Задания для самостоятельной подготовки

2. В результате растворения щелочи образуется раствор гидроксид-ионов в воде (катион щелочи протолитом не является и во внимание не принимается). Рассчитайте значение константы протолитического равновесия и константы кислотности пары H₂O / OH^-. При оценке используйте моляльную концентрацию воды.

3. Составьте уравнения протолитических реакций между основанием – жидким аммиаком и безводными кислотами HCl, CH₃COOH, HCOOH, HSO₄^-, HClO₄. Как Вы считаете, будут ли эти реакции практически необратимыми? При подготовке ответа используйте справочную и учебную литературу.

а) [Ti(H₂O)₆]⁴⁺, б) [Ce(H₂O)₈]⁴⁺, в) [Sn(H₂O)₄]⁴⁺

5. Используя справочные данные, укажите, какой протолит в каждой из приведенных пар аквакатионов обладает большей кислотной функцией по отношению к воде при 25 ° С:

а) [Al(H₂O)₆]³⁺, [Zn(H₂O)₄]²⁺ в) [Ti(H₂O)₆]³⁺, [Be(H₂O)₄]²⁺

б) [Cr(H₂O)₆]³⁺, [Cu(H₂O)₄]²⁺ г) [Fe(H₂O)₆]³⁺, [U(H₂O)₈]⁴⁺

6. Руководствуясь справочной и учебной литературой, установите, каковы протолитические функции ионов в следующих реакциях:

а) HSO₄^- + H₂O →
б) ZnOH^{+ .} H₂O + H₂O →
в) SO₃^2- + H₂O →
г) HF₂^- + H₂O →
д) Fe^{3+ .} H₂O + H₂O →
е) UO₂^{2+ .} H₂O + H₂O →
ж) HPO₄^2- + H₂O →
з) HSeO₄^- + H₂O →

7. Объясните, почему степень протолиза не является универсальной характеристикой кислотно-оснόвного равновесия в протонной теории (в отличие от констант кислотности и основности). Если степень протолиза слабой кислоты HA в воде равна 0,27%, а слабой кислоты HB - 8,3%, можно ли (да или нет) утверждать, что кислота HB сильнее кислоты HA? Если да, то при каком дополнительном условии?

8. Составьте уравнения протолитических реакций в водном растворе для следующих веществ:

HNO₂, HNO₃, H₂SeO₃, H₂SeO₄, HF, HBr, NH₃ ^. H₂O

Какое значение (> 1 , < 1, = 1) будет иметь степень протолиза в каждом случае?

9. Для оценки рН раствора сероводорода студент записал следующие уравнения реакций:

H₂S = 2H⁺ + S^2-

S^2- + H₂O HS^- + OH^-

Таким образом, студент сделал вывод, что среда щелочная (рН > 7). Найдите ошибки в его рассуждениях.

10. Используя справочные данные, определите, водный раствор какой соли в каждом наборе (при одинаковых температуре и концентрации) будут иметь большее значение рН:

а) KBrO, KCl, KClO   д) AlCl₃, FeCl₃, GaCl₃

б) NH₄NO₃, NH₄Cl, (NH₄)₂SO₄   е) CsNO₂, CsCN, CsNO₃

в) Cu(NO₃)₂, Fe(NO₃)₂, Ba(NO₃)₂   ж) Li₂CO₃, Rb₂CO₃, Cs₂CO₃

г) Rb₂S, Rb₂SO₃, Rb₂CO₃   з) NaH₂PO₄, Na₂HPO₄ Na₃PO₄

Используя справочные данные, укажите, какое значение рН (< 7, > 7, =7) имеет водный раствор каждой соли. Для каждого набора солей определите, в каком растворе (при одинаковых молярности и температуре) степень протолиза выше.

12. Составьте уравнение протолиза ортофосфорной кислоты и уравнения гидролиза сульфата железа(III) в водном растворе. Используя справочные данные, укажите, в каком из растворов при одинаковых молярности и температуре значение рН будет ниже.

13. Используя справочные данные, определите, в водном растворе какой соли каждого набора (при одинаковых температуре и концентрации) степень протолиза больше:

а) Rb₂CO₃, RbHCO₃   д) NH₄ClO₄, NH₄Br

б) ScCl₃, LaCl₃   е) BaS, Ba(HS)₂

в) Na₂S, NaHS   ж) K₃PO₄, Na₃PO₄

г) K₂SO₃, K₂TeO₃   з) FeCl₂, NiCl₂

14. Приготовлены водные растворы карбоната, сульфита и нитрита натрия при 25 ° С. Оказалось, что для всех растворов рН = 9. Не проводя расчета, расположите соли по уменьшению их молярной концентрации в данных растворах.

15. Водные растворы сульфатов аммония, железа(II) и индия(III) имеют одинаковое значение рН, равное 5 при 25 ° С. Каково соотношение молярных концентраций солей в этих растворах? Дайте обоснованный ответ, не проводя соответствующих расчетов.

17. Составьте уравнения гидролиза хлоридов аммония и алюминия в водном растворе. Используя справочные данные, укажите, в каком из растворов при одинаковых молярности и температуре значение рН будет ниже. Как изменится степень протолиза в растворе AlCl₃ при добавлении хлороводородной кислоты? Дайте обоснованный ответ

18. Запишите уравнения реакций, протекающих при растворении в воде:

а) хлорида хрома(III)
б) хлорида железа(II)
в) хлороводорода.

Сравните значения рН полученных разбавленных растворов при одинаковых концентрациях и температуре. Как уменьшить степень протолиза для соли (а)?

