металла
В задачах 1 – 14 определите молярные массы эквивалентов химических соединений и ионов, приведенных в таблице. Дайте определение понятиям: эквивалент, молярная масса эквивалентов вещества и ее размерность; дайте определение закона эквивалентов в современной трактовке и приведите его математическое выражение.
| № п/п | Кислота | Гидроксид металла | Соль | Оксид металла | Ион |
| H3AsO4 | Zn(OH)2 | Fe2(SO4)3 | Ag2O | PO43– | |
| H2SO4 | La(OH)3 | Cu(NO3)2 | CrO3 | NH4+ | |
| CH3COOH | Mn(OH)2 | (NH4)2SO4 | Co2O3 | CrO42– | |
| H2TeO4 | Fe(OH)3 | KClO4 | Cu2O | Fe3+ | |
| HCN | Ni(OH)2 | Cr2(SO4)3 | CdO | CO32– | |
| H3PO4 | Mn(OH)2 | Ca3(PO4)2 | Fe2O3 | MnO42– | |
| HMnO4 | Ti(OH)4 | Zn(NO3)2 | WO3 | ClO3– | |
| H2SiO3 | Ba(OH)2 | K2Cr2O7 | FeO | SO32– | |
| H4P2O7 | Al(OH)3 | LiClO4 | Cr2O3 | AsO33– | |
| H2Cr2O7 | Ca(OH)2 | Na2SO3 | Na2O | B4O72– | |
| HClO3 | NaOH | NiCl2 | ZnO | SiO44– | |
| H2MnO4 | Fe(OH)2 | K2MnO4 | Al2O3 | SO32– | |
| H2SeO3 | Co(OH)3 | CH3COONa | MnO2 | SeO32– | |
| H4SiO4 | Cr(OH)3 | MgSO4 | MgO | P2O74– |
В задачах 15 – 19 рассчитайте молярные массы эквивалентов серы, если известны химические формулы соединений, полученных в результате взаимодействия серы с другими веществами.
| № п/п | Соединение | Продукт реакции |
| с водородом | H2S | |
| с кислородом | SO2 | |
| с кислородом | SO3 | |
| с цинком | ZnS | |
| с углеродом | CS2 |
В задачах 20 – 22 рассчитайте молярные массы эквивалентов (г/моль-экв) в реакциях обмена (а и б). В реакции «а» гидроксида металла; в реакции «б» кислоты
| № п/п | Реакция |
| 20 а) б) | 2Zn(OH)2 + H2SO4 = Zn2(OH)2SO4 + 2H2O H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O |
| 21 а) б) | Al(OH)3 + 2HCl = Al(OH)Cl2 + 2H2O H3PO4 + 2KOH =K2HPO4 + 2H2O |
| 22 а) б) | Al(OH)3 + HCl = Al(OH)2Cl + H2O H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O |
В задачах 23 – 36 определите числа эквивалентности (z), факторы эквивалентности (f) и молярные массы эквивалентов окислителя и восстановителя (г/моль-экв) в следующих уравнениях окислительно–восстановительных реакций, протекающих в водном растворе. (Расчет вести на одну формульную единицу: атом, молекула, ион).
