Определение молярной массы эквивалентов металла

В задачах 1 – 14 определите молярные массы эквивалентов химических соединений и ионов, приведенных в таблице. Дайте определение понятиям: эквивалент, молярная масса эквивалентов вещества и ее размерность; дайте определение закона эквивалентов в современной трактовке и приведите его математическое выражение.

 

№ п/п	Кислота	Гидроксид металла	Соль	Оксид металла	Ион
	H3AsO4	Zn(OH)2	Fe2(SO4)3	Ag2O	PO43–
	H2SO4	La(OH)3	Cu(NO3)2	CrO3	NH4+
	CH3COOH	Mn(OH)2	(NH4)2SO4	Co2O3	CrO42–
	H2TeO4	Fe(OH)3	KClO4	Cu2O	Fe3+
	HCN	Ni(OH)2	Cr2(SO4)3	CdO	CO32–
	H3PO4	Mn(OH)2	Ca3(PO4)2	Fe2O3	MnO42–
	HMnO4	Ti(OH)4	Zn(NO3)2	WO3	ClO3–
	H2SiO3	Ba(OH)2	K2Cr2O7	FeO	SO32–
	H4P2O7	Al(OH)3	LiClO4	Cr2O3	AsO33–
	H2Cr2O7	Ca(OH)2	Na2SO3	Na2O	B4O72–
	HClO3	NaOH	NiCl2	ZnO	SiO44–
	H2MnO4	Fe(OH)2	K2MnO4	Al2O3	SO32–
	H2SeO3	Co(OH)3	CH3COONa	MnO2	SeO32–
	H4SiO4	Cr(OH)3	MgSO4	MgO	P2O74–

 

В задачах 15 – 19 рассчитайте молярные массы эквивалентов серы, если известны химические формулы соединений, полученных в результате взаимодействия серы с другими веществами.

№ п/п	Соединение	Продукт реакции
	с водородом	H2S
	с кислородом	SO2
	с кислородом	SO3
	с цинком	ZnS
	с углеродом	CS2

 

В задачах 20 – 22 рассчитайте молярные массы эквивалентов (г/моль-экв) в реакциях обмена (а и б). В реакции «а» гидроксида металла; в реакции «б» кислоты

№ п/п	Реакция
20 а) б)	2Zn(OH)2 + H2SO4 = Zn2(OH)2SO4 + 2H2O H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O
21 а) б)	Al(OH)3 + 2HCl = Al(OH)Cl2 + 2H2O H3PO4 + 2KOH =K2HPO4 + 2H2O
22 а) б)	Al(OH)3 + HCl = Al(OH)2Cl + H2O H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O

 

 

В задачах 23 – 36 определите числа эквивалентности (z), факторы эквивалентности (f) и молярные массы эквивалентов окислителя и восстановителя (г/моль-экв) в следующих уравнениях окислительно–восстановительных реакций, протекающих в водном растворе. (Расчет вести на одну формульную единицу: атом, молекула, ион).

№ п/п	Ионные уравнения реакций
	3Cu + 2NO3– + 8 H+ = 3Cu2+ + 2 NO + 4H2O
	MnO4– + 8H+ + 2I– = I2 + Mn2+ + 4H2O
	MnO4– + 6H+ + NO2– = Mn2+ + NO3– + 3H2O
	Al + Cr2O72– + 14H+ = Al3++ 2Cr3++ 7H2O
	I– + IO3– + 6H+ = I2 + 3H2O
	SnO22– + Bi3+ + 2OH– = Bi + SnO32– + H2O
	Cr2O72– + 6I– + 14H+ = 3I2 + 2Cr3+ + 7H2O
	2MnO4– + 16H+ + 10Fe2+ = 10Fe3+ + 2Mn2+ + 8H2O
	Cr2O72– + 3H2S + 8H+ = 2Cr3+ + 3S + 7H2O
	Cr2O72– + 3SO32– + 8H+ = 2Cr3+ + 3SO42– + 4H2O
	Zn + 4H+ + SO42– = Zn2+ + SO2 + 2H2O
	Mn2+ + 6OH– + H2O2 = MnO(OH)2 + O2 + 3H2O
	Fe + 2H+ = Fe2+ + H2
	H2S + 2NO3– + 2H+ = S + 2NO2 + 2H2O

 

В задачах 37 – 44 рассчитайте массу, молярную массу эквивалентов, количество вещества эквивалентов вступившего в реакцию окислителя по известному количеству вещества эквивалентов вступившего в реакцию восстановителя (n, моль-экв). Используйте при решении задач закон эквивалентов.

№ п/п	Уравнение реакции	n
	K2Cr2O7 + 7H2SO4 + 2Al = Al2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O	0.05
	2KMnO4 + 4H2SO4 + 2KI =2K2SO4 + 2MnSO4 + I2 + 4H2O	0.075
	Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2	0.25
	2KMnO4 + 4KOH + Na2SO3 = Na2SO4 + 2K2MnO4 + H2O	0.04
	2KI + Cl2 =I2 + 2KCl	0.02
	K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 = 3I2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O	0.025
	Zn + 2H2SO4 = ZnSO4 + SO2 + 2H2O	0.25
	2KMnO4 + 6HCl + 5KNO2 = 2KCl + 2MnCl2 + 5 KNO3 + 3H2O	5.0

В задачах 45 – 52 рассчитайте массы вступивших в реакцию металлов с заданными значениями M _экв (г/моль-экв), если при реакции металлов с кислотой выделяется известный объем водорода (V (Н₂), л), измеренный при н.у.

