V. Типовые расчётные задачи

1. Сколько граммов медного купороса СuSO₄×5H₂O можно получить, выпаривая воду из 1 л 15%-го раствора сульфата меди (II) (плотность раствора 1,25 г/мл) ? Ответ: 293,3 г.

2. Сколько граммов глауберовой соли Na₂SO₄×10H₂O нужно растворить в 1 кг 5%-го раствора сульфата натрия, чтобы получить 8%-ый раствор? Ответ: 83,1 г.

3. В 300 мл 5% раствора сульфата цинка (r = 1,1 г/мл) дополнительно растворили 10 г цинкового купороса (ZnSO₄×7H₂O). Определить процентную концентрацию полученного раствора. Ответ: w(ZnSO₄) = 6,5 % .

4. Смешали растворы: 100 мл 0,1 М Al₂(SO₄)₃ + 150 мл 0,1 М CuSO₄ + 150 мл 0,08 М CuCl₂ + 100 мл воды. Рассчитайте молярную концентрацию ионов Al³⁺, Cu²⁺, Cl^–, SO₄^2– в растворе. Считать плотности всех растворов одинаковыми. Ответ: C(Al³⁺) = 0,04 моль/л, C(Cu²⁺) = 0,054 моль/л, C(Cl^–) = 0,048 моль/л, C(SO₄^2–) = 0,09 моль/л.

5. Определить молярную концентрацию хлорид-ионов в 5%-ном растворе хлорида алюминия. Плотность раствора принять равной 1,1 г/см³. Ответ: 1,236 моль/л.

6. Какие объёмы 70%-го раствора фосфорной кислоты (r = 1,6 г/мл) и воды потребуются для приготовления 0,25 м³ 10%-го раствора H₃PO₄ (плотность 1,1 г/мл)? Ответ: V(H₂O) = 235,7 л; V(70% раствора) = 24,55 л .

7. Какие объёмы 14 М раствора гидроксида калия (r = 1,5 г/мл) и воды потребуются для приготовления 500 мл 10%-го раствора KOH (плотность 1,12 г/мл)? Ответ: V(H₂O) = 452,9 мл; V(14М раствора) = 71,4 мл.

8. Определить pH 0,375 % раствора гидроксида бария (r = 1 г/мл). Ответ: pH = 12,642.

9. Определить pH 0,98 % раствора серной кислоты (r = 1 г/мл). Ответ: pH = 0,699.

10. В мерную колбу на 250 мл поместили 2 мл концентрированной HCl (36%, плотность 1,18 г/мл) и разбавили водой до метки. Рассчитайте pH полученного раствора. Ответ: pH=1,031.

11. В мерную колбу на 500 мл поместили 10 мл 25% раствора гидроксида аммония (плотность раствора 0,9 г/мл) и разбавили водой до метки. Рассчитайте pH полученного раствора и степень диссоциации электролита в этом растворе. Константа диссоциации гидроксида аммония 1,8×10^–5. Ответ: pH = 11,182; a = 0,0118.

12. Определить pH и концентрации гидросульфид и сульфид-ионов в 0,68 % растворе сероводородной кислоты (r = 1 г/мл). Константы диссоциации сероводородной кислоты К₁ = 1×10^–7 , К₂ = 2×10^–13. Ответ: pH = 3,849; C(H⁺) = C(HS^–) = 1,414×10^–4 моль/л; C(S^2–)=2×10^–13 моль/л.

13. Определить pH 0,7 % раствора гидроксида аммония (r = 1 г/мл) и степень диссоциации электролита. Константа диссоциации гидроксида аммония 1,8×10^-5. Ответ: pH=11,278; a = 0,0095 .

14. Рассчитать pH и концентрации дигидрофосфат-, гидрофосфат- и фосфат-ионов в 0,98% растворе (r = 1 г/мл) фосфорной кислоты. Чему равна степень диссоциации электролита? K₁ = 7,5×10^–3, K₂ = 6,3×10^–8, K₃ = 1,3×10^–12. Ответ: pH=1,622; C(H₂PO₄^–)=2,389710^–2 моль/л; C(HPO₄^2–)=6,3×10^–8 моль/л; C(РО₄^3–) = 3,428×10^–18 моль/л; a = 0,239.

