ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ ПО ХИМИЧЕСКОМУ АНАЛИЗУ. Контрольные задачи с ответами (2016 год)

Решение типовых задач по качественному анализу

Задача 11.1. Имеется водный раствор смеси трех веществ: хлорида алюминия, хлорида аммония, нитрата бария. Какие реактивы надо добавить к этому раствору, чтобы только один из компонентов смеси прореагировал: а) с выделением газа; б) с образованием осадка?
Решение, а) Для выделения газа необходимо добавить к данному раствору избыток щелочи и нагреть раствор. Произойдут следующие реакции:

б) Для образования единственного осадка достаточно добавить раствору сульфат калия

Задача 11.2. Как доказать присутствие иодида бария в растворе хлорида алюминия?

Решение. Необходимо доказать наличие в растворе ионов, образующих иодид бария.

 

AgBr - желтоватый осадок, Ag2О - черно-бурый, AgCl - белый. С фторидом натрия реакция не идет, поскольку фторид серебра растворим в воде.

Задача 11.4. В пяти пробирках без надписей находятся растворы фосфата натрия, нитрата калия, сульфата меди, хлорида аммония и хлорида железа (III). Используя качественные реакции, определить, в какой пробирке находится каждое из этих веществ. Написать уравнения соответствующих реакций.

Решение. При добавлении раствора щелочи к пробам исследуемых растворов, из пробирок с растворами сульфата меди и хлорида железа (III) выпадут осадки:

Вопросы и задачи по качественному анализу

11.1. Что называется аналитическим сигналом? Привести примеры из качественного анализа катионов.

11.2. Почему качественные аналитические реакции проводят в небольших пробирках с небольшими порциями растворов?

11.3. Привести примеры реакций комплексообразования, используемых в качественном анализе.

11.17. Привести пример растворимой соли, которая образует осадок как с хлоридом бария, так и со щелочью. Написать уравнения реакций.

11.45. Привести несколько примеров реакций осаждения, используемых в качественном анализе.

11.46. Какая реакция служит дополнительным аналитическим при знаком при определении ионов Са²⁺ в присутствии ионов Ва²⁺?

11.47. Какие из приведенных реакций являются специфическими:  

11.53. Можно ли использовать в качестве аналитического сигнала запах образующегося продукта реакции или самого вещества? Привести примеры веществ с характерным запахом.

11.54. В четырех пробирках без надписей даны следующие вещества: а) этанол; б) уксусная кислота; в) аммиак; г) суперфосфат Са(Н2РО4)2. Как опытным путем определить каждое из веществ?

11.55. Как, не прибегая к осаждению, устранить мешающее влияние катионов железа (III) при обнаружении других катионов?

11.56. В трех пробирках находятся растворы соляной, серной и азотной кислот. Как распознать эти кислоты по характерным реакциям?

11.57. В четырех реактивных склянках находятся растворы соляной кислоты, хлорида натрия, бромида калия, иодида калия. Как определить, где какое вещество находится?

11.58. В склянках без этикеток находятся соли: хлорид натрия, карбонат натрия. Как определить, где какая соль находится? Написать в ионном виде уравнения реакций, с помощью которых обнаруживается каждая соль.

11.59. Как при помощи характерных реакций можно доказать, что данная соль - сульфат меди?

11.60. В банках без этикеток находятся удобрения: сульфат аммония, хлорид калия и нитрат натрия. Как распознать эти вещества?

11.61. В трех пробирках находятся растворы соды, сульфата алюминия и сульфата меди. Как распознать эти реактивы, не используя других реактивов? 

11.62. С помощью какого одного реактива можно различить растворы сульфата калия, сульфата цинка и сульфита калия?

11.63. Как можно доказать примесь сульфида аммония в растворе сульфата натрия?

11.64. Имеются четыре соли: силикат натрия, карбонат натрия, сульфат натрия и сульфат кальция. С помощью какого одного реактива можно различить эти соли? Написать уравнения соответствующих реакций.

