Файл: М. Н. Назаров, Ю. И.docx

Примеры решения задач

Пример 1. Вычислить жесткость воды, зная, что в 500 литрах ее содержится 202,5 г гидрокарбоната кальция.

Решение

В 1 л воды содержится 202,5/500 = 0,405 г гидрокарбоната кальция, что составляет 0,405/81= 0,005 экв., или 5мэкв. (81г- эквивалентная масса гидрокарбоната кальция; см. гл. III).

Следовательно, жесткость воды 5 мэкв./л.

Пример 2. Сколько граммов сульфата кальция содержится в 1 м³ воды, если жесткость, обусловленная присутствием этой соли, равна 4 мэкв./л.

Решение

1 экв. сульфата кальция составляет 0,5 моля, т.е. 136,14/2= 68,07 г., а 1 мэкв. 68,07 мг. В 1м³ воды с жесткостью 4 мэкв/л содержится 4 1000 = 4000 мэкв., т.е.

4000 68,07 = 272280 мг = 272,28 г CaSO₄

Пример 3. Сколько граммов соды и гашеной извести надо для умягчения 500 литров воды, если общая жесткость равна 5 мэкв/л, а постоянная равна 3 мэкв/л.

Решение

Ж_общ = Ж_врем + Ж_пост , Ж_{врем =} 5 – 3 = 2 мэкв/л.

В 500 литрах воды содержится 500 3=1500 мэкв = 1,5 экв. солей, обусловливающих постоянную жесткость; значит, для ее устранения нужно 1,5 53 = 79,5 г соды (53 г – эквивалентная масса карбоната натрия).

---

Количество эквивалентов временной жесткости равно 500 2 = 1000 мэкв =

= 1 экв; значит, для еѐ устранения нужно 1 37 = 37 г гашеной извести (37 г – эквивалентная масса гироксида кальция).

Пример 4. Вычислить карбонатную жесткость воды, зная, что на титрование 100 мл этой воды, содержащей гидрокарбонат кальция, потребовалось 6,25 мл 0,08 н. раствора HCl.

Решение

Вычисляем нормальность раствора гидрокарбоната кальция. Обозначив число эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора, т.е.

нормальность, через Х, составляем пропорцию 6,25/100=Х/0,08 Х = 0,005 экв.

Таким образом в 1 л исследуемой воды содержится 0,005 1000 = 5 мэкв. гидрокарбоната кальция (или 5 мэкв. ионов Ca²⁺). Карбонатная жесткость воды 5 мэкв/л.

Решение данных задач основано на законе эквивалентов. (гл.III).
Рассуждения, приведенные в данных примерах, выражаются формулой

---

Задачи

179. 
     Напишите электронные формулы Al, Ga, In, Tl в нормальном и возбужденном состояниях, распределите валентные электроны по энергетическим ячейкам и определите возможные степени окисления этих металлов в их соединениях. Почему для Tl характерной степенью окисления является +1
     
180. 
     Как получаются гидроксиды Al(OH)₃ ,Ga(OH)₃ , In(OH)₃ Какие они имеют свойства Как диссоциируют? Напишите уравнения взаимодействия этих гидроксидов с HCl и NaOH.
     
181. 
     С какими из перечисленных ниже соединений взаимодействует Al, Tl : H₂O, HCl, H₂SO₄ (разб.), H₂SO₄ (конц.), HNO₃ (разб.), HNO₃ (конц.)? Напишите уравнения реакций.
     
182. 
     Как взаимодействует Al с водным раствором щелочи Какие стадии этого процесса можно выделить Запишите соответствующие реакции.
     
183. 
     Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для
     

осуществления следующих превращений:

Al AlCl₃ Al(OH)₃ Na[Al(OH)₄]

179. 
     Что такое алюмотермия Можно ли алюмотермическим способом получить из оксида железа (III) железо и из оксида кальция кальций при
     

---

1500 К Подтвердите ответ расчетом энергии Гиббса соответствующих

реакций, если
Fe2O3(т)	CaO (т)	Al2O3 (т)	Fe(т) Al(т) Ca(т)
H298кДж/ моль -823	-636	-1677	0 0 0
S298Дж/ (моль*град) 87,9	39,8	51	27,3 28,3 41,8

179. 
     Осуществите превращения и определите неизвестные вещества: t электролиз
     

Al(OH)₃ Х Y Al(NO₃)₃ Na[Al(OH)₄]

179. 
     Почему Al относится к металлам, а бор – к неметаллам, хотя эти элементы являются полными электронными аналогами?
     
180. 
     Осуществите превращения:
     

B H₃BO₃ Na₂B₄O₇ H₃BO₃

179. 
     Составьте, где возможно, молекулярные и электронные уравнения реакций:
     

а) борного ангридида с водой ;

б) бора с концентрированными азотной и серной кислотами ; в) борной кислоты с магнием ;

г) буры с сильной кислотой.

---

XX . Элементы IVа подгруппы

На внешнем уровне элементов этой подгруппы по 4 электрона. Общая формула валентных электронов nS²p² . Характерные степени окисления +2 и +4. Соединения углерода и кремния со степенью окисления +2 немногочисленны и сравнительно малостойки.

При переходе от углерода к свинцу закономерно ослабевают неметаллические и нарастают металлические свойства элементов. Углерод и кремний являются неметаллами, олово и свинец - металлы.

Углерод в свободном состоянии наиболее известен в виде двух модификаций - алмаза и графита.

Углерод при взаимодействии с водородом образует метан:

С+2H₂ CH₄

Метан - простейший представитель водородных соединений углерода - углеводородов, представляющих собой самый многочисленный класс химических веществ и являющихся объектом изучения органической химии.

Углерод и кремний - типичные восстановители. При нагревании с избытком воздуха графит и кремний образуют диоксиды (СO₂ и SiO₂), при недостатке кислорода можно получить монооксиды (CO и SiO), которые образуются также при нагревании простых веществ с их диоксидами:

C + CO₂ = 2CO, Si + SiO₂ = 2SiO

Уже при обычной температуре С и Si реагирует с фтором, при нагревании

- с хлором, образуя соответственно тетрафториды и тетрахлориды; при более сильном нагревании - с серой (продукты - CS₂ и SiS₂) и даже между собой, образуя карборунд – вещество, по твердости близкое к алмазу:

Si + C = SiC

---