V1н1 = V2н2.
Или
н1•100 = 6,25•0,08; н1=0,005 моль/дм3.
Таким образом, в 1 дм3 исследуемой воды содержится 0,005•1000 = =5 мэкв Ca2+ - ионов. Карбонат-
ная жесткость воды составит 5 мэкв/дм3.
Приведенные примеры решают, применяя формулу:
Ж = m/МэV, (7.1.1)
где Ж - жесткость воды, мэкв/дм3; m - масса вещества, обусловливающего жесткость воды или приме-
няемого для ее устранения, мг; Мэ - эквивалентная масса этого вещества, г/моль; V - объем воды, дм3.
Решение примера 147 По формуле (7.1.1) получим: Ж = = 202500/81•500 = 5 мэкв/дм3 (81 - экви-
валентная масса Ca(HCO3)2, равная половине его мольной массы).
Решение примера 148 По формуле (7.1.1) получим:
m = 4•68,07•1000 = 272280 мг = 272,280 г CaSO4.
П р и м е р 151* При полном термическом разложении смеси нитрата натрия и карбоната кальция
получили смесь газов объемом 11,2 дм3 (н.у.) с плотностью по водороду равной 16,5. Определите массу
исходной смеси.
Решение
t
1) 2NaNO3 = 2NaNO2+O2↑
t
2) CaCO3 = CaO+CO2↑
M(CO2) = 44 г/моль; M(O2) = 32 г/моль; M(CaCO3) = 100 г/моль;
M(NaNO3) = 85 г/моль.
Из условия задачи найдем Mгазов = 16,5•2 = 33 г/моль. Пусть x - объем кислорода, выделяющегося по
реакции (1). Тогда (11,2 - x) - объем диоксида углерода, образующийся по реакции (2). Следовательно:
32x + 44(11,2 - x) = = 33•11,2. Откуда x = 10,27 дм3 кислорода; объем диоксида углерода равен 11,20 -
10,27 = 0,93 дм3.
Количество кислорода 10,27/22,4 = 0,4584 моль, диоксида углерода - 0,93/22,4 = 0,0415 моль. Из
уравнений реакций (1, 2) следует, что разлагается 0,9168 моль нитрата натрия или 0,9168•85 = 77,928 г и
0,0415 моль карбоната кальция или 0,0415•100 = 4,150 г. Общая масса смеси веществ составит 77,928 +
4,150 = 82,078 г.
П р и м е р 152* Сплав магния и кальция массой 19,2 г прокалили в токе азота. Полученные про-
дукты обработали сначала соляной кислотой, а потом избытком раствора щелочи. При этом выделился
газ объемом 8,96 дм3 (н.у.). Определите состав сплава в массовых долях (ω, %).
Решение
1) 3Сa + N2 = Cа3N2
2) 3Mg + N2 = Mg3N2
3) Ca3N2+6HCl = 3CaCl2+2NH3↑
4) Mg3N2+6HCl = 3MgCl2+2NH3↑
M(Ca) = 40 г/моль; M(Mg) = 24 г/моль.
Пусть масса кальция в сплаве равна x г, тогда масса магния составит (19,2 - x) г. Из уравнений (1, 3)
следует, что 3 моль Ca → 2 моль NH3, а из уравнений (2, 4): 3 моль Mg → 2 моль NH3. Объем аммиака
составит:
2•22,4x/3•40 + 2•22,4(19,2-x)/3•24 = 8,96. Откуда x = 12 г.
Тогда ω(Mg) = 12•100/19,2 = 62,5 %, а ω(Ca) = 37,5 %.
Задачи
597 Напишите уравнения реакций, в результате которых можно осуществить следующие превра-
щения:
а) NaCl → NaOH → Na2CO3 → NaHCO3 → NaNO3 → NaNO2;
б) NaCl → Na → NaH → NaOH → NaHCO3;
в) CaCl2 → Ca→ CaO→ Ca(OH)2→ CaCO3 → Ca(HCO3)2 → CaCO3 → CaCl2;
г) CaO → Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2 → H3PO4 → Na2HPO4 → Na3PO4;
д) ацетат магния → гидроксид магния → оксид магния → магний → → нитрат магния;
е) кальций → нитрид кальция → гидроксид кальция → хлорид кальция → нитрат кальция.
598 Закончите уравнения реакций:
1 Na2O2 + KI + H2SO4 →
2 Na2O2 + KMnO4 + H2SO4 →
3 Na2O2 + CO2 →
4 NaI + H2O2 →
5 H2O2 + KMnO4 + H2SO4 →
6 NaCrO2 + H2O2 + NaOH →
7 K4[Fe(CN)6] + H2O2 + H2SO4 →
8 H2O2 + K2Cr2O7 + H2SO4 →
9 PbS + H2O2 →
10 CaH2 + O2 →
11 CaH2 + Cl2 →
12 CaH2 + H2O →
13 Be(OH)2 + NaOH →
14 Mg + HNO3(разб) →
15 KMnO4 + H2O2 →
599 Какой объем займет водород (н.у.), полученный из пакета, содержащего гидрид лития массой
40 кг?
600 Сплав лития и магния растворили в разбавленной соляной кислоте. Определите состав сплава
в массовых долях (%), если масса выделившегося газа составила 10 % от массы сплава.
601 При взаимодействии гидрида металла(I) c водой массой 100 г получился раствор с массовой
долей вещества в нем 2,38. Масса конечного раствора оказалась на 0,2 г меньше суммы масс воды и ис-
ходного гидрида. Определите какой гидрид был взят?
602 Взаимодействием кальцинированной соды массой 10,0 т с гашенной известью получена кау-
стическая сода массой 6,7 т. Определите выход продукта (%).
603 Какую массу карбоната натрия надо прибавить к 800 дм3 воды, чтобы устранить жесткость,
равную 6 мэкв/дм3?
604 Вычислите карбонатную жесткость воды, зная что для реакции с гидрокарбонатном магния,
содержащимся в 500 см3 воды требуется 20 см3 0,12 н. раствора HCl.
Mn⁺⁷ +3e⁻ → Mn⁺⁴ 3 2
6
S⁺⁴ -2e⁻→ S⁺⁶ 2 3
2KMnO4 + 3SO2 + 2H2O = K2SO4 + 2MnSO4 + H2SO4
2. P⁰ +H2S⁺⁶O4 → H3P⁺⁵O4 + S⁺⁴O2 + H2O
P⁰ -5e⁻ →P⁺⁵ 5 2
10
S⁺⁶ +2e⁻→ S⁺⁴ 2 5
2P +5H2SO4 = 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O
3. HI⁻ + H2S⁺⁶O4 → I₂⁰ + S⁺⁴O2 + H2O
2I⁻ -2xe⁻ → I₂⁰
S⁺⁶ +2e⁻ →S⁺⁴
2HI⁻ + H2SO4 = I₂ + SO2 +2H2O
4. Zn⁰ + HN⁺⁵O3 → Zn⁺²(NO3)2 + N⁻³H4NO3 + H2O
Zn⁰ -2e⁻→ Zn⁺²
N⁺⁵+2e⁻→ N⁻³
4Zn + 10HNO3 = 4Zn(NO3)2 +4NH4NO3 + 3H2O
5. HBr⁻ + H2S⁺⁶O4 → Br₂⁰ + S⁺⁴O2 + H2O
2Br⁻ -2e⁻ → Br₂⁰
S⁺⁶ +2e⁻→ S⁺⁴
2HBr + H2SO4 = Br₂⁰ + SO2 + 2H2O
6. S⁺⁴O2 + K2Cr₂⁺⁶O7 + H2SO4 → K2S⁺⁶O4 + Cr₂⁺³(SO4)3 + H2O
S⁺⁴ -2e⁻→ S⁺⁶ 2 3
6
Cr⁺⁶ +3e⁻→ Cr⁺³ 3 2
SO2 + K2Cr₂O7 + 3H2SO4 → K2SO4 +Cr₂(SO4)3 + 3H2O
7. Ag⁰ + HN⁺⁵O3 → Ag⁺NO3 + N⁺⁴O2 + H2O
Ag⁰ -e⁻→ Ag⁺
N⁺⁵ +e⁻→ N⁺⁴
Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2 + H2O
Осуществить превращения
1. Si→SiO2 → CaSiO3 → H2SiO3→ SiO2 → Si → SiF4
Si + O₂=SiO₂
SiO₂ + CaO = CaSiO₃
CaSiO₃ + HCI= CaCI₂ + H₂SiO₃↓
H₂SiO₃= SiO₂ + H₂O
SiO₂ + C= Si + CO₂
Si + 2H₂ =SiH₄
2. C→ CH4 → CO → CO2 → Na2CO3 → NaHCO3 → Na2CO3 → CO2 → MgO
C + 2H₂= CH4
CH₄ + H₂O→ CO + 3H₂
CO + O₂ =CO₂
CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O
Na₂CO₃ + H-OH = NaHCO₂ + NaOH
2NaHCO₃ + t = Na₂CO₃ + CO₂ +H₂O
Na₂CO₃ + 2HCI = 2NaCI + CO₂ + H₂O
3. N2→ NH3 → NO → NO2→ HNO3 → Fe(NO3)3 → F2O3 → Fe2(SO4)3 →BaSO4
N2 + 3H₂= 2NH3
2NH3 + 2O₂= NO + 3H₂O
2NO + O₂ = 2NO2
2NO2 + H₂O= HNO3 + HNO₂
HNO3 + Fe(OH)₃= Fe(NO3)3 +H₂O
Fe(NO3)3 + 3NaOH=3NaNO₃ + Fe(OH)₃↓
2Fe(OH)₃ + t = Fe₂O₃ + 3H₂O
F2O3 + 3H₂SO₄= Fe2(SO4)3 + 3H₂O
Fe2(SO4)3 +3BaCI₂ =3BaSO4↓+ 2FeCI₃
4. NH3 → NH4NO2 → N2→ Mg3N2 → NH3 → NH4NO3 → N2O
NH3 + HNO2= NH4NO2
NH4NO2 → N2 + 2H₂O
N2 + 3Mg= Mg3N2
Mg3N2+ 6H₂O= 2NH3 + 3Mg(OH)₂
NH3 + HNO₃= NH4NO3
NH4NO3 +t = N2O +2H₂O
5. S → H2S → SO2→ SO3 → H2SO4 → ZnSO4 → ZnS → SO2 → Na2SO3
S + H₂→ H2S
2H2S + 3O₂ → 2SO2 +2H₂O
2SO₂ +O₂ = 2SO₃
SO3 + H₂O= H2SO4
H2SO4 + ZnO= ZnSO4 +H₂O
ZnSO4 + Na2S= ZnS + Na2SO4
2ZnS + 3O₂= 2SO2 + 2ZnO
SO2 + Na₂O= Na2SO3