(Перед буферными растворами)

Глава 1. Химические равновесия в растворах электролитов
Вопросы для самоконтроля
1. По какому принципу электролиты делят на сильные и слабые?
2. При каких условиях закон действующих масс применим к сильным
электролитам?
3. Что такое ионная сила раствора?
4. Чем отличается константа ионизации воды от ионного произведения
воды?
5. Дайте характеристику кислотам и основаниям с точки зрения теории
Бренстеда–Лоури.
6. Как вычисляется [H+], рН, рОН и α в растворах слабых одноосновных
кислот и оснований?
7. Что такое гидролиз?
8. К какому типу реакций относится гидролиз по теории Бренстеда–
Лоури?
9. Напишите реакции гидролиза для водных растворов следующих солей:
SbCl3, Na2S, (NH4)2CO3.
10.Как изменится степень гидролиза при разбавлении раствора, при
нагревании, при введении в раствор сильных кислот и щелочей?
11.Какие растворы называют буферными?
12.Как влияет разбавление на величину рН буферных растворов?
13.Объясните, в чем заключается механизм действия буферных смесей.
14.Приведите примеры различных буферных смесей, которые
используются для поддержания постоянного значения рН в кислых,
нейтральных и щелочных средах.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Задачи для самостоятельного решения
Вычислите ионную силу и коэффициент активности в 0,01 М растворе
CdSO4.
Константа ионизации фтороводородной кислоты равна 6,8.10-4.
Определите степень ионизации в растворе HF, если концентрация
равна 0,1 моль/л.
Степень ионизации HNO2 в растворе с концентрацией 0,02 моль/л
равна 4,45 %. Рассчитайте константу ионизации.
Найдите рН 0,012 М раствора хлороводородной кислоты с учетом
ионной силы раствора.
Сравните степень ионизации уксусной кислоты в растворах,
содержащих: а) 0,01 М CH3COOH; б) 0,01 М CH3COOH и 0,02 М NaCl.
Определите активную концентрацию иона ОН-, рОН и рН в растворе
NaOH (C = 0,05 моль/л).
Вычислите равновесные концентрации, степень гидролиза, рН при
гидролизе раствора Na2C2O4 (С = 0,05 моль/л). Расчет проведите с
учетом гидролиза соли по первой ступени.
8. Рассчитайте равновесные концентрации и степень гидролиза раствора
FeCl3 (С = 0,1 моль/л). Расчет проведите с учетом I и II ступени
гидролиза.
9. Чему равен рН буферной смеси NH4OH и NH4Cl, содержащей 0,1 моль
каждого из веществ? Как изменится рН этого раствора при добавлении
в него 0,01 моль HCl?
10.Вычислите рН ацетатной буферной смеси, содержащей по 0,25 моль
ацетата натрия и уксусной кислоты. Как изменится рН при добавлении
к 100 мл этой смеси 0,1 моль HCl и при разбавлении раствора водой в
10 раз?
11.Вычислите рН буферного раствора, полученного при смешивании
30 мл 0,2 М раствора KH2PO4 и 10 мл 0,1 М раствора HCl.
12.Как приготовить буферный раствор с рН = 10 и буферной емкостью
β = 0,2?
1
2
3
4
Тест 1. Химические равновесия в кислотно-основных системах
1. Укажите правильный ответ. В водных растворах полностью
диссоциирует на ионы
А) LiOH
Б) HСlO4
В) CoS
Г) H3PO4
2. Укажите правильный ответ. Буферным действием обладает раствор
А) HCl + NaOH
Б) HCl + NaCl
В) Na2HPO4 + NaH2PO4
Г) CH3COONa + NaOH
3. Опираясь на справочные данные, расположите кислоты в порядке
увеличения их кислотной силы в водном растворе.
А) H3PO4
Б) CH3COOH
В) HCl
Г) HCOOH
4. Расположите соли в порядке увеличения степени гидролиза в растворах
с одинаковой концентрацией.
А) NaHCO3
Б) NaCl
В) Na3PO4
Г) Na2CO3
5. Найдите соответствие между водным раствором соли и характером
среды.
NaCl
А
кислая
Na2HPO4
Б
нейтральная
KNO2
В
щелочная
FeCl2
1
2
3
4
6. Найдите соответствие между водным раствором уксусной кислоты и
тенденцией изменения степени ее диссоциации по отношению к
чистому раствору с концентрацией 0,1 моль/л.
