Задачи для подготовки к олимпиаде &quot

Задачи для подготовки к олимпиаде
«Химия – предмет».
Аналитическая химия
1. Через 100 мл 0.1М раствора карбоната натрия в присутствии фенолфталеина
пропустили 0.224 л хлористоводородной кислоты. Изменится ли окраска раствора?
Подтвердите расчетом. (рК/=6,35; рК//=10,32)
Ответ: окраска не изменится, останется розовой, рН=8,3
2. Растворили 0.894 г пробы содержащей только Al2(SO4)3 и BeSO4 и к раствору
добавили аммиак. Гидратированные оксиды обоих катионов отфильтровали, промыли и
прокалили до BeO и Al2O3. Осадок весил 0.2347г. Рассчитайте процентное содержание
сульфатов алюминия и бериллия в пробе.
Ответ: BeSO4 - 59.2%; Al2(SO4)3 - 40.8%.
3. Сравнить эффективность двух буферных растворов:
1)
С(СН3СООН) = 0,10 М,
С(СН3СООNa) = 0,10 М.
2)
С(СН3СООН) = 0,030 М,
С(СН3СООNa) = 0,17 М.
Ответ: эффективность буферного раствора будем оценивать по величине буферной
емкости. Для этого к каждому буферному раствору «добавим» 0,01 моль HCl. Первый
буферный раствор обладает большей, и, более того, максимальной буферной емкостью.
4. Рассчитайте потери осадка гидроксида железа ( в %) при промывании 300 мг
осадка 300 мл аммиачного буферного раствора (0.15М аммиак и 1.5М хлорид аммония)
КS0 (Fe(OH)3) =2.88 10-28
Ответ: 5,64  10 7 %
5. При аргентометрическом титровании раствора, полученного растворением
3.8550г смеси, содержащей KBr, NaCl, BaCl2, получили осадок. Масса осадка после
отделения и высушивания до постоянной массы составила 6.1850г. Фильтрат после
отделения осадка обработали избытком раствора серной кислоты; получили осадок
массой 2.3300г. Вычислить массовую долю (%) каждого компонента: KBr, NaCl, BaCl2 в
исходной смеси.
Ответ: KBr – 30,87%, NaCl -15,05%, BaCl2 – 57,96%.
6. Технический бром, загрязненный хлором, массой 1.000г ввели в реакцию с
избытком раствора иодистого калия. В результате реакций
получили раствор,
окрашенный в темно- коричневый цвет. Для полного обесцвечивания полученного
раствора потребовалось 126.7 мл 0.1 М раствора тиосульфата натрия. Вычислите
процентное (по массе) содержание хлора в броме.
Ответ: 1,085%
7. Образец хлорида европия массой 0,8546 г растворяют в воде, после чего
приливают к нему достаточное количество водного раствора нитрата серебра, чтобы
количественно осадить хлорид-ионы. Осадок хлористого серебра тщательно
отфильтровывают, высушивают и взвешивают. Вес полученного AgCl оказывается
равным 1,091 г. Определите на основании этих данных формулу хлорида европия.
Ответ: EuCl2
8. 0.328 г латуни растворили в азотной кислоте. Осадок метаоловянной кислоты
отфильтровали и объединенные промывные воды и фильтрат разбавили точно до 500
мл.
На титрование свинца, цинка и меди в 10.0 мл раствора после установления нужного
значения рН израсходовали 37.5 мл 0.0025 М раствора трилона Б.
В другой порции раствора объемом 25.0 мл замаскировали медь тиосульфатом; на
титрование цинка и свинца израсходовали 27.6 мл раствора трилона Б.
В третьей порции раствора объемом 100.0 мл замаскировали медь и цинк цианидом :
на титрование свинца израсходовали 10.8 мл раствора трилона Б.
Определить массовую долю свинца, меди и цинка в латуни.
Ответ: Pb – 1,7%; Zn – 0,82%; Cu – 0,49%.
9. При растворении арсената натрия в воде образовался 0,1 М раствор с рН=12,26.
Определите степень и константу гидролиза соли, если константы диссоциации
мышьяковистой кислоты равны: К1= 6,0 10-3, К2 = 1,05 10-7, К3 = 2,95 10-12.
Ответ: К=3,4 10-3, h = 0,18.
10. Будет ли серебро корродировать с водородной деполяризацией в деаэрированном
растворе NaCN с рН=10? Концентрация CN- и [Ag(CN)2] ионов составляет 0,316 и 10-4
моль/л,
Ответ: Е=Е+ - Е- = 0,162 В, серебро будет корродировать.
11. Вычислите потенциал пары Fe3+/Fe2+ в присутствии роданида аммония, если
С(Fe3+) = С(Fe2+) =0,1 М, С (NH4SCN)=1М,  Fe( SCN ) 3  103, 23 .
