Поделиться Поделиться

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде

1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде.

Ответ.

Сульфат алюминия является сильным электролитом и в водном растворе подвергается полному распаду на ионы. Уравнение диссоциации:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 1 Al2(SO4)3 + (2x + 3y)H2O 2[Al(H2O)x]3+ + 3[SO4(H2O)y]2-,

или (без учета процесса гидратации ионов):

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 2 Al2(SO4)3 2Al3+ + 3SO42-.

2. Чем является ион HCO3- с позиций теории Бренстеда-Лоури?

Ответ.

В зависимости от условий ион HCO3 может как отдавать протоны:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 3 HCO3- + OH- CO32- + H2O (1),

так и присоединять протоны:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 4 HCO3- + H3O+ H2CO3 + H2O (2).

Таким образом, в первом случае ион HCO3- является кислотой, во втором - основанием, т. е. является амфолитом.

3. Определить, чем с позиций теории Льюиса является ион Ag+ в реакции:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 5 Ag+ + 2NH3 [Ag(NH3)2]+

Ответ.

В процессе образования химических связей, который протекает по донорно-акцепторному механизму, ион Ag+, имея свободную орбиталь, является акцептором электронных пар, и, таким образом, проявляет свойства кислоты Льюиса.

4. Определить ионную силу раствора в одном литре которого находятся 0,1 моль KCl и 0,1 моль Na2SO4.

Решение.

Диссоциация представленных электролитов протекает в соответствии с уравнениями:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 5 KCl K+ + Cl-

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 7 Na2SO4 2Na+ + SO42-

Отсюда: С(K+) = С(Cl-) = С(KCl) = 0,1 моль/л;

С(Na+) = 2×С(Na2SO4) = 0,2 моль/л;

С(SO42-) = С(Na2SO4) = 0,1 моль/л.

Ионную силу раствора вычисляем по формуле:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 8

5. Определить концентрацию CuSO4 в растворе данного электролита с I = 0,6 моль/л.

Решение.

Диссоциация CuSO4 протекает по уравнению:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 9 CuSO4 Cu2+ + SO42-

Примем С(CuSO4) за x моль/л, тогда, в соответствии с уравнением реакции, С(Cu2+) = С(SO42-) = x моль/л. В данном случае выражение для расчета ионной силы будет иметь вид:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 10

Отсюда:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 11

6. Определить коэффициент активности иона K+ в водном растворе KCl с С(KCl) = 0,001 моль/л.

Решение.

Коэффициент активности можно рассчитать, используя предельный закон Дебая-Хюккеля:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 12 ,

который в данном случае примет вид:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 13 .

Ионную силу раствора найдем по формуле:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 14 Отсюда:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 15 ,

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 16 .

7. Определить коэффициент активности иона Fe2+ в водном растворе, ионная сила которого равна 1.

Решение.

В соответствии с законом Дебая-Хюккеля:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 17

следовательно:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 18

8. Определить константу диссоциации кислоты HA, если в растворе этой кислоты с концентрацией 0,1 моль/л a = 24%.

Решение.

По величине степени диссоциации можно определить, что данная кислота является электролитом средней силы. Следовательно, для расчета константы диссоциации кислоты используем закон разведения Оствальда в его полной форме:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 19

9. Определить концентрацию электролита, если a = 10%, Kд = 10-4.

Решение.

Из закона разведения Оствальда:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 20

находим:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 21

10. Степень диссоциации одноосновной кислоты HA не превышает 1%. Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 22 (HA) = 6,4×10-7. Определить степень диссоциации HA в ее растворе с концентрацией 0,01 моль/л.

Решение.

По величине степени диссоциации можно определить, что данная кислота является слабым электролитом. Это позволяет использовать приближенную формулу закона разведения Оствальда:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 23

11. Степень диссоциации электролита в его растворе с кон-центрацией 0,001 моль/л равна 0,009. Определить константу диссоциации этого электролита.

Решение.

Из условия задачи видно, что данный электролит является слабым (a = 0,9%). Поэтому:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 24

12. Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 25 (HNO2) = 3,35. Сравнить силу HNO2 с силой одно-основной кислоты HA, степень диссоциации которой в растворе с С(HA) = 0,15 моль/л равна 15%.

Решение.

Рассчитаем Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 22 (HA), используя полную форму уравнения Оствальда:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 27

Отсюда:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 28

Так как Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 25 (HA) < Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 25 (HNO2), то кислота HA является более сильной кислотой по сравнению с HNO2.

13. Имеются два раствора KCl, содержащие при этом и другие ионы. Известно, что ионная сила первого раствора (I1) равна 1, а второго (I2) составляет величину 10-2. Сравнить коэффициенты активности f(K+) в данных растворах и сделать вывод, как отличаются свойства этих растворов от свойств бесконечно разбавленных растворов KCl.

Решение.

Коэффициенты активности ионов K+ рассчитаем, используя закон Дебая-Хюккеля:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 31 Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 32

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 33 Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 34

Коэффициент активности f - это мера отклонения в поведении раствора электролита данной концентрации от его поведения при бесконечном разведении раствора.

Так как f1 = 0,316 сильнее отклоняется от 1, чем f2 = 0,891, то в растворе с большей ионной силой наблюдается большее отклонение в поведении раствора KCl от его поведения при бесконечном разведении.


Вопросы для самоконтроля

1. Что такое электролитическая диссоциация?

2. Какие вещества называют электролитами и неэлектролитами? Приведите примеры.

3. Что такое степень диссоциации?

4. От каких факторов зависит степень диссоциации?

5. Какие электролиты считаются сильными? Какие средней силы? Какие слабыми? Приведите примеры.

6. Что такое константа диссоциации? От чего зависит и от чего не зависит константа диссоциации?

7. Как связаны между собой константа и степень диссоциации в бинарных растворах средних и слабых электролитов?

8. Почему растворы сильных электролитов в своем поведении обнаруживают отклонения от идеальности?

9. В чем заключается суть термина «кажущаяся степень диссоциации»?

10. Что такое активность иона? Что такое коэффициент актив-ности?

11. Как изменяется величина коэффициента активности с разбавлением (концентрированием) раствора сильного электролита? Каково предельное значение коэффициента активности при бесконечном разведении раствора?

12. Что такое ионная сила раствора?

13. Как вычисляют коэффициент активности? Сформулируйте закон Дебая-Хюккеля.

14. В чем суть ионной теории кислот и оснований (теории Аррениуса)?

15. В чем состоит принципиальное отличие протолитической теории кислот и оснований (теории Бренстеда и Лоури) от теории Аррениуса?

16. Как трактует электронная теория (теория Льюиса) понятие «кислота» и «основание»? Приведите примеры.


Варианты задач для самостоятельного решения

Вариант №1

1. Написать уравнение электролитической диссоциации Fe2(SO4)3.

2. Определить, чем с позиций теории Бренстеда является молекула H2O в реакции:

НА + H2O ⇄ Н3O+ + А-.

3. Рассчитать величину Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 25 одноосновной кислоты HA, если при С(HA) = 0,12 моль/л степень диссоциации кислоты a равна 8%.

Вариант №2

1. Написать уравнение электролитической диссоциации CuCl2.

2. Определить, чем с позиций теории Льюиса является ион S2- в реакции:

2Ag+ + S2- ⇄ Ag2S.

3. Вычислить молярную концентрацию электролита в растворе, если a = 0,75%, а Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 36 = 10-5.

Вариант №3

1. Написать уравнение электролитической диссоциации Na2SO4.

2. Определить, чем с позиций теории Льюиса является ион CN- в реакции:

Fe3+ + 6CN- ⇄ [Fe(CN)6]3-.

3. Ионная сила раствора CaCl2 равна 0,3 моль/л. Рассчитать С(CaCl2).

Вариант №4

1. Написать уравнение электролитической диссоциации Ca(OH)2.

2. Определить, чем с позиций теории Бренстеда является молекула H2O в реакции:

H3O+ ⇄ H+ + H2O.

3. Ионная сила раствора K2SO4 составляет 1,2 моль/л. Рассчитать С(K2SO4).

Вариант №5

1. Написать уравнение электролитической диссоциации K2SO3.

2. Определить, чем с позиций теории Бренстеда является ион NH4+ в реакции:

NH4+ + H2O ⇄ NH3 + H3O+.

3. Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 25 (CH3COOH) = 4,74. Сравнить силу CH3COOH с силой одноосновной кислоты HA, степень диссоциации которой в растворе с С(HA) = 3,6×10-5 моль/л равна 10%.

Вариант №6

1. Написать уравнение электролитической диссоциации K2S.

2. Определить, чем с позиций теории Льюиса является молекула AlBr3 в реакции:

Br- + AlBr3 ⇄ [AlBr4]-.

3. Рассчитать ионную силу раствора, в 1 л которого содержится 0,5 моль NaNO3 и 0,5 моль CaCl2.

Вариант №7

1. Написать уравнение электролитической диссоциации Fe(NO3)2.

2. Определить, чем с позиций теории Льюиса является ион Cl- в реакции:

Cl- + AlCl3 ⇄ [AlCl4]-.