11.65. Имеются хлорид аммония, карбонат калия, карбонат кальция и гидросульфат калия. Как, не используя других реактивов, кроме воды, идентифицировать эти вещества?

11.66. Имеется пять пробирок без этикеток, содержащих растворы соляной кислоты, хлорида кальция, нитрата серебра, карбоната калия и гидроксида натрия. Как, не пользуясь другими реактивами, установить, в какой пробирке находится каждое вещество?

11.67. В пяти пробирках находятся водные растворы сульфата натрия, ацетата свинца (II), сульфида калия, хлорида алюминия, нитрата бария. Как, не используя никаких реактивов, распознать, где какой раствор находится?

11.68. В четырех пробирках без этикеток имеются растворы: карбоната натрия, соляной кислоты, сульфата натрия, хлорида бария. Как без помощи каких-либо реактивов распознать содержимое каждой пробирки?

11.69. В пяти пробирках находятся водные растворы гидроксида калия, хлорида бария, серной кислоты, сульфата аммония, нитрата алюминия. Как, не используя никаких реактивов, распознать, где какой раствор находится?

11.70. В пяти пробирках находятся водные растворы нитрата серебра, гидроксида натрия, хлорида аммония, азотной кислоты, хлорида алюминия. Как, не используя никаких реактивов, распознать, где какой раствор находится?

11.71. В пяти пробирках находятся водные растворы сульфида натрия, сульфата хрома (III), хлорида бария, нитрата меди, сульфата аммония. Как, не используя никаких реактивов, распознать, где какой раствор находится?

11.72. В пяти пробирках находятся водные растворы хлороводородной кислоты, нитрата аммония, нитрата цинка, гидроксида калия, нитрата серебра. Как, не используя никаких реактивов, распознать, где какой раствор находится?

11.73. В пяти пробирках находятся безводные соли: сульфат меди, сульфат алюминия, нитрат натрия, хлорид калия, дигидрофосфат аммония. Как распознать, где какое вещество находится?

11.74. В водном растворе имеется смесь пероксида водорода, нитрата бария, хлорида аммония. Доказать наличие в этом растворе всех трех компонентов (веществ или ионов).

11.75. Водный раствор некоторой соли разделили на две части. Одну из них обработали избытком раствора нитрата серебра, в результате чего образовался белый творожистый осадок. Другую часть обработали серной кислотой, в этом случае образовался белый кристаллический осадок. Какую соль подвергли анализу? Написать уравнения реакций.

11.76. Предложить метод анализа, позволяющий различить растворы хлорида, сульфата и карбоната натрия. Подтвердить ответ молекулярными, полными и сокращенными ионными уравнениями; указать аналитические эффекты реакций.

11.80. Водный раствор некоторой соли разделили на две части. Одну из них обработали избытком щелочи и нагрели, выделившийся газ изменил цвет влажной лакмусовой бумажки на синий. Другую часть обработали соляной кислотой, выделившийся газ вызвал помутнение известковой воды. Какую соль подвергли анализу? Написать уравнения реакций.
 

§ 11.3. Решение типовых задач по гравиметрическому анализу

Решение. При растворении иодида свинца в воде протекает реакция

Решение. При смешении равных объемов растворов объем смеси стал в два раза больше каждого из взятых растворов, а молярная концентрация

§ 11.4. Вопросы и задачи по гравиметрическому анализу

11.81. В чем заключается сущность гравиметрического анализа по методу отгонки? Привести примеры. 

11.82. Что называется осаждаемой формой и гравиметрической формой? Какие требования к ним предъявляются?

11.83. Как влияют на полноту осаждения: а) температура раствора; б) количество осадителя; в) присутствие посторонних электролитов?

11.84. Какую цель преследуют, употребляя при осаждении избыток осадителя? Почему нельзя брать слишком большой его избыток?

11.85. Что такое относительное пересыщение раствора? Как оно связано с числом центров кристаллизации, скоростью кристаллизации, размером кристаллов?

11.86. Какие процессы происходят при настаивании растворов с осадками и «старении» (созревании) кристаллических осадков?

11.87. Почему при «старении» осадок очищается?