| № п/п | Ионные уравнения реакций |
| 3Cu + 2NO3– + 8 H+ = 3Cu2+ + 2 NO + 4H2O | |
| MnO4– + 8H+ + 2I– = I2 + Mn2+ + 4H2O | |
| MnO4– + 6H+ + NO2– = Mn2+ + NO3– + 3H2O | |
| Al + Cr2O72– + 14H+ = Al3++ 2Cr3++ 7H2O | |
| I– + IO3– + 6H+ = I2 + 3H2O | |
| SnO22– + Bi3+ + 2OH– = Bi + SnO32– + H2O | |
| Cr2O72– + 6I– + 14H+ = 3I2 + 2Cr3+ + 7H2O | |
| 2MnO4– + 16H+ + 10Fe2+ = 10Fe3+ + 2Mn2+ + 8H2O | |
| Cr2O72– + 3H2S + 8H+ = 2Cr3+ + 3S + 7H2O | |
| Cr2O72– + 3SO32– + 8H+ = 2Cr3+ + 3SO42– + 4H2O | |
| Zn + 4H+ + SO42– = Zn2+ + SO2 + 2H2O | |
| Mn2+ + 6OH– + H2O2 = MnO(OH)2 + O2 + 3H2O | |
| Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 | |
| H2S + 2NO3– + 2H+ = S + 2NO2 + 2H2O |
В задачах 37 – 44 рассчитайте массу, молярную массу эквивалентов, количество вещества эквивалентов вступившего в реакцию окислителя по известному количеству вещества эквивалентов вступившего в реакцию восстановителя (n, моль-экв). Используйте при решении задач закон эквивалентов.
| № п/п | Уравнение реакции | n |
| K2Cr2O7 + 7H2SO4 + 2Al = Al2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O | 0.05 | |
| 2KMnO4 + 4H2SO4 + 2KI =2K2SO4 + 2MnSO4 + I2 + 4H2O | 0.075 | |
| Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 | 0.25 | |
| 2KMnO4 + 4KOH + Na2SO3 = Na2SO4 + 2K2MnO4 + H2O | 0.04 | |
| 2KI + Cl2 =I2 + 2KCl | 0.02 | |
| K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 = 3I2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O | 0.025 | |
| Zn + 2H2SO4 = ZnSO4 + SO2 + 2H2O | 0.25 | |
| 2KMnO4 + 6HCl + 5KNO2 = 2KCl + 2MnCl2 + 5 KNO3 + 3H2O | 5.0 |
В задачах 45 – 52 рассчитайте массы вступивших в реакцию металлов с заданными значениями Mэкв (г/моль-экв), если при реакции металлов с кислотой выделяется известный объем водорода (V(Н2), л), измеренный при н.у.
| № п/п | ||||||||
| Mэкв. | 32,70 | 12,15 | 27,93 | 29,35 | 68,67 | 4,51 | 56,21 | 29,47 |
| V(H2) | 0,560 | 0,280 | 0,210 | 0,053 | 0,333 | 0,432 | 0,230 | 0,152 |
В задачах 53 – 62 вычислите молярные массы эквивалентов металлов и их оксидов (г/моль-экв), если известно, что при восстановлении водородом данной массы оксида металла (m1) образовалась известная масса воды (m2), молярная масса эквивалентов которой равна 9 г/моль-экв. Укажите металл.
| № п/п | ||||||||||
| m1, г | 13,57 | 7,98 | 6,85 | 20,35 | 33,48 | 14,37 | 19,89 | 25,76 | 36,18 | 62,0 |
| m2, г | 3,0 | 2,0 | 1,55 | 4,5 | 2,7 | 3,6 | 4,5 | 6,0 | 8,0 | 5,0 |
В задачах 63 – 72 подберите коэффициенты в уравнениях реакций, рассчитайте эквивалентные объемы (л/моль-экв, н.у.) газов – исходных веществ или продуктов реакции и вычислите количество эквивалентов вещества (моль-экв) в 1 л (н.у.) каждого газа.
| № п/п | Реакция |
| CaF2 + H2SO4 à CaSO4 + HF(г) | |
| Zn + H2SO4 à ZnSO4 + SO2(г) + H2O | |
| Al2O3 + Na2CO3 à NaAlO2 + CO2(г) | |
| NaCl + H2SO4 à NaHSO4 + HCl(г) | |
| FeS + HCl à FeCl2 + H2S (г) | |
| Na2SO3 + H2SO4 à Na2SO4 + SO2(г) + H2O | |
| KClO + CO2(г) + H2O à KHCO3 + HClO | |
| Na + H2O à NaOH + H2(г) | |
| Ca(OH)2 + CO2(г) à Ca(HCO3)2 | |
| NH4Cl + NaOH à NaCl + NH3(г) + H2O |
В задачах 73 – 84найдите объем (л, н.у.) сероводорода H2S, который необходим по закону эквивалентов для осаждения соответствующего сульфида из раствора, содержащего заданное количество молей эквивалентов nэкв (моль-экв) указанных катионов (Mn+).
