Тема №6120 Ответы к задачам по химии Коровина (Часть 3)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по химии Коровина (Часть 3) из предмета Химия и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по химии Коровина (Часть 3), узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

Ответы в самом низу встроенного документа

9Л. Определите скорость равномерной коррозии алюминия в
(мм/год) и в [г/м2 • сут)], если плотность коррозионного тока составля­
ет 0,062 А/м2.
9.2. Магний равномерно корродирует в морской воде со скоростью
1,45 г/(м2 • сутки). Каково значение скорости коррозии, выраженное в
мм/год? Если с такой же скоростью корродирует свинец, то каково со­
ответствующее значение в мм/год?
9.3. Во сколько раз возрастает толщина пленки при увеличении
продолжительности равномерной газовой коррозии ванадия от 0 до
200 ч при 900°С.
. 9.4. Определите термодинамическую возможность газовой корро­
зии изделия из углеродистой стали (Fe) до Fe20 3 под действием кисло­
рода, находящегося под относительным давлением ро2 = 0,2 и темпе­
ратуре 350°С.
9.5. Определите термодинамическую возможность газовой корро­
зии изделия из никеля (Ni) до NiO под действием кислорода с относи­
тельным давлением р02 = 1,4 и температуре 800°С. Определите парци­
альное давление кислорода, при котором прекращается газовая корро­
зия при указанной температуре.
9.6. Определите область температур, в которой невозможна корро­
зия железа (Fe) под действием H2S до FeS в стандартном состоянии.
Составьте уравнения процессов.
9.7. Определите область температур, при которой невозможна га­
зовая коррозия алюминия (А1) под действием хлора в стандартном со­
стоянии. Составьте уравнения процессов.
9.8. Объясните, почему в атмосферных условиях цинк корродиру­
ет, а золото нет? Ответ подтвердите расчетами.
9.9. Возможна ли коррозия олова в водном растворе с pH 6 при
контакте с воздухом? При каких значениях pH возможна коррозия с
выделением водорода?
186
9.10. Возможна ли электрохимическая коррозия свинца (РЬ) в вод­
ном растворе при pH 6 при контакте с воздухом. Напишите уравнения
реакций анодного и катодного процессов. При каких значениях pH
возможна коррозия с выделением водорода?
9.11. Определите, будет ли корродировать медь (Си) в деаэриро­
ванном (без содержания кислорода) растворе при pH 0.
9.12. Магний (Mg) корродирует в морской воде (pH 8) при контак­
те с воздухом. Напишите уравнения реакций анодного и катодного
процессов.
9.13. Назовите металлы, которые могут корродировать с выделе­
нием водорода в водном растворе, имеющем pH: а) 2,0; б) 7,0; в) 10,0.
9.14. Назовите металлы, которые могут корродировать с поглоще­
нием кислорода в водном растворе, имеющем pH: а) 2,0; б) 5,0; в) 8,0.
9.15. Определите возможность электрохимической коррозии изде­
лия из РЬ в 0,02 М растворе Pb(N03)2 при комнатной температуре при
следующих относительных парциальных давлениях водорода и ки­
слорода: /?н2 = 1,2; ро2 = 0,8. Напишите уравнения анодного и катодно­
го процессов.
9.16. Будет ли протекать электрохимическая коррозия изделия из
А1 в 0,02 М растворе А1С13 при комнатной температуре, если относи­
тельные парциальные давления водорода и кислорода равны рц2 - 1,2
и ро2 = 0,2? Напишите уравнения анодного и катодного процессов.
9.17. Изделие из цинка погрузили в 0,03 М раствор ZnS04 при
70°С. Будет ли цинк корродировать?
9.18. Определите возможность электрохимической коррозии галь­
ванической пары Fe — Cd, погруженной в 0,01 М раствор FeCl2 при
комнатной температуре, принимая коррозию избирательной. Как из­
менится ЭДС коррозионного элемента, если концентрация раствора
возросла до 0,02 моль/л?
9.19. Будет ли протекать электрохимическая коррозия изделия
пары Ni — Сив растворе NiS04, имеющего концентрацию 0,04 моль/л
при 25°С. Как изменится ЭДС коррозионного элемента, если концен­
трация ионов Ni2+ возросла до 0,06 моль/л?
9.20. Изделие из железа с алюминиевым покрытием погрузили в
0,01 М раствор А1С13. Будет ли протекать коррозия этого изделия при
комнатной температуре? Будет ли изменяться ЭДС и как, если концен­
трация раствора возрастет до 0,03 моль/л?
9.21. Какое покрытие металла называется анодным и какое катод­
ным? Назовите металлы, которые можно использовать для анодного
и катодного покрытия железа во влажном воздухе и сильнокислой
среде.
187
9.22. Приведите примеры катодных и анодных покрытий для ко­
бальта. Составьте уравнения катодных и анодных процессов во влаж­
ном воздухе и в растворе соляной кислоты при нарушении целостно­
сти покрытия.
