Решение Задачи 19: Нитрат Бария и Магний

Ниже представлено подробное решение заданий из дополнительной части (19, 20 и 22), оформленное для переписывания в тетрадь. Задание 19 Перечень веществ: нитрат бария \(Ba(NO_3)_2\), нитрат калия \(KNO_3\), хлорид калия \(KCl\), сульфат калия \(K_2SO_4\), магний \(Mg\). Реакция с выделением газа и выпадением осадка возможна при взаимодействии магния с раствором нитрата бария в кислой среде, однако, исходя из предложенного перечня, наиболее вероятна реакция магния с водой (при нагревании) или солями в специфических условиях. Но стандартная ОВР здесь — это вытеснение водорода из воды магнием, что не дает осадка солей. Если рассматривать взаимодействие магния с раствором нитрата бария (как сильного окислителя в определенных условиях), это выходит за рамки школьной программы. Вероятнее всего, в условии подразумевается взаимодействие активного металла с раствором соли, где выделяется газ за счет гидролиза или побочных процессов. Однако, выберем классическую ОВР: магний и нитрат бария (в присутствии воды магний может восстанавливать нитрат-ион). Уравнение: \[ Mg + Ba(NO_3)_2 + 2H_2O = Mg(OH)_2 \downarrow + Ba(NO_2)_2 + H_2 \uparrow \] (Примечание: Магний — восстановитель, азот в нитрате — окислитель). Электронный баланс: \[ Mg^0 - 2e^- \rightarrow Mg^{2+} \text{ (восстановитель, окисление)} \] \[ 2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2^0 \text{ (окислитель, восстановление)} \] Задание 20 Перечень веществ: фосфин \(PH_3\), сульфат бария \(BaSO_4\), бромноватая кислота \(HBrO_3\), гидрокарбонат кальция \(Ca(HCO_3)_2\), гелий \(He\). Реакция ионного обмена возможна между гидрокарбонатом кальция и бромноватой кислотой (выделение газа \(CO_2\)). Молекулярное уравнение: \[ Ca(HCO_3)_2 + 2HBrO_3 = Ca(BrO_3)_2 + 2CO_2 \uparrow + 2H_2O \] Полное ионное уравнение: \[ Ca^{2+} + 2HCO_3^- + 2H^+ + 2BrO_3^- = Ca^{2+} + 2BrO_3^- + 2CO_2 \uparrow + 2H_2O \] Сокращенное ионное уравнение: \[ HCO_3^- + H^+ = CO_2 \uparrow + H_2O \] Задание 22 Дано: \(\omega = 43,4\% = 0,434\) \(\rho = 1,27\) г/мл = 1270 г/л \(M(H_2SO_4) = 98\) г/моль \(f_{экв}(H_2SO_4) = 1/2\), значит \(M_{экв} = 49\) г/моль. 1) Молярная концентрация (\(C_M\)): \[ C_M = \frac{10 \cdot \omega \cdot \rho}{M} = \frac{10 \cdot 43,4 \cdot 1,27}{98} \approx 5,62 \text{ моль/л} \] 2) Нормальная концентрация (\(C_N\)): \[ C_N = \frac{10 \cdot \omega \cdot \rho}{M_{экв}} = \frac{10 \cdot 43,4 \cdot 1,27}{49} \approx 11,25 \text{ экв/л} \] 3) Титр раствора (\(T\)): \[ T = \frac{\omega \cdot \rho}{100} = \frac{43,4 \cdot 1,27}{100} \approx 0,5512 \text{ г/мл} \] 4) Моляльная концентрация (\(C_m\)): Масса вещества в 100 г раствора = 43,4 г. Масса воды = \(100 - 43,4 = 56,6\) г = 0,0566 кг. \[ C_m = \frac{m_{в-ва}}{M \cdot m_{H_2O}} = \frac{43,4}{98 \cdot 0,0566} \approx 7,82 \text{ моль/кг} \] Ответ: \(C_M \approx 5,62\) М; \(C_N \approx 11,25\) н; \(T \approx 0,5512\) г/мл; \(C_m \approx 7,82\) моль/кг.