Задачи по "Химии"

1)Задача. Жесткость некоторого образца воды обусловливается только дикарбонатом магния. При кипячении 0,5 л воды в осадок выпало 14 мг Mg(OH)₂. Чему равна жесткость воды?

Решение

В 1 л воды содержится 0,014/0,5 = 0,028 г Mg(OH)₂,

что составляет 0,028/0,029=0,00096 г-экв 
или 0,96 мг-экв (29 – эквивалент Mg(OH)₂)

Следовательно, жесткость воды 0,96 мг-экв ]]

Зная, что молярные массы эквивалентов ионов Са²⁺ и Mg²⁺ соответственно равны 20,04 и 12,16 мг/дм³, можно рассчитать общую жесткость воды (в ммоль/дм³): Ж = ([Ca2+]/20,04) + ([Mg2+]/12.16)

[H+]*[OH-]=10^(-14) – ионное произведение воды. pH = - lg[H+] = - lg (10^(-14)/[OH-]). Если pH=7 – вода нейтральная, >7 – щелочная, <7 – кислая. 

2) Задача. Сколько л 20 % соляной кислоты, плотностью 1,098 г/см³, потребуется для нейтрализации 700л 5 М щелочной сточной воды?

Решение: 1 л раствора имеет массу 1098 г и содержит 1098*0,20=219,60 г HCl, что составляет

C₁V₁ = C₂V₂

700л*5М=Хл*6М

 

3) Задача. Для очистки ст в от токсичного шестивалентного хрома (K2Cr2O7) в кач-ве восстановителя исп Na2SO3. напишите уравнение реакции и рассчитайте кол-во сульфита натрия, необходимого для полного восстановления 750г шестивалентного хрома.

Решение. Дано: m(K2Cr2O7) = 750 г. Реакция:

K₂Cr₂O₇ + 3Na₂SO₃ + 4H₂SO₄ -> Cr₂(SO₄)₃ + 3Na₂SO₄ + K₂SO₄ + 4H₂O.

(или если др условие:

K₂Cr₂O₇ + FeSO₄ + H₂SO₄ -> Cr₂(SO₄)₃ + Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O.

K₂Cr₂O₇ + 3SO₂ + H₂SO₄ -> Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 4H₂O.)

M(K₂Cr₂O₇)=294 г/моль, М(Na₂SO₃)= 126 г/моль

(над K₂Cr₂O₇ написать 750 г, под ним «294г/моль, 1 моль»; над Na₂SO₃ – «x», под: «3 моль, 126 г/моль).

Na₂SO₃            K₂Cr₂O₇

X                    750/294=2,55 моль

3 моль                  1 моль

X=2,55*3/1=7,65 моль = ν(Na₂SO₃). m=M*ν=963,9 г. 

4) Задача. Рассчитайте минимальный объем (в литрах) 15 % раствора соды (плотность 1,158 г/мл), необходимый для устранения жесткости 100 л природной воды с содержанием гидрокарбонат-ионов, равным 0,61 г/л.

Решение: 1 л раствора имеет массу 1158 г и содержит 1158*0,15=173,7 г Na₂CO₃

C₁V₁ = C₂V₂

100*0,61=Х*173,7

 

5) Задача. Смесь бромидов натрия и калия применяют в медицине как успокоительное средство. Найдте число бромид-ионов, поступивших в организм после приема 10 мл раствора, содержащего по 30 г бромида натрия и бромида калия в 1 л.

Решение

ν=30/103=0,29 моль NaBr

ν=30/119=0,25 моль KBr

[Br]^-_общ=0,29+0,25=0,54 моль/л

0,54 моль –  1000 мл

Х – 10 мл

число Br^-=5.4*10^-3=32.5*10²⁰ 

6) Задача. Дисбаланс азота 30 кг/га в год. Какое кол-во удобрения в виде натриевой селитры NaNO3 необходимо ввести в почву для сбалансирования этих компонентов?

Решение. В NaNO3 содержится 16,5% N (M(N)/M(NaNO3)*100%). M(N)=14 г/моль. ν необх(N)= 30000/14=21423 моль – 16.5%

                                                                     X моль        -  100%

X=2143/16.5*100=129879 моль. m(NaNO3)=M(NaNO3)*x=11039 кг. 

   7) Задача На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно планктона, что бы в море вырос один дельфин массой 300 кг, если цепь питания имеет вид: планктон, нехищные рыбы, хищные рыбы, дельфин. 
              Решение: Дельфин, питаясь хищными рыбами, накопил в своем теле только 10% от общей массы пищи, зная, что он весит 300 кг, составим пропорцию.  
300кг – 10%,  
Х – 100%. 
Найдем чему равен Х. Х=3000 кг. (хищные рыбы) Этот вес составляет только 10% от массы нехищных рыб, которой они питались. Снова составим пропорцию 
3000кг – 10% 
Х – 100% 
Х=30 000 кг(масса нехищных рыб)  
Сколько же им пришлось съесть планктона, для того чтобы иметь такой вес? Составим пропорцию 
30 000кг.- 10% 
Х =100% 
Х = 300 000кг  
Ответ: Для того что бы вырос дельфин массой 300 кг. необходимо 300 000кг планктона

   8) Задача В 1990 г. концентрация С0₂ в атмосфере составляла 340 мг/кг. Известно, что концентрация СО₂ в атмосфере ежегодно увеличивается на 0,5%. Постройте зависимость концентрации С0₂ в атмосфере от времени. По ней составьте следующие прогнозы:

   — на сколько увеличится концентрация С0₂ в атмосфере к 2050 г.;

   — в  каком году концентрация С0₂ увеличится в два раза, т. е. можно ожидать потепления климата на 3—5°С.