15. Смешали 100 мл 0,015 М раствора серной кислоты и 250 мл 0,01 М раствора азотной кислоты. Определить pH полученного раствора и концентрации сульфат- и нитрат- ионов в нём. Ответ: pH = 1,804; C(SO₄^2–)= 0,0043 моль/л; C(NO₃^–) = 0,0071 моль/л.

16. Смешали 220 мл 0,05 М раствора гидроксида кальция и 380 мл 0,01 М раствора гидроксида натрия. Определить pH полученного раствора и концентрации ионов натрия и кальция в нём. Ответ: pH = 12,633; C(Na⁺)= 0,0063 моль/л; C(Ca²⁺) = 0,0183 моль/л.

17. Смешали 1л 0,1 М раствора гидроксида аммония и 100 мл 1 М раствора этого вещества. Определить pH полученного раствора и степень диссоциации электролита. Константа диссоциации гидроксида аммония 1,8×10^–5. Ответ: pH = 11,257; a = 0,0099.

18. Смешали 2 л 0,1 М раствора уксусной кислоты и 800 мл 0,05 М раствора этого вещества. Определить pH полученного раствора и степень диссоциации кислоты. Константа диссоциации уксусной кислоты 1,8×10^–5. Ответ: pH = 2,906; a = 0,0145 .

19. Рассчитайте pH раствора, полученного смешением растворов сильных кислот: 200 мл с pH = 2 и 200 мл с pH = 3. Ответ: pH=2,260.

20. Смешали одинаковые объёмы растворов щелочей: pH первого раствора равен 12, pH второго раствора равен 13. Рассчитайте pH полученного раствора. Ответ: pH = 12,740.

21. Смешали 150 мл раствора гидроксида кальция, pH которого был равен 12,3 и 100 мл раствора гидроксида натрия с pH равным 13,2. Рассчитать pH полученного раствора и концентрации ионов натрия и кальция в этом растворе. Ответ: pH = 12,877; C(Ca²⁺) = 5,886×10^–3 моль/л, C(Na⁺) = 6,340×10^–2 моль/л.

22. Чему равны молярная и процентная концентрации раствора гидроксида аммония (r = 1 г/мл) с pH = 12,0? Рассчитайте степень диссоциации электролита. Константа диссоциации гидроксида аммония 1,8×10^–5. Ответ: C(NH₄OH) = 5,566 моль/л; w(NH₄OH) = 19,5 %; a = 0,0018 .

23. Рассчитать процентную концентрацию фосфористой кислоты и молярные концентрации всех ионов, содержащихся в растворе фосфористой кислоты с pH = 1,45. Плотность раствора принять равной 1,1 г/мл. Чему равна степень диссоциации электролита? Константы диссоциации фосфористой кислоты К₁ =1,6×10^–2, К₂ = 2×10^–7. Ответ: w = 0,85 %; С(H⁺) = С(H₂PO₃^–) = 0,0355 моль/л; С(HPO₃^2–) = K₂ = 2×10^–7 моль/л; a = 0,311.

24. Рассчитать молярную концентрацию и степень диссоциации сернистой кислоты в растворе, pH которого равен 1,4. Чему равна массовая доля сернистой кислоты в этом растворе? Плотность раствора – 1 г/мл. Константы диссоциации сернистой кислоты: К₁ = 1,6×10^–2_, К₂ = 6×10^–8 . Ответ: С(H₂SO₃) = 0,139 моль/л; w(H₂SO₃) = 1,14% ; a = 0,287.

25. В 5 литрах воды растворили 20 л газообразного аммиака (н.у.). Рассчитать pH образовавшегося раствора и степень диссоциации электролита в этом растворе. Превращение аммиака в гидроксид аммония считать полным. Константа диссоциации гидроксида аммония 1,8×10^–5. Ответ: pH = 11,254; a = 0,01.