9.23. К какому типу покрытий относятся олово на меди и на желе­
зе? Какие процессы будут протекать при атмосферной коррозии ука­
занных пар при нейтральной среде? Напишите уравнения катодных и
анодных реакций.
9.24. Железное изделие покрыли свинцом. Какое это покры­
тие — анодное или катодное? Составьте уравнения анодного и катод­
ного процессов коррозии этого изделия при нарушении цельности по­
крытий во влажном воздухе и в растворе соляной кислоты.
9.25. Какой металл может служить протектором при защите желе­
за от коррозии в водном растворе с pH 10 в контакте с воздухом. Напи­
шите уравнения протекающих реакций.
9.26. Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и
луженой меди при нарушении покрытия? Составьте уравнения анод­
ной и катодной реакций.
9.27. В чем сущность протекторной защиты металлов от коррозии?
Приведите пример протекторной защиты железа в электролите, содер­
жащем растворенный кислород. Составьте уравнения анодного и ка­
тодного процессов.
9.28. Напишите уравнения реакций электрохимической коррозии
пары Fe — Pd при pH 10 и 25°С. Сколько и какого металла прокорро-
дировало, если в процессе коррозии поглотилось 28 мл 0 2 и выдели­
лось 112 мл Н2. Определите, чему равен коррозионный ток, если про­
должительность коррозии составляет 3,5 мин. Предложите анодное и
катодное покрытие для защиты сплава от электрохимической корро­
зии.
9.29. Сколько и какого металла прокорродировало, если пара
Си — Zn находилась при pH 12 в течение 2,5 мин при комнатной тем­
пературе. Установлено, что при этом выделилось 28 мл Н2 и поглоти­
лось 56 мл 0 2. Предложите анодное и катодное покрытия для защиты
сплава от электрохимической коррозии.
9.30. Какие анодные и катодные процессы протекают при корро­
зии Ni — Pt сплава при комнатной температуре, если поглотилось
56 мл 0 2 и выделилось 56 мл Н2 в течение 4 мин. Сплав помещен в сре­
ду с pH 2. Сколько металла (в г) прокорродировало? Предложите анод­
ные и катодные покрытия для защиты сплава от электрохимической
коррозии.
188
ЗАДАЧИ ПОВЫШЕННОЙ СЛОЖНОСТИ
9.31. Блуждающий ток силой в 0,7 А проходит через подземный
участок трубы, имеющей диаметр 50,8 мм и длину 0,6096 м. Какова
начальная скорость коррозии (в мм/год), обусловленная этим током?
9.32. В железной емкости находится природная вода, содержащая
кислород 2 ■ 10“3 моль/м3 и имеющая pH 10. Какой тип коррозии ме­
талла внутренней поверхности емкости возможен при 298 К? Ответ
подтвердите расчетом. Рассчитайте время, которое потребуется для
полной равномерной коррозии металла толщиной 1 мм, принимая
диффузионный контроль процесса при 8 = 1 0 ^ м, D =1(T9 м2/с,
р = 7,9 г/см3 и равномерный характер коррозии.
9.33. Начертите коррозионную диаграмму для подземной сталь­
ной трубы, соединенной с магниевым анодом. Укажите на диаграмме
потенциал вблизи поверхности трубы по отношению к потенциалам
анодных и катодных участков трубы при разомкнутой цепи.
9.34. Определите ток катодной защиты, если известно, что метал­
лическая труба корродирует в грунте без доступа кислорода, а корро­
зионный ток составляет 5 А. Примите, что коррозионные кривые анод­
ного и катодного процессов идут под углом 45°. Грунт имеет pH 5.
9.35. По коррозионной диаграмме для корродирующего металла
сравните приложенный ток, необходимый для полной катодной защи­
ты, с обычным коррозионным током при: а) анодном контроле корро­
зионного процесса; б) катодном контроле коррозионного процесса.
9.36. Железо корродирует в морской воде со скоростью 2,5 г/(м2 ■ су­
тки). Рассчитайте минимальную начальную плотность тока (в А/м2),
необходимую для полной катодной защиты. Принять, что коррозия
идет с кислородной деполяризацией.
9.37. Известно, что прбцесс коррозии стальной (железной) детали
при pH 14 протекает с кислородной деполяризацией, определяемой
диффузией кислорода. По коррозионной диаграмме определите кор­
розионный ток и коррозионный потенциал, если угол наклона поляри­
зационных прямых составляет 45°. Определите также перенапряжение
выделения кислорода при коррозионном токе. Как изменится коррози­
онный ток, если перенапряжение выделения кислорода уменьшится
вдвое?
9.38. Как будет изменяться коррозионный ток при условии задачи
9.37, если pH будет уменьшаться? Постройте коррозионную диаграм­
му для: а) pH 7; б) pH 0. Определите новые значения коррозионного
тока и потенциала.
