Другие задания смотри здесь...

Упражнение 47. Дайте определение соли, щелочи и кислоты как электролитов.

Соли — электролиты, диссоциирующие в водных растворах или расплавах на катионы металлических элементов и анионы кислотных остатков.

Щелочи — электролиты, диссоциирующие в водных растворах или расплавах с образованием анионов одного типа — гидроксид-ионов OH^–.

Кислоты — электролиты, диссоциирующие в водных растворах с образованием катионов одного типа — ионов Гидрогена Н⁺.

 

Упражнение 48. Могут ли быть электролитами простые вещества? Нет, не могут. Ответ обоснуйте.  Электролитами являются вещества, которые распадаются в растворе или расплаве на ионы. Среди них есть соединения ионного строения и молекулярного строения с сильно полярной ковалентной связью. А простые вещества - это вещества атомного и молекулярного строения с неполярной ковалентной связью. Они не растворяются в воде (полярном растворителе), причем молекулы, попадая в воду, не испытывают никаких изменений, то есть не распадаются на ионы.

 

Упражнение 49. Составьте формулу соли и запишите уравнение ее электролитической диссоциации, если в растворе соединения имеются ионы:

а) K⁺ и CO₃^2–;

K₂CO₃ = 2K⁺ + CO₃^2- 

б) Fe³⁺ и NO₃^–;

Fe(NO₃)₃ = Fe³⁺ + 3NO₃^-

в) Mg2+ и Cl–.

MgCl₂ = Mg²⁺ + 2Cl^-

 

Упражнение 50. Напишите уравнения электролитической диссоциации в водном растворе соединений с такими формулами: LiOH, HNO₃, CuSO₄, H₂S, K₃PO₄.

LiOH = Li⁺ + OH^-

HNO₃ = H⁺ + NO₃^-

CuSO₄ = Cu²⁺ + SO₄^2-

Гидроген сульфид диссоциирует ступенчато:

H₂S = H⁺ + HS^- - первая стадия

HS^- = H⁺ + S^2- - вторая стадия

Обратите внимание: заряд иона в левой части уравнения второй стадии равен сумме зарядов двух ионов в правой части.

K₃PO₄ = 3K⁺ + PO₄^3-

Какое соединение диссоциирует ступенчато? Кислота H₂S.

 

Упражнение 51. Почему кальций хлорид диссоциирует в одну стадию и  полностью  (CaCl₂=Ca²⁺+2Cl^–), а не ступенчато — в две стадии? Является ионным веществом.

При растворенные ионного вещества в воде кристаллы разрушаются и в растворе становятся гидратированными все ионы, поэтому эта соль (как и все средние соли) диссоциирует в одну стадию.

 

Упражнение 52. Вычислите количество катионов и количество анионов в растворе, который содержит:

а) 2,4 г литий гидроксида;

Дано: m(LiOH)=2,4 г. Найти: N(Li⁺), N(ОH^-)-?

Решение:
Количество вещества в порции заданной массы вычисляем по формуле n=m/M, где

M=M_rг/моль.
M_r(LiOH)=A_r(Li)+A_r(O)+A_r(H)=7+16+1=24; M(LiOH)=24 г/моль.

n(LiOH)=m(LiOH)/M(LiOH)=2,4 г : 24 г/моль = 0,1 моль

Запишем уравнение электролитической диссоциации:

LiOH (1 моль)= Li⁺ (1 моль) + OH^- (1 моль)

n(Li⁺)=n(ОН^-)=n(LiOН)=0,1 моль.

Число структурных частиц (ионов) вычисляем по формуле  N=n•N_А, где N_А- сталая Авогадро и численно равна 6,02•10²³ моль^-1.

N(Li⁺)=N(ОН^-)=n(Li⁺)•N_А=0,1 моль • 6,02•10²³ моль^-1=0,602•10²³=6,02•10²²

Ответ: N(Li⁺)=N(OH^-)= 6,02•10²².

б) 2,9 г калий сульфата.

Дано: m(K₂SO₄)=2,9 г. Найти: N(K⁺), N(SO₄^2-)-?