3. Рассчитать ионную силу раствора, в 1 л которого содержится 0,1 моль NH4NO3 и 0,1 моль Al2(SO4)3.

Вариант №8

1. Написать уравнение электролитической диссоциации K2MnO4.

2. Определить, чем с позиций теории Бренстеда является ион HSO3- в реакции:

HSO3- + OH ⇄ SO32- + H2O.

3. Рассчитать значения коэффициентов активности всех ионов в растворе, содержащем KNO3, LiCl и NaBr, при условии, что концентрации всех электролитов одинаковы и составляют 0,2 моль/л.

Вариант №9

1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3.

2. Определить, чем с позиций теории Льюиса является ион Co3+ в реакции:

Co3+ + 6NO2- ⇄ [Co(NO2)6]3-.

3. В 1 л раствора содержится 0,348 г K2SO4 и 0,17 г NaNO3. Определить ионную силу этого раствора.

Вариант №10

1. Написать уравнение электролитической диссоциации Ca(NO3)2.

2. Определить, чем с позиций теории Бренстеда является молекула H2O в реакции:

B + H2O ⇄ OH- + BH+.

3. Вычислить концентрацию электролита в растворе, если a = 5%, а Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 38 = 10-5.

Вариант №11

1. Написать уравнение электролитической диссоциации KMnO4.

2. Определить, чем с позиций теории Льюиса является ион Cu2+ в реакции:

Cu2+ + 4NH3 ⇄ [Cu(NH3)4]2+.

3. Вычислить коэффициент активности иона Cu2+ в растворе CuSO4 c С(CuSO4) = 0,016 моль/л.

Вариант №12

1. Написать уравнение электролитической диссоциации Na2CO3.

2. Определить, чем с позиций теории Бренстеда является молекула H2O в реакции:

K+ + xH2O ⇄ [K(H2O)x] +.

3. Имеются два раствора NaCl, содержащие и другие электролиты. Значения ионной силы этих растворов соответственно равны: I1 = 0,1 моль/л, I2 = 0,01 моль/л. Сравнить коэффициенты активности f(Na+) в данных растворах.

Вариант №13

1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al(NO3)3.

2. Определить, чем с позиций теории Льюиса является молекула RNH2 в реакции:

RNH2 + H3O+ ⇄ RNH3+ + H2O.

3. Сравнить коэффициенты активности катионов в растворе, содержащем FeSO4 и KNO3, при условии, что концентрации электролитов составляют, соответственно, 0,3 и 0,1 моль/л.

Вариант №14

1. Написать уравнение электролитической диссоциации K3PO4.

2. Определить, чем с позиций теории Бренстеда является ион H3O+ в реакции:

HSO3- + H3O+ ⇄ H2SO3 + H2O.

3. Рассчитать значения коэффициентов активности всех ионов в растворе, содержащем CuSO4 и KCl, при условии, что концентрации электролитов одинаковы и составляют 0,01 моль/л.

Вариант №15

1. Написать уравнение электролитической диссоциации K2SO4.

2. Определить, чем с позиций теории Льюиса является Pb(OH)2 в реакции:

Pb(OH)2 + 2OH- ⇄ [Pb(OH)4]2-.

3. Рассчитать ионную силу раствора, в 1 л которого содержится 0,2 моль Cu(NO3)2 и 0,2 моль FeCl3.

Вариант №16

1. Написать уравнение электролитической диссоциации Ni(NO3)2.

2. Определить, чем с позиций теории Бренстеда является ион гидроксония (H3O+) в реакции:

2H3O+ + S2- ⇄ H2S + 2H2O.

3. Ионная сила раствора, содержащего только Na3PO4, равна 1,2 моль/л. Определить концентрацию Na3PO4.

Вариант №17

1. Написать уравнение электролитической диссоциации (NH4)2SO4.

2. Определить, чем с позиций теории Бренстеда является ион NH4+ в реакции:

NH4+ + OH- ⇄ NH3 + H2O.

3. Ионная сила раствора, содержащего одновременно KI и Na2SO4, равна 0,4 моль/л. С(KI) = 0,1 моль/л. Определить концен-трацию Na2SO4.

Вариант №18

1. Написать уравнение электролитической диссоциации Cr2(SO4)3.

2. Определить, чем с позиций теории Бренстеда является молекула белка в реакции:

Эталоны решения задач. 1. Написать уравнение электролитической диссоциации Al2(SO4)3 в воде - Инвестирование - 39

3. Рассчитать ионную силу раствора, в 1 л которого содержится 0,1 моль KCl и 0,2 моль Na2S.


БЛОК ИНФОРМАЦИИ

← Предыдущая страница | Следующая страница →