189
9.39. Изменится ли коррозионный ток и коррозионный потенциал
(если изменится, tp как) при условиях задачи 9.37, если покрытие из­
делия: а) анодное; б) катодное?

10.1. Какие из металлов (Си, Ag, Со, Mg) могут быть окислены ки­
слородом в водном растворе при pH 10,298 К и стандартных состояни­
ях всех веществ?
10.2. Какие из металлов (Ni, Pt, Zn) могут быть окислены жидким
бромом при стандартных состояниях всех веществ и 298 К?
10.3. Какие из металлов (Cd, Au, Си) могут быть окислены хлором
при стандартных состояниях всех веществ и 298 К?
10.4. Какие из металлов (Mn, Pd, Fe) могут быть окислены кисло­
родом в водном растворе при стандартных состояниях всех веществ,
pH 7 и 298 К?
10.5. Можно ли получить железо восстановлением водородом маг­
нетита, Fe30 4) с образованием водяного пара при стандартных состоя­
ниях всех веществ и 298 К? Определите области температур, при кото­
рых этот процесс может протекать самопроизвольно при стандартных
состояниях всех веществ.
10.6. Можно ли получить железо восстановлением магнетита угле­
родом с образованием С 02 при 298 К и стандартных состояниях всех
веществ? Определите области температур, при которых этот процесс
может протекать самопроизвольно при стандартных состояниях всех
веществ.
10.7. Можно ли получить хром восстановлением Сг20 3 водородом
с образованием водяного пара при стандартных состояниях всех ве­
ществ и при 298 К? При каких температурах этот процесс может про­
текать самопроизвольно при стандартных состояниях всех веществ?
10.8. Можно ли получить железо восстановлением Fe30 4 моноок­
сидом углерода при стандартных состояниях всех веществ и 298 К?
При каких температурах этот процесс может протекать самопроиз­
вольно?
13* 195
тричества теоретически можно получить при полном анодном окисле­
нии водорода из 1 кг интерметаллида?
10.38. Как вы можете объяснить существование в природе само­
родного золота и отсутствие самородного олова?
10.39. Как вы можете объяснить некоторые особые физические и
химические свойства марганца по сравнению со свойствами соседних
с ним ^-металлов?
10.40. Почему платина не растворяется в соляной и азотной кисло­
тах, но растворяется в их смеси («царской водке»)?
10.41. Как вы можете объяснить ионную проводимость смешан­
ных кристаллов (Zr0 2)o,9(Y20 3)o,i?
10.42. Почему никель растворяется, а платина не растворяется в
соляной кислоте?
10.43. Почему комплекс [PtCl4]2- парамагнитен, а комплекс
[PtCIe]2- диамагнитен?
10.44. При растворении в воде ZnS04 какой продукт гидролиза бу­
дет основным: ZnOH+ или Zn(OH)2?
10.45. Могут ли ионы [Fe(CN6]3~ окислить ионы [Co(NH3)6]2+ при
стандартных состояниях всех веществ и 298 К?
ЗАДАЧИ ПОВЫШЕННОЙ СЛОЖНОСТИ
10.46. Напишите уравнения анодных и катодных реакций элек­
трохимического рафинирования никеля, содержащего примеси
цинка, меди и серебра в растворе H2S 0 4. Где окажутся примеси по­
сле рафинирования? Рассчитайте, какое количество электричества
необходимо для получения 1 т никеля при катодном выходе по
току 80 %. Какой объем (при н. у.) и какого газа выделится на като­
де? Какое количество электричества можно получить, если полно­
стью использовать этот газ в водородно-воздушном топливном
элементе?
10.47. Какая активность ионов S 0 4~установится в растворе, содер­
жащем осадок PbS04, при добавлении в раствор пирофосфат ионов
Р20 74- с активностью 2 моль/л?
10.48. Рассчитайте значение редокс-потенциала реакции
М п04 + 8Н+ + 5е г± Мп2+ + 4Н20
при pH 1,6 и 9, стандартных состояниях ионов и 298 К.
10.49. При каких значениях pH возможно окисление Fe2+ до Fe3+
ионами М п04 при стандартных состояниях ионов железа и марганца,
и 298 К?
198
10.50. Рассчитайте значения редокс-потенциала реакции
Сг20 72- + 14Н+ + 6е ** 2Сг3+ + 7Н20
при pH 2,5 и 11, стандартных состояниях ионов хрома и 298 К.
При каких значениях pH возможно окисление Си+ до Си2+ ионами
С г20 2~7 при стандартных состояниях ионов меди и хрома, и 298 К?
10.51. Можно ли окислить 3^-элементы до ионов М2+ ионами Fe3+
при стандартных состояниях всех ионов и при 298 К? Напишите урав­
нения соответствующих реакций и рассчитайте стандартные энергии
Гиббса этих реакций.
