Пример 3. Назвать соли: AlN, (CuOH)2CO3, Al2(SO4)3, MgHCO3. Написать их графические формулы.

Решение:

AlN – нитрид алюминия

Al ≡ N

(CuOH)₂SO₄ – сульфат гидроксо меди (II) Al₂(SO₄)₃ – сульфат алюминия

H − O − Cu − O O O − S = O

\ // / / \\

S Al − O O

/ \\ \

H − O − Cu − O O O − S = O

/ \\

O O

/

Al − O O

\ \ //

O − S = O

 

Mg(HCO₃)₂ – гидрокарбонат магния

H − O

|

O − C = O

/

Mg O − C = O

О Н

Пример 4

Напишите уравнения реакций получения солей из оксидов хрома.

Решение: Хром в соединениях имеет степень окисления +6, +3, +2. Его оксиды CrO₃, Cr₂O₃ и CrO, соответственно, кислотный, амфотерный и основной. Уравнения реакций, характеризующие их способность образовывать соли, следующие:

CrO₃ + 2NaOH = Na₂CrO₄ + H₂O

Cr₂O₃ + 6 HCl = 2CrCl₃ + 3H₂O

Cr₂O_{3 +} 2NaOH ₌ 2NaCrO_{2 +} H₂O

CrO + 2HCl = CrCl₂ + H₂O

Пример 5

С какими из перечисленных веществ вступит в реакцию серная кислота: KOH, CuO, Ba(OH)₂, Fe₂O₃, Al₂O₃, CO₂, SiO₂, H₃PO₄, O₂, H₂O? Составьте уравнения возможных реакций

Решение: Серная кислота не взаимодействует с веществами имеющими кислотные свойства (H₃PO₄, CO₂, и SiO₂) и с кислородом, т.к. она не способна окисляться.

Уравнения возможных реакций

H₂SO₄ + 2KOH = K₂SO₄ + 2H₂O

основание

H₂SO₄ + СuO = CuSO₄ + H₂O

основной

оксид

H₂SO₄ + Ba(OH)₂, = Ba SO₄ + 2H₂O

основание

3H₂SO₄ + Fe₂O₃ = Fe₂(SO₄)₃+ 3H₂O

амфотерный

оксид

3H₂SO₄ + Al₂O₃ = Al ₂(SO₄)₃+ 3H₂O

амфотерный

оксид

H₂SO₄ + KOH = KНSO₄ + H₂O

2H₂SO₄ + СuO = Cu(HSO₄)₂ + H₂O

H₂SO_{4 (конц.)} + nH₂O= H₂SO₄ ∙ nH₂O

олеум

Пример 6. Назовите приведенные здесь кислую, основную соли: Al(OH)₂Cl, Ba(HSO₃)₂. Напишите реакции, с помощью которых их можно превратить в средние соли.

Решение:

Al(OH)₂Cl – основная соль, хлорид дигидроксоалюминия

Ba(HSO₃)₂ – кислая соль, гидросульфит бария

1) Основная соль – та соль, в формуле молекулы которой имеется гидроксид - ион.

2) Кислая соль – та соль, в молекуле которой содержится ион водорода.

3)Средняя соль – молекула такой соли содержит катион металла и кислотный остаток, не

содержащий ион водорода.

Основную соль в среднюю превращают добавлением кислоты

Al(OH)₂Cl + 2HCl = AlCl₃ + 2H₂O.

Кислую соль превращают в среднюю действием на нее основания

Ba(HSO₃) + Ba(OH)₂ = 2BaSO₃ + 2H₂O.

Пример 7. Написать реакции с помощью которых можно осуществить следующие превращения

Al₂O₃ → KAlO₂ → Al(OH)₃ → AlOHSO₄ → Al₂(SO₄)₃ → Al → Al(NO₃)₃

Решение:

а) Al₂O₃+ 2KOH = 2KAlO₂ + H₂O

метаалюминат

калия

б) 2KAlO₂ + H₂SO₄ + 2H₂O → 2Al(OH)₃ + K₂SO₄

в) Al(OH)₃ + H₂SO₄ = AlOHSO₄ + 2H₂O

недост. сульфат

гидроксоалюминия

г) 2AlOHSO₄ + H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 2H₂O

сульфат

алюминия

д) Al₂(SO₄)₃ + 3Mg = 2Al + 3MgSO₄

^φºAl³⁺ | Al = -1,68 B

^φºMg²⁺ | Mg = -2,37 B

Следовательно, магний активнее алюминия и может вытеснить алюминий из его соли.