11.88. Что такое соосаждение? Какие физико-химические процессы являются причиной соосаждения?

11.89. Какие аналитические приемы применяются для уменьшения адсорбции и какие - для уменьшения окклюзии?

11.90. Кристаллические и аморфные осадки. К какому типу осадков относится сульфат бария?

11.91. Каковы условия осаждения аморфных осадков? Почему осаждение их проводят из концентрированных растворов?

11.92. В чем сущность промывания осадков методом декантации? С какой целью используют промывание этим методом?

11.93. Какие растворы используют в качестве промывной жидкости при гравиметрических определениях? Привести примеры.

11.94. Что такое фактор пересчета (гравиметрический фактор) и каков его физический смысл?

11.95. Указать преимущества и недостатки гравиметрического метода. В каких случаях на практике отдается предпочтение гравиметрическому анализу по сравнению с другими методами?

11.116. Для растворения 1,16 г иодида свинца РbI2 потребовалось воды. Найти произведение растворимости данной соли. Ответ: 8*10^-9. 

§ 11.5. Решение типовых задач по титриметрическому анализу

Задача 1. Вычислить массовую долю карбоната натрия в растворе, полученном растворением 25 г этой соли в 250 мл воды.

Решение. Массовая доля W показывает отношение массы растворенного вещества к массе раствора:

Поскольку молярная концентрация и массовая доля растворенного вещества не зависят от общей массы раствора, для расчетов можно выбрать любое удобное количество раствора, например, I л. Масса одного литра раствора равна 1000-1,22 = 1220 г.

Находим массу серной кислоты в этом растворе по массовой доле и количество вещества:

Молярная концентрация эквивалента фосфорной кислоты равна 

Следовательно, для того, чтобы приготовить 5 л 0,1 н. раствора серной кислоты, нужно отмерить (маленьким мерным цилиндром) примерно 14 мл концентрированной H2SО4 плотностью 1,84 г/см3 и разбавить се водой (вливая кислоту в воду) до объема 5 л.

Задача 6. Сколько мл 10 %-ного раствора КОН (р = 1,08 г/мл) следует добавить к 1 л воды для получения 0,2 М раствора?

Решение. Изменением объема при смешении раствора с водой пренебрегаем. Пусть х мл раствора КОН надо добавить, тогда количество вещества КОН в добавленном растворе равно

где х - концентрация распавшейся на ионы уксусной кислоты, моль/л. 

Концентрацию ионов водорода вычисляем через ионное произведение воды

Вопросы и задачи по титриметрическому анализу

11.131. Каково назначение мерного цилиндра, бюретки, пипетки, мерной колбы?

11.132. Уровень каких растворов устанавливают по нижнему краю мениска и каких - по верхнему краю мениска?

11.133. При отсчете по бюретке глаза работающего были ниже уровня мениска. Как это скажется на результате измерения объема?

11.134. Каким требованиям должны удовлетворять реакции, применяемые для титрования?

11.135. Что такое точка эквивалентности и конечная точка титрования?

11.136. Почему бюретки и пипетки необходимо перед употреблением ополаскивать тем раствором, которым их будут наполнять? Можно ли гак поступать с мерными колбами, рассчитанными на вмещение определенного объема раствора?

11.137. Почему последнюю оставшуюся в пипетке каплю раствора нельзя выдувать из нее?

11.138. Что называется эквивалентом вещества? Как определяется эквивалент в реакциях кислотно-основного титрования и в реакциях окислительно-восстановительного титрования?

11.139. Чему равны эквиваленты Nа2СОз в следующих реакциях:

11.144. Что такое «первичные» и «вторичные» стандартные растворы ? Что такое «фиксанал»? 

11.199. Перечислить наиболее распространенные окислительно-восста-новительные методы титриметрического анализа. Какие титрангы и индикаторы применяются в каждом из этих методов?

11.200. С чем связано появление синей окраски раствора при ком-плексопометрическом титровании кальция в среде аммонийного буфера с индиикатором эриохром черным Т? 

///////////////////////////////////////