10.52. Какие из платиновых металлов могут быть окислены и ка­
кие не могут быть окислены ионами Fe3+ при стандартных состояниях
ионов и 298 К? Напишите уравнения реакций растворения металлов и
определите стандартные энергии Гиббса этих реакций. Для выполне­
ния расчетов воспользуйтесь табл. 10.5 учебника [1], в которой значе­
ния потенциалов для всех металлов, кроме иридия и родия, приведены
для степени окисления 2+, а для иридия и родия — 3+.

11.1. Определите тепловой эффект получения водорода из твердого
гидрида натрия NaH с помощью жидкой воды при стандартном состоянии
регагенов и 298 К. Энтальпия образования At NaH = - 57,3 кДж/моль.
11.2. Определите область температур, при которых возможна ре­
акция получения жидкого метанола СН3ОН из водорода и монооксида
углерода СО при стандартных состояниях реагентов.
11.3. Определите область температур, при которых возможен про­
цесс получения газообразного аммиака NH3 из газообразных азота и
водорода при стандартных давлениях газов.
11.4. Сколько килограммов гидрида кальция СаН2 необходимо из­
расходовать для получения 560 м3 водорода (н.у.)?
11.5. Какой объем водорода можно получить из 3 кг твердого гид­
рида калия КН с помощью жидкой воды (н.у.)?
11.6. Какой объем водорода можно получить из алюмогидрида ка-
лияК[А1Н4] массой 700 г при его взаимодействии с водой (н.у.)?
11.7. Какой объем водяного пара получается от взрыва смеси
220 мл водорода и 220 мл кислорода при 100°С и давлении 101,3 кПа?
212
11.8. Определите, при каких температурах при стандартном давле­
нии термодинамически возможно разложение воды на водород и ки­
слород.
11.9. Какой объем кислорода (н.у.) можно получить при разложе­
нии 200 мл 15,5%-ного раствора пероксида водорода Н2О2, плотность
раствора 1,1 г/мл?
11.10. Рассчитайте, что имеет больший объем при одинаковых ус­
ловиях: 1 кг О2 или 1 кг Оз? Во сколько раз?
11.11. Определите массовую долю (%) пероксида водорода Н2О2 в
растворе, если при разложении его 500 г выделилось 5,6 л кислорода
(н.у.)
11.12. Определите область температур, при которых происходит
самопроизвольное окисление кислородом монооксида азота N 0 и пре­
вращение его в диоксид азота NO2 при стандартном давлении газов.
11.13. Может ли реакция взаимодействия газообразных азота и ки­
слорода с образованием монооксида азота N 0 самопроизвольно про­
текать при 298 К и стандартных давлениях газов? Определите область
температур самопроизвольного протекания этой реакции.
11.14 Рассчитайте водородный показатель раствора азотистой кисло­
ты HNO2, который образовался при растворении 2,24 л N2O3 в 10 л воды.
11.15. Сколько литров диоксида серы S 0 2 при нормальных услови­
ях можно получить при сжигании серы массой 500 г?
11.16. В 10 л воды растворили 2,24 л газообразного триоксидасеры
S O 3 . Рассчитайте молярную и нормальную концентрации полученно­
го при этом раствора серной кислоты.
11.17. Рассмотрите термодинамическую возможность превраще­
ния сероводорода H2S в элементарную серу по реакции окисления ки­
слородом при стандартных давлениях газов и 298 К. Напишите урав­
нение реакции.
11.18. Рассчитайте, какое количество серы можно получить из
11,2 м3 сероводорода H2S по реакции окисления его кислородом (н.у.).
11.19. Сколько литров хлористого водорода НС1 (н.у.) содержится
в 1 л 10%-ного раствора соляной кислоты (плотность 1,05 г/мл)? Опре­
делите нормальную концентрацию раствора.
11.20. Сколько металлического Zn прореагировало с соляной кисло­
той, если при этом выделилось 112 мл газообразного водорода (н. у.)?
11.21. Сколько металлического А1 прореагировало с соляной кисло­
той, если при этом выделилось 336 мл газообразного водорода (н.у.)?
11.22. В результате разложения водой 15,6 г пероксида натрия
№ г0 2 выделился кислород. Рассчитайте, сколько перманганата калия
КМпС>4 необходимо подвергнуть термическому разложению для по­
лучения такого же объема кислорода.
213
11.23. Смесь угля и серы массой 10 г сожгли в избытке кислорода,
сера окислилась до SO2, уголь — до С 0 2. Полученная смесь газов бы­
ла поглощена 1 л 1,2 М pacTBopaNaOH. На нейтрализацию оставшейся
щелочи было израсходовано 9,8 г H2S04. Рассчитайте массовые доли
(%) компонентов в исходной смеси.
11.24. Рассчитайте, сколько литров хлора, приведенных к нор­
мальным условиям, можно получить по реакции взаимодействия соля­
ной кислоты и хлорной извести из 1 кг хлорной извести, содержащей
43% гипохлорита кальция?