Решение:
Количество вещества в порции заданной массы вычисляем по формуле n=m/M, где

M=M_rг/моль.
M_r(K₂SO₄)=2•A_r(K)+A_r(S)+4•A_r(O)=2•39+32+4•16=174; M(K₂SO₄)=174 г/моль.

n(K₂SO₄)=m(K₂SO₄)/M(K₂SO₄)=2,9 г : 174 г/моль = 0,017 моль

Запишем уравнение электролитической диссоциации:

K₂SO₄ (1 моль) <--> 2K⁺ (2 моль) + SO₄^2- (1 моль)

n(K⁺)=2•n(K₂SO₄)=2•0,017 моль=0,034 моль

n(SO₄^2-)=n(K₂SO₄)=0,017 моль.

Число структурных частиц (ионов) вычисляем по формуле N=n•N_А, где N_А- сталая Авогадро и численно равна 6,02•10²³ моль^-1.
N(K⁺)=n(K⁺)•N_А=0,034 моль • 6,02•10²³ моль^-1=0,2•10²³=2,0•10²²

N(SO₄^2-)=n(SO₄^2-)•N_А=0,017 моль • 6,02•10²³ моль^-1=0,1•10²³=1,0•10²²

Ответ: N(K⁺)=2,0•10²², N(SO₄^2-)=1,0•10²².

 

Упражнение 53. Какова массовая доля гидроксид-ионов в растворе, приготовленном из 4 г натрий гидроксида и 36 г воды?

Дано: m(NaOH)=4 г, m(H₂O)=36 г. Найти: w(OH^-)-?

Решение:

Количество вещества в порции заданной массы вычисляем по формуле n=m/M, где

M=M_rг/моль.
M_r(NaOH)=A_r(Na)+A_r(O)+A_r(H)=23+16+1=40; M(NaOH)=40 г/моль.

n(NaOH)=m(NaOH)/M(NaOH)=4 г : 40 г/моль = 0,1 моль

Запишем уравнение электролитической диссоциации:

NaOH (1 моль) <--> Na⁺ (1 моль) + OH^- (1 моль)

n(OH^-)=n(NaOН)= 0,1 моль.

Массу заданного количества ионов вещества вычисляем по формуле m=n•M, где M=M_rг/моль.

M_r(OH^-)=A_r(O)+A_r(H)=16+1=17, М(ОН^-)=17 г/моль.

m(OH^-)=n(OH^-)•M(OH^-)=0,1•17 г/моль=1,7 г.

Расчитываем массу раствора:

m(раствора)=m(NaOH)+m(H₂O)=4 г+36 г=40 г

Массовую долю ионов вещества в растворе вычисляем по формуле: 

w(вещества)=m(вещества)/m(раствора)

w(OH^-)=m(OH^-)/m(раствора)=1,7 г/40 г=0,0425, или,

умножив это число на 100%, получим 4,25%.

Ответ: w(OH-)=0,0425, или 4,25%

 

Упражнение 54. Газ хлороводород объемом 560 мл (н. у.) растворили в 100 мл воды. Предположив, что соединение диссоциирует полностью, вычислите массовые доли ионов в растворе.

Дано: V(HCl)=560 мл=0,56 л, V(H₂O)=m(H₂O)=100 г.

Найти: w(H⁺)-?, w(Cl^-)-?

Решение:

Количество вещества в порции заданного объема вычисляем по формуле:

n=V/V_M, где VМ – постоянная величина и при н.у. равна 22,4 л/моль.

n(HCl)=V(HCl)/V_M=0,56 л : 22,4 л/моль=0,025 моль

Запишем уравнение электролитической диссоциации:

HCl (1 моль) <--> H⁺ (1 моль) + Cl^- (1 моль)

n(H⁺)=n(Cl^-)=n(HCl)=0,025 моль

Массу заданного количества ионов вещества вычисляем по формуле m=n•M, где

M=M_rг/моль.

m(H⁺)=n(H⁺)•M(H⁺)=0,025 моль•1 г/моль = 0,025 г.

m(Cl^-)=n(Cl^-)•M(Cl^-)=0,025 моль•35,5 г/моль = 0,89 г. 

Массовую долю ионов вещества в растворе вычисляем по формуле: 

w(вещества)=m(вещества)/m(раствора)

w(H⁺)=m(H⁺)/m(Н₂О)=0,025 г/100 г=2,5•10^-4, или,

умножив это число на 100%, получим 0,025%.

w(Сl^-)=m(Cl^-)/m(Н₂О)=0,89 г/100 г=0,0089, или 0,89%. 