26. В 300 мл воды при нормальных условиях растворяется 500 мл углекислого газа. Рассчитать pH образующегося раствора и степень диссоциации электролита в этом растворе. Превращение ангидрида в кислоту считать полным. Константы диссоциации угольной кислоты К₁ = 4,5×10^–7, К₂= 4,7×10^–11. Ответ: pH = 3,738; a = 2,46×10^–3.

27. Какой объём сероводорода был растворён в 5 л воды, если pH полученного раствора оказался равным 3,8? Чему равна степень диссоциации электролита в этом растворе? Константы диссоциации сероводородной кислоты К₁ = 1×10^–7, К₂=2×10^–13. Ответ: V = 28 л; a = 6,3×10^–4.

28. Смешали 200 мл 0,05 М раствора серной кислоты и 80 мл 0,1 М раствора гидроксида натрия. Определить pH полученного раствора и концентрации ионов натрия и сульфат ионов. Ответ: pH = 1,368; C(Na⁺) = 0,0286 моль/л; C(SO₄^2–) = 0,0357 моль/л.

29. Смешали 200 мл раствора азотной кислоты, pH которого был равен 1 и 300 мл раствора гидроксида бария с pH = 13. Определить pH полученного раствора и молярные концентрации ионов бария и нитрат-ионов в нём. Ответ: pH = 12,301; C(Ba²⁺) = 0,03 моль/л; C(NO₃^–) = 0,04 моль/л.

30. Смешали 250 мл раствора азотной кислоты, pH которого равен 1 и 500 мл 0,005 М раствора гидроксида бария. Определить pH полученного раствора и концентрации ионов бария и нитрат-ионов. Ответ: pH = 1,547; C(Ba²⁺) = 0,0033 моль/л; C(NO₃^–) = 0,0033 моль/л.

31. Смешали 250 мл 0,05 М раствора гидроксида бария и 150 мл раствора соляной кислоты, pH которого был равен 2,5. Определить pH полученного раствора и концентрации ионов бария и хлорид-ионов. Ответ: pH = 12,788; C(Ba²⁺) = 0,03125 моль/л; C(Cl^–) = 0,0012 моль/л.

32. В мерную колбу на 100 мл поместили 10 мл 0,5 М раствора гидроксида бария и 15 мл 0,2 М раствора азотной кислоты. Объём раствора довели дистиллированной водой до метки. Рассчитать pH полученного раствора, и концентрацию ионов бария и нитрат-ионов в нём. Ответ: pH = 12,845; C(Ba²⁺) = 0,05 моль/л; C(NO₃^–) = 0,03 моль/л.

33. В мерную колбу на 250 мл внесли 1 мл 36 % раствора соляной кислоты (r = 1,18 г/мл) и 50 мл 0,1 М раствора гидроксида натрия . Объём раствора довели водой до метки. Определить pH полученного раствора и концентрации ионов натрия и хлорид-ионов в этом растворе. Ответ: pH = 1,576; C(Na⁺) = 0,02 моль/л; C(Cl^–) = 0,0466 моль/л.

34. В мерную колбу на 2 л поместили 5,6 г гидроксида калия, который растворили в воде, и затем добавили 100 мл раствора 0,6 М раствора серной кислоты. Объём раствора довели дистиллированной водой до метки. Рассчитать pH полученного раствора, и концентрацию ионов калия и сульфат-ионов в нём. Ответ: pH = 2,000; C(K⁺) = 0,05 моль/л; C(SO₄^2–) = 0,03 моль/л.

35. В мерную колбу на 500 мл поместили 40 мг гидроксида натрия, который растворили в воде, и затем добавили 100 мл раствора серной кислоты, pH которого был равен 2. Объём раствора довели дистиллированной водой до метки. Рассчитать pH полученного раствора, и концентрацию ионов натрия и сульфат-ионов в нём. Ответ: pH = 7,000; C(Na⁺) = 0,002 моль/л; C(SO₄^2–) = 0,001 моль/л.

Типовой вариант