11.25. В результате взаимодействия перманганата калия КМ п04
массой 31,6 г с соляной кислотой был получен хлор. Рассчитайте,
сколько диоксида марганца М п02 потребуется для получения такого
же количества хлора по реакции взаимодействия М п02 с соляной ки­
слотой.
11.26. Определите, сколько мл 0,1 н. раствора трилона Б и 0,1 н.
раствора НС1 израсходовано при определении жесткости воды мето­
дом комплексонометрии, если объем пробы воды равен 100 мл. Ре­
зультаты анализа: общая жесткость Ж> = 3 ммоль экв/л, карбонатная
жесткость Жк = 2,5 ммоль экв/л.
11.27. Определите, сколько мл 0,1 н. раствора трилона Б и 0,05 н.
раствора НС1 израсходовано при определении жесткости воды мето­
дом комплексонометрии, если объем пробы воды равен 100 мл. Ре­
зультаты анализа: общая жесткость Ж> = 2,5 ммоль экв/л, карбонатная
жесткость Жк = 2 ммоль экв/л.
11.28. Какую массу и каких реагентов нужно затратить на умягче­
ние 7 л воды, имеющей следующие величины жесткости: Жк =
= 4 ммоль экв/л, Жо = 5 ммоль экв/л. Составьте уравнения процессов
умягчения.
11.29. Какую массу и каких реагентов нужно затратить на умягче­
ние 30 л воды, имеющей следующие величины жесткости: Жк =
= 1,6 ммоль экв/л, Жо = 2,75 ммоль экв/л. Составьте уравнения про­
цессов умягчения.
11.30. На умягчение 10 л воды израсходовано Са(ОН)2 массой 3,7 г
и Na2C 0 3 массой 1,06 г. Рассчитайте общую жесткость Ж> исходной
воды. Составьте уравнения процессов умягчения.
11.31. На умягчение 150 л воды израсходовано Са(ОН)2 массой
5,57 г и Na2C 0 3 массой 26,6 г. Рассчитайте общую жесткость Ж> ис­
ходной воды. Составьте уравнения процессов умягчения.
11.32. При термическом умягчении 10 л воды образовался осадок
массой 2 г. Определите остаточную Ж„к, если исходная общая жест­
кость воды Жо составляла 6,5 ммоль экв/л. Составьте уравнение про­
цесса умягчения.
214
11.33. При термическом умягчении 20 л воды образовался осадок
массой 2 г. Определите остаточную ЖНк, если исходная общая жест­
кость воды Жо составляла 5 ммоль экв/л. Напишите уравнение процес­
са умягчения.
11.34. В 4 м3 воды содержатся Са(НСОз)2 массой 648 г и СаС12 мас­
сой 1335 г. Определите жесткость, солесодержание и pH воды.
11.35. В 10 м3 воды содержатся Са(НСОз)2 массой 2430 г и СаС12
массой 1110 г. Определите жесткость, солесодержание и pH воды.
11.36. Сколько литров 2 М раствора сульфита натрия Na2S03 необ­
ходимо израсходовать для восстановления кислорода, растворенного
в 50 м3 питательной воды, содержащей 3,2 мг/л 0 2?
11.37. Сколько литров 1 М раствора сульфита натрия Na2S03 необ­
ходимо израсходовать для восстановления кислорода, растворенного
в 500 м3 питательной воды, содержащей 0,4 мг/л 0 2?
11.38. Сколько литров 1,5 М раствора гидразина N2H4 необходимо
израсходовать для восстановления кислорода, растворенного в 50 м3
питательной воды, содержащей 3,2 мг/л 0 2?
11.39. Сколько литров 1 М раствора гидразина N2H4 необходимо
израсходовать для восстановления кислорода, растворенного в 325 м3
питательной воды, содержащей 0,64 мг/л 0 2?
11.40. В 3 л воды растворен 1 л С 0 2. Рассчитайте pH раствора.
11.41. В 7 л воды растворено 4 л С 0 2. Рассчитайте pH раствора.
11.42. Рассчитайте, как изменилась в воде концентрация ионов
Са2+, если в воду после фильтрования через Na-катионит перешло
23 мг/л Na+.
11.43. Рассчитайте изменение жесткости воды в результате Na-ка-
тионирования, если концентрация ионов Na+ в воде увеличилась на
46 мг/л. Составьте уравнение процесса. Изменилось ли солесодержа­
ние воды?
11.44. Рассчитайте изменение жесткости воды в результате Na-ка-
тионирования, если концентрация ионов Na+ в воде увеличилась на
23 мг/л. Составьте уравнение процесса. Изменилось ли солесодержа­
ние воды?