| № п/п | ||||||
| Катион Mn+ | Zn2+ | Cu2+ | Hg2+ | Pb2+ | Bi3+ | Sn2+ |
| nэкв (Mn+), моль-экв | 0,41 | 0,38 | 0,57 | 0,21 | 0,95 | 0,88 |
| № п/п | ||||||
| Катион Mn+ | Ag+ | Ni2+ | Fe2+ | Co2+ | Mg2+ | Se3+ |
| nэкв (Mn+), моль-экв | 1,12 | 0,34 | 0,85 | 1,06 | 0,90 | 0,4 |
В задачах 85 – 94 используя закон эквивалентов, по нижеприведенным данным, вычислите молярные массы эквивалентов металла (г/моль-экв), если из данной массы соли металла m1 получена данная масса его гидроксида m2.
| № п/п | Соль металла | m1, г | m2, г | № п/п | Соль металла | m1, г | m2, г |
| хлорид | 11,108 | 7,408 | хлорид | 6,819 | 4,969 | ||
| ортофосфат | 19,044 | 12,673 | нитрат | 6,107 | 3,051 | ||
| сульфид | 1,740 | 1,78 | сульфат | 10,719 | 7,530 | ||
| сульфат | 15,955 | 9,755 | сульфид | 1,6937 | 1,713 | ||
| нитрат | 11,481 | 6,025 | ортофосфат | 8,674 | 6,540 |
В задачах 95 – 104 определите молярную концентрацию эквивалентов раствора сульфида натрия (Na2S), если при полном протекании химической реакции из данного объема раствора сульфида натрия V получена известная масса серы (m).
| № п/п | ||||||||||
| V, л | 0,1 | 0,15 | 0,05 | 0,1 | 0,25 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,45 | 0,8 |
| m, г | 1,6 | 2,4 | 0,8 | 3,2 | 6,4 | 7,5 |
В задачах 105 – 110 рассчитайте а) молярную массу эквивалентов металла Mэкв(M) г/моль-экв и укажите металл (принять степень окисления металла равной +2); б) объем кислорода, который требуется для окисления указанной массы металла если известен объем водорода (н.у.), выделившейся при взаимодействии данной массы металла m(M), с кислотой.
| №№ п/п | ||||||
| m(M), г | 0,24 | 0,48 | 0,652 | 0,328 | 2,82 | |
| V0(H2), см3 |
В задачах 111 – 120 вычислите массу (г) металла, объем (л, н.у.) кислорода, пошедший на окисление этой массы и молярную массу эквивалентов металла (г/моль-экв), если известна масса сульфида металла (m), полученная при реакции металла с 1,6 г серы. Укажите реагирующий металл.
| № п/п | ||||||||||
| m, г | 4,78 | 4,87 | 11,96 | 4,55 | 4,39 | 4,53 | 11,63 | 7,22 | 2,79 | 3,90 |
В задачах 121 – 130 вычислите молярные массы эквивалентов галогенов (г/моль-экв), если одна и та же масса металла соединяется с данной массой галогена (m) и с данным объемом кислорода (V), измеренным при нормальных условиях. При решении задачи используйте закон эквивалентов.
| № п/п | ||||||||||
| m , г | 3,55 | 7,6 | 11,42 | 5,64 | 2,37 | 15,2 | 1,38 | 7,60 | 4,05 | 5,76 |
| V, л | 0,56 | 2,24 | 0,80 | 0,25 | 0,37 | 4,48 | 0,097 | 0,34 | 0,64 | 0,40 |