19. Значение рН 0,01М водного раствора хлорной кислоты при 25 ° С равно 2. Определите, какое значение рН имеет 2,5 ^. 10^-8 М раствор той же кислоты. Изобразите (в общем виде) графическую зависимость рН от объема раствора кислоты при n(HClO₄) = const.

20. Студент рассчитал для 4,3 ^. 10^-9 М водного раствора гидроксида бария значение рН при 25 ° С и получил неожиданный ответ: 5,93. Однако в растворе гидроксида бария среда не может быть кислотной! Проанализируйте расчет и укажите ошибку.
Изобразите (в общем виде) графическую зависимость рН от объема раствора щелочи при n{Ba(OH)₂} = const.

21. Исходный 0,1М раствор азотной кислоты разбавляют водой в 1000000 раз. Укажите, чему будет равен рН конечного раствора и изменится ли ответ, если вместо азотной кислоты взять:

а) азотистую кислоту
б) уксусную кислоту
в) серную кислоту
г) циановодородную кислоту

22. Имеется 1 ^. 10^-9 М раствор хлорной кислоты HClO₄. Используя формулу рН = -lg[H₃O⁺], студент рассчитал, что в этом растворе рН 9. Проанализируйте ответ (очевидно неверный), укажите правильный ответ и допущенные в расчете ошибки.

23. К 1 л воды добавили 0,05 мл раствора гидроксида калия с концентрацией 0,002 моль/л. Укажите, чему будет равна молярная концентрация гидроксид-ионов в конечном растворе. Изменится ли ответ, если вместо гидроксида калия взять гидрат аммиака?

24. Имеется 1 ^. 10^-8 М раствор гидроксида натрия NaOH. Используя формулу рН = 14 + lg[OH^-], студент рассчитал, что в этом растворе рН 6. Проанализируйте ответ (очевидно неверный), укажите правильный ответ и допущенные в расчете ошибки.

25. Используя справочные данные, объясните, почему ионы HS^-, H₂PO₄^-и HPO₄^2-не являются амфолитами в водных растворах H₂S и H₃PO₄ соответственно. Приведите уравнения реакций.

26. Не проводя расчета, укажите, какое значение рН (рН < 7 или рН > 7) будет иметь раствор, содержащий одновременно два вещества в эквимолярных количествах:

а) Rb₂SeO₃, H₂SeO₃   д) NH₄ClO₄, HClO₄

б) HBrO, KBrO   е) BaS, H₂S

в) HF, NaF   ж) K₃PO₄, H₃PO₄

г) NH₃ ^. H₂O, NH₄Cl   з) Li(CH₃COO), CH₃COOH

27. Определили, что при 25 ° С циановодородная кислота имеет рН < 7. Если в эту кислоту добавлять (небольшими порциями) цианид калия, то среда становится сначала менее кислотной, затем нейтральной и при избытке соли щелочной (рН > 7). Приведите все возможные доводы для объяснения полученных результатов опыта.

28. Раствор хлорноватистой кислоты при 25 ° С имеет рН < 7. Если в этот раствор порциями добавлять гипохлорит натрия, то среда становится сначала менее кислотной, затем нейтральной и при избытке соли щелочной (рН > 7). Объясните результаты опыта.

29. Раствор аммиака при 25 ° С имеет рН > 7. Если в этот раствор порциями добавлять хлорид аммония, то среда становится сначала менее щелочной, затем нейтральной и наконец кислотной (рН < 7). Объясните результаты опыта.

30. Объясните, почему при повышении температуры значение рН раствора гидрокарбоната натрия увеличивается.

31. Раствор хлорида железа(III) имеет при 25 ° С рН < 7. После длительного кипячения из раствора выпадает осадок метагидроксида железа FeO(OH), а среда раствора становится почти нейтральной. Объясните все наблюдаемые результаты этого опыта.

32. Раствор сульфида калия смешивают с растворами квасцов: а) алюмокалиевых, б) хромокалиевых. После длительного кипячения среда становится почти нейтральной. Объясните результаты опыта.

33. К концентрированному водному раствору AlCl₃ добавляют цинк и смесь нагревают. Наблюдается выделение газа. Составьте уравнения протекающих реакций и поясните, почему:
а) для опыта берут концентрированный раствор
б) реакцию проводят при нагревании

34. К концентрированному водному раствору Na₃PO₄ добавляют алюминий и смесь нагревают. Наблюдается выделение газа. Составьте уравнения протекающих реакций и поясните, почему:
а) для опыта берут концентрированный раствор
б) реакцию проводят при нагревании

35. В жидком аммиаке протекают следующие реакции:

NH₄Cl + KNH₂ = 2NH₃ + KCl

Ba(NO₃)₂ + 2AgCl = 2AgNO₃ + BaCl_{2 (т)}

36. Многие бинарные соединения полностью гидролизуются в водном растворе. Составьте уравнения реакций, протекающих при введении в воду следующих веществ:

а) SiCl₄, Li₃N, BeS   д) PCl₃O, Mg₃N₂, SF₄

б) Al₂S₃, Cl₃N, SCl₂O₂   е) SCl₂O, TeF₆, NH₂Cl

в) CaC₂, BCl₃, NF₃   ж) ClO₂F, HSO₃Cl, Zn₃N₂

г) Al₄C₃, PCl₃, SiF₄   з) BeC₂, IF₅, SeCl₄

Вернуться к тексту главы ... 1

... 2

... 3

... 4

... 5

... 6

... 7

... 8