11.45. Общая жесткость воды равна 4,1 ммоль экв/л. Через ионооб­
менный фильтр пропущено 100 л Н20 . Сколько молей эквивалентов
Са2+, Mg2+ задержано фильтром, если жесткость воды при этом снизи­
лась до 0,1 ммоль экв/л? Составьте уравнения процессов.
11.46. Общая жесткость воды равна 6 ммоль экв/л. Через ионооб­
менный фильтр пропущено 10 л Н20 . Сколько молей эквивалентов
Са2+, Mg2+ задержано фильтром, если жесткость воды при этом снизи­
лась до 0,5 ммоль экв/л? Составьте уравнения процессов.
215
11.47. Рассчитайте изменение жесткости воды в результате Н-ка-
тионирования, если в воду перешло 10 мг/л ионов Н*. Составьте урав­
нение процесса.
11.48. Рассчитайте массу гидразина N2H4, которую нужно ввести
для обескислороживания 1 куб. м воды, содержащей 64 мг/л кислоро­
да, если в воду предварительно было введено 126 мг/л сульфита на­
трия Na2S0 3. Составьте уравнения процессов.
11.49. Рассчитайте массу гидразина N2H4, которую нужно ввести
для обескислороживания 20 м3 воды, содержащей 32 мг/л кислорода,
если в воду предварительно было введено 63 мг/л сульфита натрия
Na2S0 3. Составьте уравнения процессов.
11.50. В 5 л воды растворено 2 л СОг и 3 л NH3. Рассчитайте pH рас­
твора.
11.51. Рассчитайте солесодержание воды, в которой было раство­
рено 162 мг/л Са(НС03)г после Н-катионирования и ОН-анионирова-
ния, если при этом образовалось 1,95 ммоль/л воды.
11.52. Рассчитайте солесодержание воды, в которой было раство­
рено 222 мг/л СаС12 после Н-катионирования и ОН-анионирования,
если при этом образовалось 3,8 ммоль/л воды.
ЗАДАЧИ ПОВЫШЕННОЙ СЛОЖНОСТИ
11.53. Согласно анализу, жесткость воды составила: Жо = 2,5
ммоль экв/л, Ж* = 2 ммоль экв/л. Исходя из анализа жесткости, считая,
что в воде содержатся только соли СаСЬ и Са(НС03)г, рассчитайте: а)
солесодержание и pH исходной воды; б) солесодержание воды после
Na-катионирования; в) pH воды после Н-катионирования; г) солесо­
держание и pH воды после параллельного Н — Na-катионирования.
11.54. Согласно анализу, жесткость воды составила: Жо = 3,5
ммоль экв/л, Ж* = 2 ммоль экв/л. Исходя из анализа жесткости воды,
считая, что в воде содержатся только соли СаС12 и Са(НС03)2, рассчи­
тайте: а) солесодержание и pH исходной воды; б) солесодержание
воды после Na-катионирования; в) pH воды после Н-катионирования;
г) солесодержание и pH воды после параллельного Н — Na-катиони-
рования.
11.55. Согласно анализу, жесткость воды составила: Жо = 5 ммоль
экв/л, Ж* = 4 ммоль экв/л. Исходя из анализа жесткости воды, считая,
что в воде содержатся только соли СаС1г и Са(НСО 1 )2, рассчитай­
те: а) солесодержание и pH исходной воды; б) солесодержание воды
после Na-катионирования; в) pH воды после Н-катионирования; г) со­
лесодержание и pH воды после параллельного Н — Na-катионирова­
ния.
216
11.56. При упаривании 100 л воды на дне сосуда осталось 50 г
СаСОз. Общее умягчение воды при этом составило 83 %. Определите
массу реагента, который нужно ввести в воду для полного ее умягче­
ния. Напишите уравнения термического и реагентного умягчения.
11.57. В 10 л воды содержатся Са(НСОз)2 массой 3240 мг, MgC^
массой 950 мг и NaCl массой 29 мг. После реагентного умягчения
воды ее жесткость снизилась: Жк — на 70 %, Жнк — на 75%. Рассчи­
тайте остаточные жесткость Жо и солесодержание обработанной
воды.
11.58. В 1 м3 воды содержатся Са(НСОз)2 массой 162 г, MgCl2 мас­
сой 95 г и NaCl массой 29 г. После реагентного умягчения воды ее же­
сткость снизилась: Жк — на 85 %, Ж ^ — на 80 %. Рассчитайте оста­
точные жесткость Ж0 и солесодержание обработанной воды.

12Л. Для реакции нейтрализации диоксида серы карбонатом
кальция (см. пример XII. 1) определите: а) возможна ли эта реакция
при 298 К и стандартных состояниях веществ; б) область темпера­
тур, в которой реакция может протекать при стандартных состояни­
ях веществ.
12.2. В XII. 1 приведен другой способ (адсорбция) снижения содер­
жания оксидов серы в выбросах. Какие условия благоприятствуют
удалению оксидов серы по этому способу?