е) Al + 4HNO₃ = Al(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

Al – 3e = Al³⁺ | 1

NO₃^- + 4H⁺ + 3e = NO + 2H₂O | 1

Пример 8 Напишите уравнения реакций в молекулярных и ионо-молекулярных формах гидроксида натрия со следующими веществами:

P₂O₅, Al(OH)₃, CuSO₄, ZnO

Решение:

1) P₂O₅ + 6NaOH = 2Na₃PO₄ + 3H₂O

P₂O₅ + 6OH^- = 2PO₄^3-+ 3H₂O

2) Al(OH)₃ + NaOH = Na[Al(OH)₄]

амфотер. изб. тетрагидроксоалюминат

натрия

Al(OH)₃+ OH^- = [Al(OH)₄]^-

3) CuSO₄ + 2NaOH = ↓Cu(OH)₂ + Na₂SO₄

эквивалентные гидроксид

количества меди (II)

Cu²⁺ + 2OH^- = Cu(OH)₂

4) PbSO₄ + 2NaOH = Na₂PbO₂ + H₂SO₄

изб. плюмбит

натрия

PbSO₄ +2OH^-= PbO₂^2- + SO₄^2-

5) ZnO + 2NaOH = Na₂ZnO₂ + H₂O

амфотер. изб. цинкат

гидроксид натрия

ZnO + 2OH^- = ZnO₂^2- + H₂O

Пример 9 Напишите реакции следующих превращений

Решение:

1) FeSO₄ + 2NaOH = ↓Fe(OH)₂ + Na₂SO₄

2) FeSO₄ + BaCl₂ = FeCl₂ + BaSO₄↓

3) FeSO₄ + Ba(NO₃)₂ = Fe(NO₃)₂ + BaSO₄↓

Пример 10 Сколько литров раствора серной кислоты с массовой долей H₂SO₄ 10% и плотностью 1,07 г/мл требуется для нейтрализации гидроксида натрия массой 16 кг?

Решение:

Запишем уравнение реакции нейтрализации:

H₂SO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + 2H₂O

Определяем массу H₂SO₄, необходимую для нейтрализации

2ּ 40 г NaOH – 98 г H₂SO₄

16000 г NaOH – х

Находим массу 10% раствора H₂SO₄ по формуле;

, следовательно

Находим объем раствора H₂SO₄, необходимый для нейтрализации NaOH

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

 

1. Глинка Н.Л., Общая химия.–М.: Интегралл-пресс, 2004.

2. Ерохин Ю.М., Фролов В.И. Сборник задач и упражнений по химии.–М.: Высшая школа, 2005.

3. Сыркин А.М., Зорина Л.Н. Классификация и номенклатура неорганических веществ. Учебное пособие, УГНТУ, 2006 г.

4. Курс общей химии /Под ред. Н.В.Коровина-М.:Высшая школа, 1999 г.

 

 

Задание №9

по теме " Химия воды. Жесткость воды "

 

 

Методика решения задач по теме "Жесткость воды и методы её умягчения" основана на понятии жесткости, знании единиц измерения жесткости, методов умягчения воды и некоторых общих формул.

Единой международной единицы измерения жесткости не существует. Различные страны условно принимают свои единицы. В нашей стране жесткость выражают в ммоль-эквивалентах (мэкв) ионов Са²⁺ и Mg²⁺ (либо соответствующих солей кальция и магния), содержащихся в 1л воды; 1 (мэкв) жесткости соответствует 20,04 мг Са²⁺ в I л воды или 12,16 мг Mg²⁺ в 1 л воды.

Если известны массы ионов или соответствующих им солей, то жесткость считается по формуле

где m₁, m_2, m₃ – массы ионов металлов (или их солей) в воде, мг;

– эквивалентные массы ионов металлов (или их солей), мг/экв;

V – объём воды, л.

Различают карбонатную (или временную) жесткость (Ж_к) и некарбонатную (или постоянную) жесткость (Ж_нк). Некарбонатная жесткость представляет собой разность между общей жесткостью и карбонатной.

Ж_нк = Ж_общ - Ж_к

Временную жесткость воды (Ж_к) можно определить по объёму кислоты, пошедшей на её титрование. В соответствии с законом эквивалентов количество эквивалентов всех участвующих в химической реакции веществ должно быть одинаково. Следовательно:

,

где – объём кислоты, пошедшей на титрование, мл;

– объём пробы воды, взятой для титрования, мл;

Сн – нормальная концентрация кислоты, экв./л;

Отсюда:

(мэкв/л).

Аналогично можно рассчитать общую жесткость воды (Ж_общ.) по объёму трилона Б, пошедшего на титрование:

(мэкв/л).

Эквивалент трилона Б равен г

Для устранения жесткости на практике часто используется известково-содовый метод. Добавление к воде Ca(OH)₂ устраняет карбонатную жесткость (Ж_К), а добавление (Na₂CO₃) – некарбонатную жесткость (Ж_НК).

; ;

.

Иногда при умягчении воды известково-содовым методом дозы извести и соды, вводимые в воду, определяются пробным умягчением. Для ориентировочных расчетов можно использовать следующие формулы:

где и – содержание извести и соды, мг/л;

– карбонатная жесткость, мэкв/л;

– магниевая жесткость, мэкв/л;

– содержание диоксида углерода, мэкв/л;

– некарбонатная жесткость, мэкв/л;

0,5 – избыток реактива, мэкв/л;

28 – масса мг-эквивалента оксида кальция, мг;

53 – масса мг-эквивалента соды, мг.