№ п/п
M экв.	32,70	12,15	27,93	29,35	68,67	4,51	56,21	29,47
V (H2)	0,560	0,280	0,210	0,053	0,333	0,432	0,230	0,152

В задачах 53 – 62 вычислите молярные массы эквивалентов металлов и их оксидов (г/моль-экв), если известно, что при восстановлении водородом данной массы оксида металла (m ₁) образовалась известная масса воды (m ₂), молярная масса эквивалентов которой равна 9 г/моль-экв. Укажите металл.

 

№ п/п
m 1, г	13,57	7,98	6,85	20,35	33,48	14,37	19,89	25,76	36,18	62,0
m 2, г	3,0	2,0	1,55	4,5	2,7	3,6	4,5	6,0	8,0	5,0

 

 

В задачах 63 – 72 подберите коэффициенты в уравнениях реакций, рассчитайте эквивалентные объемы (л/моль-экв, н.у.) газов – исходных веществ или продуктов реакции и вычислите количество эквивалентов вещества (моль-экв) в 1 л (н.у.) каждого газа.

№ п/п	Реакция
	CaF2 + H2SO4 à CaSO4 + HF(г)
	Zn + H2SO4 à ZnSO4 + SO2(г) + H2O
	Al2O3 + Na2CO3 à NaAlO2 + CO2(г)
	NaCl + H2SO4 à NaHSO4 + HCl(г)
	FeS + HCl à FeCl2 + H2S (г)
	Na2SO3 + H2SO4 à Na2SO4 + SO2(г) + H2O
	KClO + CO2(г) + H2O à KHCO3 + HClO
	Na + H2O à NaOH + H2(г)
	Ca(OH)2 + CO2(г) à Ca(HCO3)2
	NH4Cl + NaOH à NaCl + NH3(г) + H2O

 

В задачах 73 – 84 найдите объем (л, н.у.) сероводорода H₂S, который необходим по закону эквивалентов для осаждения соответствующего сульфида из раствора, содержащего заданное количество молей эквивалентов n _экв (моль-экв) указанных катионов (M ⁿ⁺).

№ п/п
Катион M n+	Zn2+	Cu2+	Hg2+	Pb2+	Bi3+	Sn2+
n экв (M n+), моль-экв	0,41	0,38	0,57	0,21	0,95	0,88
№ п/п
Катион M n+	Ag+	Ni2+	Fe2+	Co2+	Mg2+	Se3+
n экв (M n+), моль-экв	1,12	0,34	0,85	1,06	0,90	0,4

В задачах 85 – 94 используя закон эквивалентов, по нижеприведенным данным, вычислите молярные массы эквивалентов металла (г/моль-экв), если из данной массы соли металла m ₁ получена данная масса его гидроксида m ₂.

№ п/п	Соль металла	m 1, г	m 2, г	№ п/п	Соль металла	m 1, г	m 2, г
	хлорид	11,108	7,408		хлорид	6,819	4,969
	ортофосфат	19,044	12,673		нитрат	6,107	3,051
	сульфид	1,740	1,78		сульфат	10,719	7,530
	сульфат	15,955	9,755		сульфид	1,6937	1,713
	нитрат	11,481	6,025		ортофосфат	8,674	6,540

В задачах 95 – 104 определите молярную концентрацию эквивалентов раствора сульфида натрия (Na₂S), если при полном протекании химической реакции из данного объема раствора сульфида натрия V получена известная масса серы (m).

№ п/п
V, л	0,1	0,15	0,05	0,1	0,25	0,2	0,3	0,4	0,45	0,8
m, г	1,6	2,4	0,8	3,2	6,4		7,5

 

 

В задачах 105 – 110 р ассчитайте а) молярную массу эквивалентов металла M _экв(M) г/моль-экв и укажите металл (принять степень окисления металла равной +2); б) объем кислорода, который требуется для окисления указанной массы металла если известен объем водорода (н.у.), выделившейся при взаимодействии данной массы металла m(M), с кислотой.

№№ п/п
m (M), г	0,24	0,48	0,652	0,328	2,82
V 0(H2), см3

 

В задачах 111 – 120 вычислите массу (г) металла, объем (л, н.у.) кислорода, пошедший на окисление этой массы и молярную массу эквивалентов металла (г/моль-экв), если известна масса сульфида металла (m), полученная при реакции металла с 1,6 г серы. Укажите реагирующий металл.

 

№ п/п
m, г	4,78	4,87	11,96	4,55	4,39	4,53	11,63	7,22	2,79	3,90

 

В задачах 121 – 130 вычислите молярные массы эквивалентов галогенов (г/моль-экв), если одна и та же масса металла соединяется с данной массой галогена (m) и с данным объемом кислорода (V), измеренным при нормальных условиях. При решении задачи используйте закон эквивалентов.

№ п/п
m, г	3,55	7,6	11,42	5,64	2,37	15,2	1,38	7,60	4,05	5,76
V, л	0,56	2,24	0,80	0,25	0,37	4,48	0,097	0,34	0,64	0,40