15 - 5609 225
12.3. После дождя обнаружено подкисление почвы и увеличение
содержания нитрат- и нитрит-ионов в почве. Как называется это явле­
ние, вызывающее подкисление почвы? Какими процессами оно вызы­
вается? Какие способы предотвращения этого явления или уменьше­
ния его масштаба вы можете предложить?
12.4. Основным способом решения проблемы «парникового» эф­
фекта является снижение выбросов диоксида углерода. Если заменить
тепловую электростанцию, работающую на метане с КПД 40 %, на
электрохимическую электростанцию с КПД 60%, то насколько сни­
зится выброс С 02 на 1 МДж вырабатываемой энергии?
12.5. На сколько м3/сутки (при и. у.) снизится выброс диоксида уг­
лерода от электростанции мощностью 100 МВт, работающей на мета­
не, при замене тепловой станции с КПД 40% на электрохимическую
станцию с КПД 60%?
12.6. На сколько литров (при и. у.) снизится выброс С 02 за 140 км
пути из транспортного средства мощностью 80 кВт, работающего на
метане и двигающегося со скоростью 70 км/ч, при замене автомобиля
с КПД 20%, на электромобиль с топливными элементами с КПД 40%?
12.7. На сколько литров (при и. у.) снизится выброс диоксида угле­
рода транспортного средства мощностью 80 кВт, двигающегося со
скоростью 70 км/ч, за 140 км пути, при замене автомобиля, работаю­
щего на жидком метаноле с КПД 20 %, на электромобиль с топливны­
ми элементами, работающими на метаноле с КПД 40 %?
12.8. Возможна ли самопроизвольная реакция в нейтрализаторе
автомобиля между СО и Н20 при 350 К с образованием нетоксичных
веществ: а) при стандартных состояниях веществ; б) при относитель­
ных парциальных давлениях продуктов реакции, равных 1, и исход­
ных веществ, равных двум? Какие факторы будут влиять на увеличе­
ние выхода продуктов реакции?
12.9. Возможно ли самопроизвольное протекание реакции
4NO + СН4 = 2N2 + С 0 2 + 2Н20 ( г )
в нейтрализаторе автомобиля при 350 К при стандартных состояниях
всех веществ? Как будет влиять повышение температуры на положе­
ние равновесия этой реакции?
12.10. Как изменится состав продуктов реакции в выбросах авто­
мобиля при замене октана СвН|8 на водород? Возможна ли самопроиз­
вольная реакция между водородом и оксидом азота N 0 в нейтрализа­
торе автомобиля с образованием нетоксичных продуктов при 400 К и
при стандартных состояниях всех веществ?
12.11. Если принять, что каменный уголь содержит (массовые
доли в %): углерода — 85, водорода — 7, серы — 3 и воды — 5, то ка-
226
1
кие вредные компоненты и в каких объемных соотношениях они бу­
дут находиться в продуктах горения: а) при недостатке кислорода (уг­
лерод сгорает до СО); б) при полном сгорании компонентов?
12.12. Во сколько раз необходимо разбавить сточную воду, содер­
жащую 0,001 моль/л Hg2+, чтобы ее можно было сливать в водоем?
12.13. Во сколько раз необходимо разбавить сточную воду, содер­
жащую 0,001 моль/л фенола, чтобы ее можно было сливать в водоем,
если ПДКв фенола равна 0,001 мг/л?
12.14. Во сколько раз необходимо разбавить сточную воду, содер­
жащую 0,001 моль/л KCN, чтобы ее можно было сливать в водоем?
12.15. Какое количество ионов Na+ должно перейти в 1000 л сточ­
ной воды при удалении из нее способом Na-катионирования ионов
Hg2+, концентрация которых составляет 0,02 г/л?
12.16. Какое количество ионов Na+ должно перейти в 1000 л сточ­
ной воды, содержащей 0,001 г/л Ве2+, при удалении вредных ионов ме­
тодом Na-катионирования?
12.17. Рассчитайте уменьшение количества ионов N O2 в 1000 л
сточной воды, в которую при ОН"анионировании перешло 17 г ионов
ОН".
12.18. Рассчитайте уменьшение концентрации радиоактивного
иона Sr2+ после Na-катионирования, при котором концентрация ионов
Na+ возросла на 92 мг/л.
12.19. Какое количество электричества потребуется для электро­
осаждения свинца из 1000 л сточных вод, содержащих 0,03 г/л РЬ2+
при выходе по току 70%?
12.20. Если в насыщенную по ионам свинца сточную воду доба­
вить сульфат натрия с активностью ионов S 0 42", равной 0,03 моль/л, то
какую активность будут иметь ионы свинца в этой воде?
12.21. В 10 м3 сточной воде имеется гидразин N2H4 с концентраци­
ей 0,032 г/л. Какой объем воздуха (при н.у.), продуваемого через сточ­
ную воду, необходим для полного окисления гидразина (при условии
полного использования кислорода на окисление гидразина)?
