Процентная концентрация растворенного вещества в растворе

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования:

«Оренбургский государственный университет»

Факультет дистанционных образовательных технологий

Контрольная работа

по дисциплине «ХИМИЯ»

Группа ФД-2ТБ(б)БЖд

Фролова Татьяна

Валерьевна

г. Оренбург - 2013 г.

Задание 1

Чему равна процентная концентрация растворенного вещества в растворе, если из 650 г. 10%-ного раствора выпарить 150 г. воды?

Решение:

1. Определим массу чистого вещества в исходном растворе:

650 г - 100%

х г - 10% Откуда х = 650 * 10 / 100 = 65 г.

2. При выпаривании из раствора 150 г. воды масса раствора стала:

650 - 150 = 500 г.

3. Определим массу чистого вещества в полученном растворе:

500 г - 100%

х г - 10% Откуда х = 500 * 10 / 100 = 50 г.

4. Определим массу чистого вещества:

65 + 50 = 115 г.

5. Найдем процентную концентрацию растворенного вещества:

1000 г. - 100 %

115 г. - х % Откуда х = 115 * 100 / 1000 = 11,5 %

Ответ: 11,5 %

Задание 2

Какой объем 20%-ного раствора Fe(NO3)3 (с=1,18 г/см3) необходимо взять для приготовления 2,0 л раствора с концентрацией вещества 0,1 моль/л?

Решение:

1. Определим массу Fe(NO3)3 в конечном растворе.

С = mв/(M*V)

mв = С*М*V

mв = 0,1 * 242 * 2 = 48,4 г.

2. Определим массу 20 % - ного раствора Fe(NO3)3

48, 4 г. - 20 %

х г. - 100 % Откуда х = 48.4 * 100 / 20 = 242 г.

3. Найдем объем, необходимый для приготовления раствора.

р = m / V

V = m / р

V = 242 / 1,18 = 205,08 см3

Ответ: 205,08 см3

Задание 3

Сколько граммов 2%-ного раствора соли необходимо добавить к 20 граммам 25%-ного раствора, чтобы получился 15%-ный раствор соли?

Решение:

1. Воспользуемся правилом креста:

А		(С-В)	где А и В - проц. концентрации раств. вещества в исх. растворах, С - проц. концентрация раствор. вещества в пригот. растворе, (С-В) - число массовых частей раствора, с конц. раствор. вещества равной А, (А-С) - число массовых частей раствора, с конц. раствор. вещества равной В.
	С
В		(А-С)
25		(15-2)=13	где А и В - проц. концентрации раств. вещества в исх. растворах, С - проц. концентрация раствор. вещества в пригот. растворе, (С-В) - число массовых частей раствора, с конц. раствор. вещества равной А, (А-С) - число массовых частей раствора, с конц. раствор. вещества равной В.
	15
2		(25-15)=10

2. То есть, необходимо взять 13 частей 25% раствора и 10 частей 2% раствора, чтобы при смешивании получить 15% раствор.

3. Составим и решим пропорцию:

13 частей - 20 г.

10 частей - х г. Откуда х = 10 * 20 / 13 = 15,38 г.

Ответ: 15, 38 г.

Задание 4

Определите величину изотонического коэффициента раствора Н4Р2О7, если степень электролитической диссоциации Ь=0,8.

Решение:

1. Воспользуемся формулой

i = 1 + б (k-1),

где k - количество ионов

2. Определим количество ионов:

Н4Р2О7 = 4Н+ + Р2О74-

3. Определим величину изотонического раствора:

i = 1 + б (k - 1)

i = 1 + 0,8 (5 - 1) = 1 + 3,2 = 4.2

Ответ: 4,2

Задание 5

Определить температуру замерзания водного раствора, если в 800 г этого раствора содержится 16,0 г NaOH (сильный электролит, Ь=1,0). Криоскопическая константа для воды К=1,86.

Решение:

1. Воспользуемся формулой

?tзам. = K * 1000 * m * i / (M * q).

2. Определим количество ионов (k):

NaOH = Na+ + OH- то есть k = 2

3. Найдем величину изотонического коэффициента:

i = 1 + б (k - 1)

i = 1 + 1,0 (2 - 1) = 1 + 1 = 2

4. Определим температуру замерзания:

?tзам. = К * 1000 * m * i / (M * q)

?tзам. = 1,86 * 1000 * 16 * 2 / (40 * (800 - 16)) = 1,86 * 1000 * 16 * 2 / (40 * 784) = 1,86 * 1000 * 16 * 0,00006 = 1,78560С

Ответ: - 1,78560С

Задание 6

Свинцовая и медная пластинки находятся в контакте и погружены в раствор кислоты. Напишите уравнения реакций, протекающие на поверхности металлов. Какой из металлов разрушается, а какой защищается?