Ответ: w(H⁺)=0,025%, w(Сl^-)=0,89%.

 

Упражнение 55. В 800 г воды растворили 1 моль натрий сульфата и 2 моль натрий гидроксида. Вычислите массовую долю каждого иона, имеющегося в растворе.

Дано: m(H₂O)=800 , n(Na₂SO₄)=1 моль, n(NaOH)=2 моль.

Найти: w(Na⁺)-? w(SO₄^2-)-?, w(OH^-)-?

Решение:

Запишем уравнения электролитической диссоциации:

Na₂SO₄ (1 моль) <--> 2Na⁺ (2 моль) + SO₄^2- (1 моль); 

NaOH (1 моль) <--> Na⁺ (1 моль) + OH^- (1 моль)

С первого уравнениея имеем:

n(Na⁺)=2•n(Na₂SO₄)=2•1 моль=2 моль

n(SO₄^2-)=n(Na₂SO₄)=1 моль

Со второго уравнения имеем:

n(Na⁺)=1•n(NaОН)=1•2 моль=2 моль

n(OH^-)=1•n(NaОН)=1•2 моль=2 моль

Общее количество ионов Натрия n(Na⁺)=2 моль + 2 моль = 4 моль.

Массу заданного количества ионов вещества вычисляем по формуле m=n•M, где M=M_rг/моль.

M_r(Na⁺)=A_r(Na)=23, поэтому М(Na⁺)=23 г/моль.

m(Na⁺)=n(Na⁺)•M(H⁺)=4 моль•23 г/моль = 92 г.

M_r(OH^-)=A_r(O)+A_r(H)=16+1=17, поэтому М(ОН^-)=17 г/моль.

m(OH^-)=n(OH^-)•M(OH^-)=2 моль •17 г/моль = 34 г. 

M_r(SO₄^2-)=A_r(S)+4•A_r(O)=32+4•16=96, поэтому М(SO₄^2-)=96 г/моль.

m(SO₄^2-)=n(SO₄^2-)•M(SO₄^2-)=1 моль•96 г/моль = 96 г. 

Расчитываем массу раствора:

m(раствора)=m(Na⁺)+m(OH^-)+m(SO₄^2-)+m(H₂O)=

=92 г + 34 г + 96 г + 800 г=1022 г.

Массовую долю ионов вещества в растворе вычисляем по формуле: 

w(вещества)=m(вещества)/m(раствора)

w(Na⁺)=m(Na⁺)/m(раствора)=92 г/1022 г=0,09, или 9%.

w(OH^-)=m(OH^-)/m(раствора)=34 г/1022 г=0,033, или 3,3%. 

w(SO₄^2-)=m(SO₄^2-)/m(раствора)=96 г/1022 г=0,094, или 9,4%. 

Ответ: w(Na⁺)=9%, w(OH^-)=3,3%, w(SO₄^2-)=9,4%

Упражнение 56. В 1 л воды некоторого источника содержится 60 мг ионов Сa²⁺ и 36 мг ионов Mg²⁺. Сопоставьте количества этих ионов (попробуйте это сделать на основании устных вычислений) и выберите правильный ответ:

а) ионов Ca²⁺ и Mg²⁺ — одинаковое количество;

б) ионов Ca²⁺ больше, чем ионов Mg²⁺;

в) ионов Mg²⁺ больше, чем ионов Ca²⁺.

Дано: m(Ca²⁺)=60 мг = 0,06 г, m(Mg²⁺)=36 мг = 0,036 г.

Найти: n(Ca²⁺)-? n(Mg²⁺)-?

Решение:

Количество ионов вещества в порции заданной массы вычисляем по формуле n=m/M, где M=M_rг/моль.

M_r(Сa²⁺)=A_r(Сa)=40, поэтому М(Са⁺)=40 г/моль.

n(Сa²⁺)=m(Сa²⁺)/M(Ca²⁺)=0,06 г : 40 г/моль=0,0015 моль.

M_r(Mg²⁺)=A_r(Mg)=24, поэтому М(Mg²⁺)=24 г/моль.

n(Mg²⁺)=m(Mg²⁺)/M(Mg²⁺)=0,036 г : 24 г/моль=0,0015 моль.

Ответ: одинаковое количество ионов.

Другие задания смотри здесь...