12.22. В 1000 л сточной воды находится фенол с концентрацией
0,094 г/л и СН3ОН с концентрацией 0,032 г/л. Какая масса пероксида
водорода необходима для полного окисления этих примесей?
12.23. Рассчитайте теоретический часовой расход гипохлорита на­
трия на окисление цианид-ионов в сточных водах, содержащих 26 г/л
CN”, при сбросе в час 45 т воды (пл. 1,02 г/см3).
12.24. В 1000 л сточной воды находятся ионы Li+ с концентрацией
0,0439 мг/л. Какое количество ионов натрия перейдет в воду в резуль­
тате Na-катионирования при достижении ПДК в по Li+?
15*
227
12.25. Снизится ли концентрация РЬ2+ до значения ПДКв, если в
сточную воду, насыщенную сульфатом свинца, добавить 1СГ2 моль/л
ионов SO2-? При расчетах принимайте активности ионов равными
концентрациям. Какая должна быть минимальная активность суль­
фат-ионов, чтобы концентрация свинца снизилась до значения ПДКв?
12.26. Снизится ли концентрация Си2+ до значения ПДКв, если в
сточную воду, насыщенную гидроксидом меди, добавить КГ5 моль/л
гидроксид-ионов? При расчетах принимайте активности ионов равны­
ми концентрациям. Какая должна быть минимальная активность гид­
роксид-ионов, чтобы концентрация ионов меди снизилась до значения
ПДКв?
12.27. Какое количество электричества необходимо для электро­
химического окисления фенола с целью снижения его концентрации с
0,01 мг/лдо ПДК (0,001 мг/л) в сточной воде объемом 1000 л при усло­
вии 100% выхода по току? Уравнение электрохимической реакции
см. [1, § 15.3].
ЗАДАЧИ ПОВЫШЕННОЙ СЛОЖНОСТИ
12.28. В сточной воде находится комплексная соль Na2[HgCl4],
концентрация которой равна 0,0388 г/л. Рассмотрите возможность
удаления этой соли из воды методом химического обессоливания. На­
пишите уравнения химических реакций, протекающих в растворе и
при ионном обмене. Рассчитайте количество молей воды, которое
можно получить при химическом обессоливании 1000 л воды. Рассчи­
тайте теоретические массы кислоты (H2SO4) и щелочи (NaOH), кото­
рые необходимы для регенерации ионитов.
12.29. В 1000 л сточной воды находится комплексная соль
Na2[Cd(CN)4], концентрация которой равна 0,262 г/л. Рассмотрите воз­
можность удаления этой соли методом химического обессоливания.
Напишите уравнения реакций диссоциации этой соли и ионного обме­
на. Рассчитайте количество молей воды, которое должно быть получе­
но при полном удалении ионов соли. Рассчитайте теоретические мас­
сы H2SO4и NaOH, которые необходимы для регенерации ионитов.
12.30. В сточной воде растворено 159,8 г Вг2. Какая масса цинка
необходима для восстановления брома? Какое количество ионов Н \
ОН и молекул воды перейдет в раствор при химическом обессолива­
нии раствора? Какие массы H2SO4 и NaOH теоретически необходимы
для регенерации ионитов? Напишите уравнения всех рассмотренных
реакций.
12.31. Тепловая электростанция мощностью 1000 МВт ежемесяч­
но выбрасывает 4388 т SO2, 1800 т N 02 и 6,7 т СО. Какие полезные
228
продукты можно получить из этих выбросов? Напишите уравнения
химических реакций получения этих продуктов. Рассчитайте массы
продуктов, которые теоретически можно ежемесячно получать из
этих выбросов.
12.32. В выхлопах автомобилей имеется большое число различных
компонентов, в том числе NO, NO2, СО, Н2О, СН4. Приведите уравне­
ния реакций взаимодействия этих компонентов и продуктов реакций
друг с другом с образованием нетоксичных продуктов. Возможны ли
эти реакции при 298 К и стандартных состояниях веществ? Определи­
те области температур, в которых эти реакции возможны. Укажите ус­
ловия, благоприятствующие протеканию этих реакций в прямом на­
правлении.
12.33. Предприятие выбрасывает в воздух N 0, СО и SO2 и в сточ­
ные воды — метанол, N2H4, Cd2+, CN" и пероксид водорода. Предло­
жите схему безотходного процесса утилизацией этих веществ. Напи­
шите уравнения соответствующих реакций.
12.34. Разработайте комплексную систему снижения уровня вред­
ных выбросов в атмосферу крупного промышленного города, имею­
щего электростанции, работающие на угле, предприятия цветной ме­
таллургии, автомобили и автобусы.

 

 

 

 

Ответы к задачам по химии Коровина from zoner

Категория: Химия | Добавил: Админ (22.04.2016)
Просмотров: | Теги: Коровина | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar