Известковая вода — прозрачный раствор гидроксида кальция. Она используется для обнаружения углекислого газа. При взаимодействии с ним она мутнеет, так как образуется нерастворимый карбонат кальция: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O
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.
Объяснение:
Методом электронного баланса подберите коэффициенты, укажите окислитель и восстановитель для следующих окислительно-восстановительных реакций:
1) 2KMnO4+ 3KNO2+ H2O = 3KNO3+ 2MnO2 + 2KOH;
Mn⁺⁷ + 3e = Mn⁺⁴ восстановление, KMnO4 - окислитель ║ 2
N⁺³ - 2e = N⁺⁵ окисление, KNO2 - восстановитель ║ 3
2) 3Br₂ +6KOH = 5KBr + KBrO3 + 3H2O;
Br⁰ + e = Br⁻ восстановление ║ 5
Br⁰ -5e = Br⁺⁵ окисление ║ 1
3) 5Mg + 12HNO3 = 5Mg (NO3)2 + N2 + 6H2O;
Mg⁰ - 2e = Mg⁺² окисление, Mg⁰ - восстановитель ║ 5
2 N⁺⁵ + 10e = N₂⁰ восстановление HNO3 - окислитель║ 2
4) Ca3 (PO4)2 + 5C +3SiO2 = 3CaSiO3+ 2P + 5CO;
2Р⁺⁵ + 10 е = 2Р⁰ восстановление, (PO4)2- окисление ║1
С⁰ - 2е = С⁺² окисление, С - восстановитель ║ 5
5) 8Na + 10HNO3 = 8NaNO3 + NH4NO3 + 3H2O;
Na⁰ - e = Na⁺ окисление, Na⁰ - восстановитель ║ 8
N⁺⁵ +8e = N⁻³ восстановление, HNO3 - окислитель ║ 1
6) 2PH3 + 4O2 = P2O5 +3H2O;
2P⁻³ - 16e = P₂⁺⁵ окисление, PH3 - восстановитель ║1
O₂⁰ + 4 = 2O₂⁻² восстановление, O₂⁰ - окислитель ║4
Но при дальнейшем пропускании углекислого газа,осадок постепенно исчезает,так как далее образуется гидрокарбонат кальция:
CaCO3 + CO2 +H2O = Ca(HCO3)2