0,01 М CH3COOH
А
увеличивается
0,1 М CH3COOH + 0,1 М HCl
Б
уменьшается
0,1 М CH3COOH + 0,1 М KCl
В
не изменяется
0,1 М CH3COOH + 0,1 М CH3COONa
7. Выберите правильные варианты ответов. рН раствора соляной кислоты
будет уменьшаться в присутствии следующих веществ:
А) HNO3
Б) NaCl
В) NaOH
Г) Na2S
Д) CH3COOH
8. Выберите правильные варианты ответов. Гидролиз соли Na3AsO4
можно уменьшить за счет следующих факторов:
А) добавление HCl
Б) добавление NaOH
В) нагревание раствора
Г) охлаждение раствора
Д) увеличение концентрации соли
9. Рассчитайте степень ионизации в растворе бензойной кислоты
(С = 0,1 моль/л) в присутствии бензоата натрия (С = 0,1 моль/л).
А) 8,9.10-3 %
Б) 7,3.10-2 %
В) 1,1 %
Г) 12 %
10. Определите рН в растворе бензойной кислоты (С = 1 моль/л).
А) 2,41
Б) 3,16
В) 8,56
Г) 1,36
Глава 2. Равновесия в гетерогенных системах
1.
2.
3.
4.
Вопросы для самоконтроля
Чем величина произведения растворимости отличается от константы
ионизации малорастворимого соединения?
Опираясь на правило произведения растворимости, сформулируйте
условия образования и растворения осадков.
Что такое солевой эффект? Приведите примеры.
Как влияет на растворимость осадков введение сильных электролитов,
содержащих одноименные ионы с одним из ионов осадка?
Задачи для самостоятельного решения
13.Вычислите ПР хлорида свинца, если известно, что растворимость PbCl2
при 20 С в 100 мл воды равна 0,99 г (плотность раствора
ρ = 1,007 г/см3).
14.Вычислите растворимость BaSO4 в 0,1 М растворе Na2SO4.
15.Вычислите растворимость Co(OH)2 в 1 М растворе уксусной кислоты.
16.Какую концентрацию муравьиной кислоты нужно создать, чтобы в
100 мл ее растворилось 0,2137 г Fe(OH)3?
17.Вычислите растворимость сульфида кадмия с учетом гидролиза
аниона, пренебрегая гидролизом катиона.
Глава 3. Комплексные соединения
1.
2.
3.
4.
Вопросы для самоконтроля
Какие соединения называются комплексными?
Какие количественные характеристики используют для описания
комплексных соединений?
Для чего используют комплексные соединения в химическом анализе?
Приведите примеры.
На основании справочных данных приведите наиболее устойчивый
комплекс для ионов Ag+. Запишите уравнения ступенчатой
диссоциации данного комплекса.
Задачи для самостоятельного решения
18.Вычислите равновесные концентрации всех частиц в растворе K2[PbI4]
(C = 0,1 моль/л).
19.Рассчитайте константу нестойкости аммиачного комплекса серебра в
растворе, если равновесные концентрации ионов равны соответственно
[Ag+] = 4,6.10-4 моль/л, [NH3] = 9,2.10-4 моль/л, [Ag(NH3)2+] = 9,62.10-2
моль/л.
20.Почему происходит растворение осадка PbI2 в избытке KI? Напишите
уравнение реакции.
21.Вычислите концентрацию ацетата натрия, достаточную для
маскировки иона Pb2+ в 0,1 М растворе Pb(NO3)2 при осаждении Ba2+ в
форме BaSO4 действием 0,1 М раствора Na2SO4. Объем раствора
1 литр, избыток осадителя 0,01 М.
22.Какую концентрацию KSCN нужно создать в растворе, что открыть
ион Co2+ в виде окрашенного комплекса Co(SCN)42- из 0,1 М раствора
CoSO4?
Глава 4. Реакции окисления-восстановления
Вопросы для самоконтроля
1. Какие реакции называют окислительно-восстановительными?
2. Что характеризует стандартный окислительно-восстановительный
потенциал?
3. Как можно оценить направление окислительно-восстановительной
реакции?
4. Какие факторы влияют на величину формального окислительновосстановительного потенциала?
Задачи для самостоятельного решения
23.Рассчитайте величину окислительно-восстановительного потенциала
пары MnO4-/Mn2+, если в растворе активности ионов равны
a(Mn2+) = 0,01 моль/л, a(MnO4-) = 0,1 моль/л, рН = 7.
