СO₃²⁻ + 2 H₃O⁺ → H₂CO₃ + 2 H⁺; H₂CO₃ → CO₂↑ + H₂O

Анион PO₄³⁻ образует при взаимодействии с катионами Ва²⁺ осадок белого цвета:

1. 2 PO₄³⁻ + 3 Ва²⁺ → Ba₃(PO₄)₂↓ белый осадок растворяется в кислотах: HCl, HNO₃, CH₃COOH.

2.Реакция с нитратом серебра. Анионы фосфата и гидрофосфата образуют с катионами серебра в нейтральной среде желтый осадок фосфата серебра:

PO₄³⁻ + 3 Ag⁺ → Ag₃PO₄↓ желтый осадок

HPO₄²⁻ + 3 Ag⁺ → Ag₃PO₄↓ + H⁺

Осадок фосфата серебра растворяется в азотной кислоте и избытке раствора аммиака.

3.Реакция с магнезиальной смесью (MgCl₂ + NH₄Cl + NH₄OH). Анион фосфата при взаимодействии с данной смесью образует белый мелкокристаллический осадок двойного фосфата NH₄MgPO₄:

Mg²⁺ + PO₄³⁻ + NH₄⁺ → NH₄MgPO₄↓ белый осадок

Осадок двойной соли растворим в кислотах.

4.Реакция с молибдатом аммония. Анионы фосфата взаимодействуют с молибдатом аммония (NH₄)₂MoO₄ при нагревании. В результате реакции образуется желтый кристаллический осадок комплексной аммонийной соли фосфоромолибденовой кислоты: (NH₄)₃[PO₄(MoO₃)₁₂] или (NH₄)₃[PMo₁₂O₄₀]:
PO₄³⁻ + 3 NH₄⁺ + 12 MoO₄²⁻ + 24 H⁺ = (NH₄)₃[PO₄(MoO₃)₁₂]↓ + 12 H₂O.

желтый осадок

Осадок фосфоромолибдата аммония растворим в азотной кислоте; в растворах щелочей и аммиака; в избытке анионов фосфата с образованием желтого раствора (поэтому реакцию проводят с использованием избыточного количества реактива
Задание 32

32. В процессе очистки промышленных сточных вод происходит образование коллоидных растворов. Для их разрушения и коагуляции обычно применяются растворы электролитов. Если исходные сточные воды содержали поверхностно-активные вещества на основе солей триалкиламмония общей формулы (ПАВ катионоактивного характера), то какой из перечисленных растворов будет обладать наибольшей коагулирующей способностью. Объяснить.

Al(NO3)3

(NH4)2Cr2O7

Na3PO4

Na2CO3

---

Решение

Исходные сточные воды содержали поверхностно-активные вещества на основе солей триалкиламмония общей формулы  (ПАВ катионоактивного характера), которое диссоиирует:

(R₃NH⁺ )₂SO₄^-2 ↔ 2 R₃NH⁺ + SO₄^-2

Коагулирующее действие оказывает ион, заряд которого противоположен заряду коллоидной частицы.

Правило Шульце – Гарди: величина порога коагуляции данного коллоидного раствора зависит от заряда иона–коагулятора, причем, чем выше заряд этого иона, тем ниже величина порога коагуляции.

Значения порогов коагуляции для одно-, двух- и трехзарядных ионов примерно обратно пропорциональны 6–й степени их зарядности.

Ba(NO2)2

K2Cr2O7

Сr(NO3)3

H3PO4

Наибольший заряд имеет анион PO₄^-3 _,следовательно, раствор кислоты H₃PO₄ будет обладать наибольшей коагулирующей способностью
Задание 43

43. Для осаждения большинства ионов тяжелых металлов из сточных растворов часто применяется гидроксид кальция (гашеная известь). Если годовой объем очищаемой воды равен 3000 м³, а содержание в нем ионов Fe³⁺ составляет 140 мг/дм³, то с учетом 10%-го избытка реагента, необходимого для полного осаждения, расход гидроксида кальция составит __916____ кг в год. (Ответ привести с точностью до целых; A_r(Fe) = 56.)

