Олимпиады по химии

4 2 2 4 2 4 2 4 4 2 2
2КМпО₄ + ЗМп²⁺ + 2Н₂О = 2К⁺ + 5МпОД + 4Н⁺.
Числа эквивалентности перманганта в этих реакциях различа­ются: в первой реакции — 5, во второй — 3. Молярная концент­рация эквивалентов перманганата для второй реакции составит


0,0235-3
5


= 0,0141 моль/л.


п|— КМпО₄ I = п — Мп²⁺ I =
1з ⁴) 12 )
= 0,0235 моль/л • 32,0 Ю^-3 л = 4,5110^-4 моль,
п(Мп²⁺) = — • п| — Мп²⁺ | = 2,25 • 10’⁴ моль,
' ' 2 V 2 )
п(МпСО₃) = 10 • 2,25 • 10~⁴ моль = 2,25 • 10~³ моль,
тп(МпСО₃) = 2,25 • 10^-3 моль • 115 г/моль = 0,259 г,
что довольно близко к данным условия.
МпСОД + Н₂ЭО₄ = МпЭО₄ + Н₂О + СОД,
Мп8О₄ + 2ОН" = Мп(ОН)₂ 4, + 8О²’,
2Мп(ОН)Д + 2Н₂О + О₂ = 2Мп(ОН)Д.
0 259 г

2. 
   а>(МпСО, в минерале) = — = 93,8 %.
   

³ 0,2760 г

3. 
   Оксид цинка добавляется для связывания выделяющейся кислоты, с тем, чтобы реакция протекала в нейтральной среде:
   

2пО + 2Н⁺ = 2п²⁺ + Н₂О.

165. 
     (Харьков-98, 2.1.5)
     

Ученик рассчитал pH в 8,6 • 10⁹ моль/л водном растворе гидроксида натрия и получил абсурдный резуль­тат — 5,93.

1. 
   Воспроизведите расчет ученика.
   
2. 
   Предложите верный расчет pH в этом растворе.
   
3. 
   Объясните, почему в реальном растворе эксперимен­тальное значение pH может оказаться равным 5,93.
   

163

9 класс

Решение

1. 
   МаОН -> Ма⁺ + ОН, (1)
   

[ОН ] = 8,6 • 10⁹ моль/л, рОН = 8,07, pH = 14 - 8,07 = 5,93.
Однако в растворе щелочи pH > 7.

2. 
   При расчете необходимо учесть диссоциацию воды:
   

Н₂О^Н⁺+ОН‘. (2)
Тогда с учетом (1) и (2):
[Ыа*] + [Н‘] = [ОН-] = К_Н10/[Н*],
[Ма⁺] = 8,6 • 10~⁹ моль/л,
[Н⁺]² + 8,6 • 10"⁹[Н⁺] - 10 ^й = 0.
Отсюда [Н⁺] » 10'⁷ и pH ~ 7 .

3. 
   За счет растворения в водном растворе углекислого газа происходят реакции:
   

СО₂ + ОН’ <=? нсо.;, НСО^ Н⁺ + СО^,
при этом среда слабокислая с pH = 5,93.

165. 
     (Донецк-93, 1.1.3, 1.1.5, 2.1.5)
     

К 160 мл соляной кислоты, содержащей хлорид натрия и имеющей pH =1,4, прибавили избыток раство­ра нитрата серебра. Полученный осадок отделили от ра­створа, промыли дистиллированной водой, высушили и взвесили. Его масса составляла 3,1470 г. Определите мо­лярные концентрации компонентов в исходном растворе.


Решение


При добавлении AgNO₃ происходят реакции:
HCl + AgNO₃ = AgCl + HNO₃,
143,5 г/моль
NaCl + AgNO₃ = AgCl + NaNO₃.
Количество вещества:


n(AgCl) =


m(AgCl)
M(AgCl)

3,1470 г
143,5 г- моль

= 0,0219 моль.


Следовательно, [с(НС1) + c(NaCl)] • V = n(AgCl),


/ттлмч /хт /-чч 0,0219 моль _ ,
с(НС1) + с(МаС1) = = 0,137 моль/л.
0,160 л
Найти концентрацию с(НС1) позволяют рН-метрические данные. Поскольку НС1 — сильная кислота, с(НС1) = с(Н⁺) = 10'^рН = 10 ^м = = 0,040 моль/л. Тогда с(МаС1) = 0,137 - 0,04 - 0,097 моль/л.


164

165.