6
Ответ: 0,72 В
12. Во сколько раз степень диссоциации 0,1 М уксусной кислоты меньше ее
диссоциации в присутствии 0,05 М соляной. Расчет ведите с учетом ионной силы.
Ответ: в 26,4 раза.
13. Сколько миллилитров 0,10 М раствора HCl потребуется для нейтрализации
аммиака, выделяемого из 0,500 г вещества, содержащего 4% азота, чтобы на титрование
избытка HCl пошло 5 мл 0,11 М раствора NaOH?
Ответ: 19,5 мл
14. рН какого раствора практически не изменится при добавлении к нему 0,05 М
HCl. Подтвердите расчетом.
pH  0,09
А) 0,5 М NH4Cl + 0,5 M NH4OH;
pH  5,7
Б) 0,05 М NaOH;
pH  5,54
B) 0,05 M NH4OH;
Г) 0,05 M HNO3;
pH
не изменится
pH  0,13
Д) 0,05 M CH3COOH.
15. Рассчитайте окислительно-восстановительный потенциал в растворе, полученном
при сливании 10,0 мл 0,02 М K2Cr2O7 ( ECrO2 / Cr 3  1,33B )при рН=2 с:
7
А) 10,0 мл 0,06 М соли Мора ( E Fe
3
Б) 20,0 мл 0,06 М соли Мора;
В) 30,0 мл 0,06 М соли Мора.
/ Fe
2
 0,77 B );
Ответ: E  1,06 B
E  1,01B
E  0,79 B
16. В руде, представляющей чистый оксид железа, формула которого неизвестна,
железо по ходу анализа было взвешено в виде Fe2O3, количество которого по отношению
к массе руды оказался равным 103,45%. Избыток в 3,45% обусловлен тем, что
исследуемый оксид имеет другой состав. Какова структурная формула оксида?
Ответ: Fe3O4
17. К навеске химически чистого карбоната кальция массой 0,1011 г добавили 25,00
мл раствора серной кислоты. На титрование избытка кислоты израсходовано 9,25 мл
раствора гидроксида натрия. Рассчитайте концентрации растворов H2SO4 и NaOH, если
отношения эквивалентных объемов V(H2SO4):V(NaOH)=0,95.
Ответ: С(H2SO4)=0,1280моль/л и С(NaOH)=0,6368 моль/л.
18. На титрование с фенолфталеином смеси, состоящей из Na2CO3, NaHCO3 и NaCl
массой 0,4478г потребовалось 18,80 мл 0,1998 М раствора HCl. На титрование с
метиловым оранжевым на ту же навеску израсходовали 40,00 мл раствора кислоты.
Вычислить массовую долю (%) Na2CO3 и NaHCO3 в образце.
Ответ: х%( Na2CO3)=88,92%; х%( NaНCO3)=8,99%.
19. При гравиметрическом определении потери осадка за счет промывания не
должны превышать погрешность взвешивания на аналитических весах. Можно ли
использовать для промывки 250 мл Н2О? (КS(PbSO4) = 1,6·10-8)
Ответ: нельзя, потери при промывании больше погрешности взвешивания.
20. К 115 мл 0.1М раствора аммиака добавили 263 мл 0.2 М раствора нитрата
аммония и 189 мл воды. Вычислите степень диссоциации гидроксида аммония в таком
растворе. K  1,76  105
Ответ:   0,02%
21. К 20 мл 0,20 М раствора двузамещенного фосфата калия прибавлено 10 мл 0,25
М раствора соляной кислоты. Определите рН раствора. (рК/=2,15, рК//=7,21, рК///=12,3).
Ответ:рН=6,99.
22. Из 25,00 см3 раствора свинец осадили в виде PbCrO4, осадок отфильтровали,
растворили в кислоте и добавили избыток KI. На титрование выделившегося йода
израсходовали 31,50 см3 0,1010 н. раствора Na2S2O3. Рассчитайте количество свинца в
растворе (г) и молярную концентрацию ионов свинца в исходном растворе.
Ответ: mPb2   0,2197г , С Pb2   0,0424 моль / л
23. Для определения содержания MnO2 в природном пиролюзите его навеску массой
0,1762 г растворили в 25 см3 серной кислоты (1:4), обработали 50,00 см3 0,05 М щавелевой
кислоты. На титрование полученного раствора до появления слабо-розовой окраски
потребовалось 21,75 см3 0,02 М раствора перманганата калия.
а) Напишите уравнения реакций, объяснив последовательность проведения хода
анализа;
в) Вычислите массовую долю (%) MnO2 в руде.
Ответ: x%( MnO2 )  71,2%
24. Навеску смеси сульфата аммония и сульфата калия массой 0,9560г обработали
50,0 мл 0,2255 М раствора NaOH и при кипячении удалили аммиак. На титровании
раствора после кипячения израсходовано 12,6 мл 0,2153 М раствора HCl. Найти
массовую долю (% ) K2SO4 в смеси.