Решение

Уравнение реакции осаждения катионов железа Fe³⁺ будет следующее:

2Fe³⁺ + 3Ca(OH)₂ = 2Fe(OH)₃↓ + 3Ca⁺²

М(Ca(OH)₂ = 40+ 17*2 = 74 г/моль

По уравнению реакции на осаждение

112 г железа Fe³⁺ расходуется 3*74 г гашенной известиCa(OH)₂

На (140*3000*1000/1000) * 110(%) г ----------------- х г

Х = 140*3000*3*74*1,1/112*1000 = 915,75кг
Задание 54

54. Наиболее технологичным и эффективным способом выделения металлов из растворов является электролиз. Если годовой объем очищаемой воды равен 1000 м³, а содержание в нем ионов Pd³⁺ в виде анионных комплексов составляет 7,8 мг/дм³, то время, необходимое для выделения всего палладия электролизом при силе тока 11,9 А и выходе по току 100 %, составит __21___ суток. (Ответ привести с точностью до целых; A_r(Pd) = 106; F = 96500 Кл/моль.)

---

Решение

Количественная характеристика процессов электролиза определяется законами, установленными Фарадеем. Закон Фарадея выражается следующим уравнением: m = Э*I*t/F.

Здесь m— масса образовавшегося или подвергшегося превращению вещества; Э — его эквивалентная масса (г/моль); I — сила тока (а); t — время (сек); F — постоянная Фарадея (96500 Кл/моль), т. е. количество электричества, необходимое для осуществления электрохимического превращения одного эквивалента вещества.

Pd³⁺ + 3e = Pd⁰

Э(Pd³⁺) = M(Pd³⁺)/3=106/3 = 35,3г/моль

m (Pd) = 7,8 мг/дм³* 1000*1000м³/1000 =7800(г)

m (Pd) = Э*I*t/F = 35,3*11,9*t/ 96500 = 7800(г)

t = 7800*96500/35,3*11,9*60*60 = 497,7 час.

t= 497,7 час/24 = 20,7 суток
Задание 65

65. Какой из катионов: Fe³⁺, Ca²⁺, Al³⁺ или Hg²⁺, содержится в растворе, если:

• 
  в ходе реакции взаимодействия его раствора с карбонатом натрия образуется осадок, исчезающий при добавлении раствора кислоты;
  
• 
  при взаимодействии его раствора с гидроксидом калия раствор мутнеет;
  
• 
  при взаимодействии его раствора с ортофосфорной кислотой выпадает осадок белого цвета;
  
• 
  при взаимодействии его раствора с бихроматом калия раствор мутнеет и становится желтоватым.
  

Для выполнения эксперимента в каждую пробирку добавляли только один из реагентов, находящихся в склянках. Подтвердите наличие иона соответствующими уравнениями реакций (если возможно - в молекулярном и ионном виде).

Решение

Рассмотрим 2-ой признак: при взаимодействии раствора катиона с ортофосфорной кислотой выпадает осадок белого цвета.

Так как фосфаты катионов Fe³⁺ и Hg²⁺ имеют желтую Hg₃(PO₄)₂ и слабо-желтую окраску(FePO₄), то, видимо, эти катионы отсутствуют.

Ca²⁺ + PO₄^-3 = Ca₃(PO₄)₂ ↓ осадок белого цвета

Al³⁺ + PO₄^-3 = AlPO₄ ↓ осадок белого цвета

Согласно 1-ому признаку: в ходе реакции взаимодействия его раствора с карбонатом натрия образуется осадок, исчезающий при добавлении раствора кислоты, определяемый катион не может быть Al³⁺ , поскольку карбонат алюминия в растворе не существует, а гидролизуется полностью с выделением углекислого газа.

---

Ca²⁺ + СO₃^-2 = CaСO₃ ↓ осадок белого цвета

Образуется осадок, исчезающий при добавлении раствора кислоты:

в молекулярном и ионном виде:

2CaСO₃ ↓ +2 HCl = Ca(HСO₃)₂ + CaCl₂ осадок CaСO₃ ↓ растворяется при добавлении кислоты, например, HCl. Образуется кислая растворимая соль кальция Ca(HСO₃)₂

в ионном виде:

2CaСO₃ ↓ + 2 H+ = 2 HСO₃- + 2 Ca⁺²

Остается Ca²⁺. Этот катион образует при взаимодействии его раствора с бихроматом калия осадок желтого цвета, и раствор становится желтоватым (соответствует 3-ему признаку).