Решение: концентрация ион изотонический раствор

1. Сравним табличные значения (величины) стандартных электродных потенциалов

Е0 Pb = - 0,126 В.

Е0 Cu = + 0,337 В.

Е0 Pb < Е0 Cu

Свинцовый электрод имеет меньший электродный потенциал - следовательно, он будет являться анодом.

Медный электрод - катодом.

2. Учитывая характер среды (раствор кислоты) уравнения анодного и катодного процессов будут следующими:

Анодный процесс:

Pb0 - 2е = Pb2+

Катодный процесс:

Cu2+ + 2е = Cu0

3. Свинцовая пластинка, являясь анодом, будет разрушаться (корродировать).

Медная пластинка, являясь катодом - защищаться.

Ответ: свинец - разрушается;

медь - защищается.

Задание 7

Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении заданной окислительно-восстановительной реакции, укажите окислитель и восстановитель Ca + HClO4 = Ca(ClO4)2 + CaCl2 + H2O

Решение:

1. Определим степень окисления атомов всех элементов:

Ca0 + H+Cl+7O4-2

Ca+2(Cl+7O4-2)2 + Ca+2Cl2- + H2+O-2

2. Для элементов изменивших степень окисления (в данном случае для атомов Cl и Ca) составим систему реакций окисления-восстановления:

Cl+7 + 8е = Cl-1 - окислитель, восстановление

Ca0 - 2е = Ca+2 - восстановитель, окисление

3. Проставляем уравнивающие коэффициенты:

4. Уравнивающие коэффициенты переносим в уравнение ОВР и проставляем коэффициенты для остальных веществ:

8Ca + 16HClO4 = 7Ca(ClO4)2 + CaCl2 + 8H2O

Ответ: Cl - окислитель

Ca - восстановитель

Задание 8

Определить массы веществ, выделившихся на катоде и аноде при электролизе водного раствора Cu(NO3)2 током 100А в течение 9650 с. Напишите уравнения анодного и катодного процессов. При необходимости взять данные из таблицы 1.

Решение:

1. Рассмотрим схему электролиза раствора Cu(NO3)2 и определим вещество, которое будет выделяться на катоде и на аноде:

Cu(NO3)2 Cu2+ + 2NO3-

на катод на анод

2. Так как ион NO3- является сложным анионом, то согласно характеру анодных процессов, на аноде будет выделяться газообразный кислород, атомная масса которого равна 16 и степень окисления - 2.

3. Согласно первому закону электролиза, определим массу выделившегося на аноде вещества:

m = А * I * t / (n * F),

где А - атомная масса вещества, I - сила тока, t - время воздействия, n - заряд иона или степень окисления, F - постоянная Фарадея.

m = А * I * t / (n * F) = 16*100*9650 / (2*96500) = 16*100*0,05 = 80 г.

4. По характеру анодных и катодных процессов видно, что на катоде выделяется газообразный водород - Н2

5. Используя второй закон электролиза, определим массу выделившегося на катоде вещества:

m (к) / m (а) = mэкв. (к) / m экв. (а)

m (Н2) / m (О2) = mэкв. (Н2) / m экв. (О2)

m (Н2) = m (О2) * mэкв. (Н2) / m экв. (О2)

m (Н2) = 80 * 1 / 8 = 10 г.

Ответ: на аноде - 80 г.

на катоде - 10 г.

Задание 9

Составьте схему и определите величину э.д.с. стандартного серебряно-магниевого гальванического элемента. Напишите уравнения катодного и анодного процессов. Величины стандартных электродных потенциалов взять из таблицы 1.

Решение:

1. Составим схему серебряно-магниевого гальванического элемента.

Ago|Ag+||Mg2+|Mgo

2. Сравним табличные значения (величины) стандартных электродных потенциалов:

Е0Ag = + 0,799В.

Е0 Mg = - 2,36 В.

Е0 Mg < Е0 Ag

Магниевый электрод имеет меньший электродный потенциал - следовательно, он будет являться анодом.

Серебряный электрод - катодом.

3. Составим уравнения анодного и катодного процессов.

Анодный процесс:

Mg 0 - 2е = Mg 2+

Катодный процесс:

О2 + Н2О + 4е = 4ОН-

4. Определим величину э.д.с. данного гальванического элемента.

?Е = Екатод - Еанод

?Е = ЕAg - ЕMg = + 0,799 - (- 2,36) = 0,799 + 2,36 = 3,159 В

Размещено на Allbest.ru