Ответ: 40,85%
25. При анализе 10,00 г некоторого образца, содержащего сульфид и тиосульфат
натрия, приготовили 500,0 мл раствора. Для анализа взяли две пробы:
1) Для определения суммарного содержания Na2 S  9H 2O и Na2 S 2O3  5H 2O 25,0 мл
этого раствора прилили в колбу, содержащую 50,0 мл 0,1050 н. раствора йода и кислоту, а
затем избыток йода оттитровали 12,91 мл 0,1010 н. раствора Na2 S 2O3 .
2) Определение содержания Na2 S 2O3  5H 2O : в 50,0 мл исходного раствора осадили
сульфид-ионы действием раствора цинка, затем половину фильтрата оттитровали 5,65 мл
0,0100 н. раствора йода.
Вычислите процентное содержание Na2 S  9H 2O и Na2 S 2O3  5H 2O в исследуемом
образце ( f Na2S 
1
2
; f Na2S2O3  1 ).
Ответ:  ,% ( Na2S2O3 5 H 2O )  2,8% ;  ,% ( Na S 9 H O )  93,43%
2
2
26. Через 250 мл дистиллированной воды пропустили 2,24 л газообразного аммиака
(Кb=1,76·10-5). Как изменится рН полученного раствора при пропускании через него 2,24 л
газообразного хлороводорода, поглощение газов считайте полным (н.у).
Ответ: pH  11,42  4,82  6,6
27. К 2,50 мл раствора KClO3 прилили 25,00 мл 0,1200 М раствора FeSO4, избыток
которого затем оттитровали 5,00 мл 0,0220 М раствора KMnO4.
1. Запишите окислительно-восстановительные реакции, протекающие в растворе.
2. Рассчитайте процентное содержание KClO3 в растворе, если плотность его
0
0
0
 1,45 B , EFe
 1,52 B )
составляет 1,020 г/мл.( EClO
 0,77 B , EMnO


3
/ Cl 
/ Mn 2
/ Fe 2
3
4
Ответ: %  1,96% .
28. Какую навеску вещества, содержащего 60% NaCl и 37% KCl, следует взять для
анализа, чтобы при действии 25,0 мл 0,1 н. раствора AgNO3 избыток серебра
оттитровывался 5,0 мл раствора роданида аммония (10,0 мл NH4SCN эквивалентен 11,0 мл
AgNO3)?
Ответ: 128 мг.
29. На сколько изменится рН раствора при добавлении к 30,0 мл 0,2 М раствора
KH2PO4 10,0 мл 0,1 М раствора HCl (рК/ = 2,15; рК// =7,21; рК/// = 12,3).
Ответ: рН изменится на 4,88 единиц.
30. рН какого раствора практически не изменится при добавлении к нему 0,05 М
HCl. Подтвердите расчетом.
(11 баллов)
А) 0,5 М NH4Cl + 0,5 M NH4OH;
(4 балла)
Б) 0,05 М NaOH;
(1 балл)
B) 0,05 M NH4OH;
(3 балла)
Г) 0,05 M HNO3;
(1 балл)
Д) 0,05 M CH3COOH.
(2 балла)
31. Потенциал водородного электрода в 100,0 мл раствора ацетата натрия равен 0,545 В. Как изменится его потенциал при добавлении к раствору 200,0 мл 0,5 М уксусной
кислоты ( K a  1,75  10 5 )?
Ответ: EH
2
/H
 0,264B .
32. Для определения чистоты технического фенола его навеску 1,020 г растворили в
250,0 мл раствора щелочи. К 10,00 мл полученного раствора прилили 20,00 мл 0,1025 М
раствора йода:
C6 H 5OH  3J 2  C6 H 2 J 3OH  3HJ
На титрование остатка йода затратили 17,60 мл 0,1030 М раствора тиосульфата
натрия. Вычислите массовую долю фенола в техническом продукте.
Ответ: %  87,82%
33. Для определения содержания серы в пробе стали навеска ее в 7,12 г была
обработана соляной кислотой. Выделившийся сероводород поглотили раствором
уксуснокислого цинка, образовавшийся осадок растворили в избытке щелочи и
обработали 20,0 мл 0,2 н. раствора йода. Избыток йода оттитровали 5,10 мл раствора
тиосульфата натрия.
1. Запишите химические реакции, лежащие в основе определения серы в стали.
2. Рассчитайте процентное содержание серы в стали, если известно, что 1,0 мл
раствора йода эквивалентен 1,022 мл раствора тиосульфата.
Ответ: ,% ( S )  0,169 % .
34. К 100,0 мл раствора 0,4 М NaHCO3 и 0,5 М Na2CO3 добавили:
а) 0,1 М HCl;
б) 0,4 М NaOH.
Рассчитайте интервал изменения рН раствора.
(рКа1= 6,35; рКа2= 10,32).
Ответ: а) pH  10,42  10,22  0,20 ; б) pH  12,14  10,42  1,72 .