Ca²⁺ + CrO₄^-2 = CaCrO₄ ↓

Растворимость CaCrO₄ в воде низкая — около 2,27 % (при 19 °С), кристаллическое вещество желтого цвета.

Ответ: Ca²⁺
Задание 76

76. В чем заключается особенность прямого титрования в сравнении с другими типами титрования? При проведении кислотно-основного титрования 15 мл раствора гидроксида натрия неизвестной концентрации раствором соляной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,10 моль/л экспериментально определили объем титранта. Он составил 10,5 мл. Рассчитайте массу гидроксида натрия, содержащуюся в 1 л этого раствора. (Ответ приведите в г с точностью до десятых, например 4,2.)

Решение

В любом методе титриметрического анализа существует несколько способов титрования. Различают прямое титрование, обратное титрование и титрование по замещению.

При прямом титровании к раствору определяемого вещества добавляют по каплям титрант до достижения точки эквивалентности.

Схема титрования: X + R = P.

Прямое титрование предполагает непосредственное прибавление титранта к раствору пробы.

ν_Х  = ν_R

где ν_Х  и ν_R – количества молей эквивалентов Х и R.




Прямое титрование - удобный и самый распространенный вариант титриметрии. Он более точен, чем другие. Ведь случайные погрешности в основном возникают при измерении объема растворов, а в данном способе титрования объем измеряют только один раз. Однако прямое титрование возможно далеко не всегда. Многие реакции между Х и R идут недостаточно быстро, и после добавления очередной порции титранта в растворе не успевает установиться равновесие. Иногда прямое титрование невозможно из-за побочных реакций или ввиду отсутствия подходящего индикатора. В подобных случаях применяют более сложные схемы обратного или заместительного титрования.

---

Закон эквивалентов для прямого титрования:

C_{(1/z) Х} V_Х = C_(1/z) RV_R

Количество (массу) определяемого вещества, содержащееся в исследуемом растворе, вычисляют, используя закон эквивалентов (для прямого титрования)

m_Х= C_(1/z)R V_R M_(1/z)Х ٠10^-3 , (3)

где C_(1/z)R – молярная концентрация эквивалента[1] титранта, моль/дм³;

V_R – объем титранта, см³;

M_(1/z) Х – молярная масса эквивалента определяемого вещества;

C_(1/z)Х – молярная концентрация эквивалента определяемого вещества, моль/дм³;

V_Х – объем определяемого вещества, см³

Задача

NaOH + HCl = NaCl + H₂O

C_{(1/z) Х} V_Х = C_(1/z) RV_R

15 мл*Х = 10,5*0,10

См(NaOH) = 10,5*0,10 /15 = 0,07моль/л

Э(NaOH) = M(NaOH) = 40г/моль

m(NaOH) = 0,07*40г/моль = 2,8 г

Ответ: 2,8 г

Задание 87

87. В процессе получения железа в промышленности возможно использование реакции угля с оксидом железа (III) Fe₂O₃ + 3C = 2Fe + 3CO Теплота, необходимая для осуществления процесса, обеспечивается горением углерода. Если энтальпии образования оксида железа (III), угарного и углекислого газов равны: –822,16, –111 и –394 кДж/моль соответственно, то для получения 1120 кг железа потребуется _509___ кг углерода. (Потерями углерода на побочные процессы пренебречь; ответ привести с точностью до целого значения; A_r(Fe) = 56.)

Решение

Горение угля, реакция: С + О₂ = СО₂, при этом выделяется такое количество тепла:

⁰(СО₂)_. = -394 кдж/моль

Реакция Fe₂O₃ + 3C = 2Fe + 3CO +Q идет с поглощениемтепла
⁰_х.р. = 3 _f⁰_CO - _f_Fe2O3⁰ = - 3*111+ 822,16 = +489,16 кдж/моль

Q =-⁰

---

Смотрите также файлы

• Контрольная работа по предмету Сестринское дело в гинекологии.doc

• Индивидуальный образовательный маршрут как одно из условий повышения качества знаний.ppt

• История Камбоджи.docx

• Практическая работа 2 По дисциплине Электрические машины и аппараты Тема Трансформаторы Специальность 13. 02. 11 Юртаев В. Е. Тээ 21д проверил преподаватель Сидоренко С. Р.docx

• Консультация для родителей Движение это жизнь.docx