24.Расставьте стехиометрические коэффициенты и рассчитайте константу
равновесия реакции
Fe2+ + O2 + H+
Fe3+ + H2O
25.Определите направление протекания реакции при рН = 0 и при рН = 8
I2 + HAsO2 + 2H2O
H3AsO4 + 2H+ + 2I26.Вычислите растворимость металлического кобальта в 1 М растворе
хлороводородной кислоты.
27.Вычислите растворимость металлического золота в 1,2 М азотной
кислоте.
Тест 2. Ионные равновесия в реакциях осаждения, комплексообразования и
окисления-восстановления
1. Укажите правильный ответ. Самая низкая растворимость Al(OH)3 будет
в водном растворе
А) NaOH
Б) HCl
В) NaCl
Г) NaF
2. Укажите правильный ответ. Для окисления иона Fe2+ в кислой среде до
Fe3+ можно использовать водный раствор
А) H2O2
Б) SnCl2
В) I2
Г) CoSO4
3. Расположите растворители в порядке увеличения в них растворимости
CdS.
А) H2O
Б) HCl
В) HCOOH
Г) H2C2O4
4. Расположите комплексные ионы в порядке уменьшения их
устойчивости.
А) [AgI3]2Б) [Ag(NH3)2]+
В) [Ag(CN)2]Г) [AgS2O3)2]3-
1
2
3
4
1
2
3
4
5. Найдите соответствие между веществом и стехиометрическим
коэффициентом в уравнении реакции
HCl + MnO2 = MnCl2 + Cl2 + H2O
HCl
А
2
MnO2
Б
4
Cl2
В
3
H2O
Г
1
Д
5
6. Найдите соответствие между веществом и растворителем, в котором
растворимость будет наибольшая.
BaCO3
А
NaF
Fe(SCN)3
Б
HCl
PbCl2
В
NaOH
AgCl
Г
NH4OH
7. Выберите правильные варианты ответов. Растворимость BaCO3
повышается в присутствии следующих веществ:
А) Na2CO3
Б) HCl
В) NaHCO3
Г) C6H5COOH
Д) C2H5OH
8. Выберите правильные варианты ответов. В качестве восстановителя для
Cr2O72- в кислой среде до Cr3+ можно использовать следующие ионы:
А) Fe2+
Б) Fe3+
В) MnO4Г) H2O2
Д) Sn2+
9. Вычислите растворимость металлического железа в 100 мл уксусной
кислоты с концентрацией 0,5 моль/л.
А) 0,5 моль/л
Б) 0,05 моль/л
В) 1,3.10-3 моль/л
Г) 0,025 моль/л
10. При какой величине рН осаждение гидроксида цинка будет
практически полным?
А) 8,43
Б) 9,16
В) 5,57
Г) 7,24
Ответы к задачам
1. μ = 0,04; f = 0,46. 2. α = 46 %. 3. К = 4.10-4. 4. рН = 2,04. 5. α1 = 4,4 %;
α2 = 2,9 %. 6. [OH-] = 0,041; рН = 1,39; рОН = 13,61. 7. [ ] = 2,9.10-6 моль/л;
рН = 5,53; h = 0,14 %. 9. рН1 = 9,25; рН2 = 9,16. 10. рН = 4,76. 11. рН = 2,85.
12. C(NH4OH) = 0,63 М;
С(NH4Cl) = 0,1 М.
13. ПР = 3,4.10-5.
14. S = 1,05.10-5.
15. S = 0,49 М.
16. С = 2,1 моль/л.
17. 1,15.10-10.
18. [K+] = 0,2 моль/л;
[Pb2+] = 2,1.10-3 моль/л;
[I-] = 8,3.10-3 моль/л.
19. К = 4,05.10-9. 21. С = 4,1 М. 22. С = 0,83 М. 23. E = 0,86 В. 24. К = 1.1031.
26. S(Co) = 0,5 моль/л. 27. S(Au) = 4.10-12 моль/л.
Ответы к тестовым заданиям
Тест 1.
1. Б. 2. В. 3. БГАВ. 4. БАГВ. 5. 1-Б, 2-В, 3-В, 4-А. 6. 1-А, 2-Б, 3-А, 4-Б. 7.
АБД. 8. БГД. 9. А. 10. Г.
Тест 2.
1. В. 2. А. 3. АВГБ. 4. ВАГБ. 5. 1-Б, 2-А, 3-Г, 4-А. 6. 1-Б, 2-А, 3-В, 4-Г. 7.
БГ. 8. АД. 9. Г. 10. А.