   Решение:

    1) Чтобы  построить зависимость концентрации  С0₂ в атмосфере от времени, сначала составьте таблицу;  

                      340 х 0,5

   С _{1 =} 340 _{+  __________    ;}            С _{2 =} С _{1  +}      С ₁ х 0,5

                         100                                             100

   где С₁ ... С₂ — концентрация углекислого газа в зависимости от года.

   По  данным таблицы постройте график.

   Определив по графику разность С_п - 340, можно определить на сколько увеличится концентрация углекислого газа в 2050 г.

   2. По  этому графику определите год,  в котором концентрация С0₂ в атмосфере увеличится в 2 раза.

   9) Задача В марте 1973 г. при аварии супертанкера "Амоко-Калис" у берегов Франции было выброшено в море 230 тыс. т нефти. Рассчитайте объем воды, в котором погибла рыба, если гибель рыбы происходит при концентрации нефти 15 мг/л. 

   Решение:

   Определите  объем воды: 1 т = 1 х 10⁶мл 

   V = М нефти         V = 230 х10⁹              =15,33х10⁹м³,

            Снефти                                 15

   где М _нефти — масса нефти;

   С _нефти — концентрация нефти, при которой гибнет рыба.

   (Ответ: 1,5 х 10¹⁰ м³ )

   10) Задача В 1976 г. в результате взрыва танкера "Уирколо" у берегов Испании было выброшено в море 100 тыс. т нефти. Какая площадь воды (S) была при этом покрыта нефтяной пленкой, если толщина пленки (L) примерно 3 мм, а плотность нефти (р) 800 кг/м³?

   Решение:

   1. Определить  объем нефти:

   V = М

           Р,            где М — масса нефти; р — плотность нефти.

   (Ответ: 41,7 х 10⁶ м²)

   2. Определить  площадь воды, которая была покрыта  нефтяной пленкой:

   S = V

          L  

    11) Задача  При сгорании 1 л этилированного бензина в атмосферу выбрасывается 1 г свинца (q ). Какой объем воздуха будет загрязнен, если автомобиль проехал 200 км? Расход бензина составляет 0,1 л на 1 км, ПДК свинца — 0,0007 мг/м³.

   (Ответ: 22,85 х 10⁶ м³)

   Решение:

   1) определите  массу бензина, которая будет  израсходована, когда автомобиль  проедет 200 км:

   т = р х L,

   где т — масса бензина, л; L — длина пути, км; р- расход бензина, л/км;

   2) определите, сколько свинца выбрасывается в атмосферу при сгорании бензина:

   М свинца = т х q, г,

   где q — выброс свинца в атмосферу при сгорании 1 л бензина.

3) определить, сколько  м³ воздуха будет загрязнено

   V воздуха = М свинца,   м³

                       ПДК 
 

   12) Задача Пораженное колорадским жуком картофельное поле площадью 1000 м² было обработано 2 кг гептахлора. Постройте зависимость концентрации пестицида от времени полураспада и по ней определите, через сколько лет можно сажать растения на этом участке земли, если период полураспада гептахлора составляет 9 лет, а ПДК гептахлора — 5 мг/м².

   Решение

   1) определите  начальную концентрацию гептахлора  на   участке:

   Сн = М

   S     мг/м².                                                                 

   2) чтобы  построить зависимость концентрации  гептахлора   от времени полураспада,  составьте таблицу

   3) по  данным таблицы постройте график

   4) по  графику определите величину  В, т. е. время, при котором  концентрация гептахлора будет равна ПДК гептахлора, т. е. 5 мг/м².

   (Ответ: 77 лет) 

   13) Задача В результате аварийного сброса сточных вод, в которых содержалось 60 г сурьмы (М_сурьмы ), было загрязнено пастбище площадью 1000 м² (S  ), глубина проникновения вод составляет 0,5 м (h). Можно ли пить молоко коров, которые паслись на этом пастбище, если на каждом звене пищевой цепи происходит накопление токсичных веществ в 10-кратном размере? ПДК сурьмы в молоке 0,05 мг/кг.

   1) определить  массу почвы, которая была загрязнена сточными водами:

   М почвы = S х h х р, где р - 1000 кг/м³;

   2) определить  концентрацию сурьмы в почве:

   Сп  сурьмы = М сурьмы

                М почвы

3) составить  схему пищевой цепи и определить  концентрацию сурьмы в молоке: почва—трава—корова—молоко:

   С_{м сурьмы} = С_{п сурьмы} х 100

     (Ответ: Нельзя, так как концентрация сурьмы в молоке составляет 12 мг/кг)

    14) Задача Водоем, в котором р азводили товарную рыбу, был загрязнен сточными водами, содержащими 10 кг фтора (М_ф). Можно ли употреблять эту рыбу в пищу, если на каждой ступени пищевой цепи происходит накопление токсичных веществ в 10-кратном размере? Площадь водоема 100 м² (S), глубина его 10 м (h), ПДК фтора в рыбе 10 мг/кг, плотность воды 1000 кг/м³ (р).

   1) определить  объем водоема: 

V= S х h

2) определить  массу загрязненной воды:

М воды= V х р, кг

3) определить  концентрацию фтора в воде:

            Сф воды = М ф

                               М воды

4) составить  схему пищевой цепи и определите  концентрацию фтора в рыбе:

               Сф воды = 100 х Сф воды

   (Ответ:  Нельзя, так как концентрация  фтора в рыбе составляет 100 мг/кг) 

   15) Задача  При санобработке кухни площадью 10 м², высота потолков 3,2 м, использовали один аэрозольный баллончик хлорофоса массой 200 г. Можно ли находиться в этом помещении без вреда для здоровья, если ПДК хлорофоса 0,04 мг/м³?

   Решение: