VIII. SAV-BÁZIS- ÉS REDOXIREAKCIÓK

VIII. SAV-BÁZIS- ÉS REDOXIREAKCIÓK VIII. 1. FELELETVÁLASZTÁSOS TESZTEK 0 1 5 6 7 8 9 0 C D E C E D D C C 1 A B C C B E A D B C C C D C C D B D E D E B A A B C A C C A C B D A A B A D D A 5 B A C A C D B B B VIII.. TÁBLÁZATKIEGÉSZÍTÉS Az oldatok ph-ja Folyadék [H + ] (mol/dm ) [OH ] (mol/dm ) ph Kémhatás 59. c) 60. 1 10 7 61. 7 6. semleges 6. a) 6. 1 10 65. 66. savas 67. d) 68. 1 10 69. 1 10 1 70. savas 71. b) 7. 1 10 10 7. 10 7. lúgos Sav-bázis és redoxireakciók Redoxireakciók A reakció betűjele 75. a) 78. d) 81. e) Rendezett egyenlet 76. Na + H O = = NaOH + H 79. Br + KI = = KBr + I 8. Fe O + CO = = Fe + CO A redukálószer 77. nátrium 80. KI (jodidion) 8. szén-monoxid Sav-bázis reakciók A reakció betűjele 8. b) 88. c) 9. f) Rendezett egyenlet 85. NaOH + H SO = = Na SO + H O Savként viselkedik 86. H SO, 87. H O 90. HNO, 91. NH + 89. NH + HNO = 9. HNO + H O = = NH NO = H O + + NO 9. HNO, 95. H O +

Reakciók vizes oldatban Redoxi Gázfejl. Csap. képz. Kém. old. 96. AgNO (aq) + CaCl (aq) = AgCl(sz) + Ca(NO ) (aq) X 97. CaCO (sz) + HCl(aq) = CaCl (aq) + H O(f) + CO (g) X X 98. FeCl (aq) + Cl (aq) = FeCl (aq) X 99. Ag(sz) + HNO = AgNO (aq) + NO(g) + H O X X X 100. NaHSO (sz) + HCl(aq) = NaCl(aq) + SO (g) + H O X X 101. Al(sz) + CuSO (aq) = Cu(sz) + Al (SO ) (aq) X (X) X 10. KBr(aq) + Cl (aq) = KCl(aq) + Br (aq) X 10. FeSO (aq) + NaOH(aq) = Fe(OH) (sz) + Na SO (aq) X 10. MgO(sz) + H SO (aq) = MgSO (aq) + H O(f) X 105. Mg(sz) + HCl(aq) = MgCl (aq) + H (g) X X X

Savas és lúgos oldatok összehasonlítása Vegyület c (mol/dm ) [H + ] (mol/dm ) [OH ] (mol/dm ) ph A fenolftalein színe az oldatban 106. 1,0 10 1 107. 1,0 10 108. 1,0 109. piros 110. tejsav 111. 1,0 10 11. 1,0 10 11 11. színtelen 11. NH 115. 1,0 10 5 116. 9,00 117. piros 118. HCl 119. 1,0 10 10. 1,0 10 11. 1,0 10 10 1. színtelen 1. K s ( 1,0 10 ) = 8,1 10 1,0 10 = 1, 10 Reakciók vizes oldatban Reakciópartner Sztöchiometriai egyenlet Ionegyenlet Reakciótípus Kénsavoldat 1. BaCl (aq) 15. BaCl + H SO = = BaSO + HCl 16. Ba + + SO = 17. csap. = BaSO képz. Sósav 18. Mg(sz) 19. Mg + HCl = 10. Mg + H + = 11. redoxi, = MgCl + H = Mg + + H gázfejl. Foszforsavoldat 1. NaOH(aq) 1. Pl. H PO + NaOH = Na PO + H O 1. H + + OH = = H O 15. sav-bázis Vizes oldatban lezajló kémiai reakciók 16. CaO + H O = Ca(OH) 17. CaO + H O = Ca + + OH 18. oldódás, az oldat megpirosodik 19. nő 10. sav-bázis 11. CaCl + AgNO = AgCl + Ca(NO ) 1. Ag + + Cl = AgCl 1. fehér csapadék képződése 1. nem változik 15. egyik sem 16. Ca + HCl = CaCl + H 17. Ca + H + = Ca + + H 18. oldódás, színtelen, szagtalan gáz fejlődése 19. nő 150. redoxi

VIII.. EGYÉB FELADATOK Semlegesítés, közömbösítés 151. lúgos, NH + H O NH + + OH pont 15. savas, NH + + H O NH + H O + pont 15. semleges, H O + H O H O + + OH pont A sorrend: 15 < 15 < 151 7 pont Ásványok oxidatív mállása 15. vegyület/ion név oxidációs számok Fe SiO vas(ii)-szilikát Fe: +, O: Fe(OH) vas(iii)-hidroxid Fe: +, O:, H: +1 SO szulfition S: +, O: SO szulfátion S: +6, O: FeS vas(ii)-szulfid Fe: +, S: FeS Fe: +, S: 1 MnSiO mangán(ii)-szilikát Mn: +, Si: +, O: MnCO mangán(ii)-karbonát Mn: +, C: +, O: MnO mangán-dioxid Mn: +, O: PbS ólom(ii)-szulfid Pb: +, S: PbSO ólom(ii)-szulfát Pb: +, S: +6, O: 155. Fe + + SO + H O Fe + + SO + H + (1) Fe SiO + H O + CO H SiO + Fe + + HCO () Fe + + O + H + = Fe + + H O () MnSiO + O + H O MnO + H SiO (6) MnCO + O MnO + CO (7) PbS + O PbSO 156. (1), () (7): redoxireakció () sav-bázis reakció 157. reakció sorszáma oxidálódott oxidálódott forma oxidálószer (1) SO SO Fe + () Fe + Fe + O () FeS Fe(OH), SO O Fe + (5) FeS SO (6) MnSiO MnO O (7) MnCO MnO O (8) PbS PbSO O 158. A fayalité. (Ez egy gyakorlófeladat. Pontozása értelmetlen lenne, hiszen annyi információt tartalmaz, amennyit egyetlen érettségi feladat sem tartalmazhat! Egy tényleges feladatban csak ennek kis hányadát lehet kérdezni!)

VIII. 5. SZÁMÍTÁSOK 159. 5,00 g réz(ii)-szulfid: n (CuS) = 5,00 g = 5, 10 mol, 95,5 g/mol az egyenlet alapján: n (SO NO ) = 7n(CuS) = 7 5, 10 mol =,67 10 mol, 1 a gáztérfogat: V = n V m =,67 10 mol,5 dm /mol = 8,99 dm. pont 160. Ha ph =,00 [H + ] = 0,010 mol/dm 0,010 mol/dm -es salétromsav kell.,000 dm ilyen oldathoz 0,00 mol HNO -ra van szükség. Ennek tömege: 0,00 mol 6 g/mol = 1,6 g. 1,6 g salétromsav 1,6 g/ 0,650 = 1,9 g 65,0 w%-os oldatban van. Ennek térfogata: 1,9 g/ 1,0 g/cm 1, cm. 5 pont 161. 00 cm oldat tömege: m = ρv = 00 cm 1,06 g/cm = 1 g Az oldott anyag: m(na CO ) = 1 g 0,00 =, g Ennek anyagmennyisége: n(na CO ) = m/m =, g : 106 g/mol = 0,00 mol A reakcióegyenlet: Na CO + HCl = NaCl + H O + CO pont Ez alapján 0,00 mol Na CO -hoz 0,800 mol HCl szükséges. A HCl tömege: m(hcl) = nm = 0,800 mol 6,5 g/mol = 9, g A 0,0 tömeg%-os sósav tömege: m = 9, g : 0,00 = 16 g m 16 g A szükséges sósav térfogata: V = = ρ 1,10 g/cm = 1,7 cm 1 cm. A keletkező oldatban az egyenlet szerint 0,800 mol NaCl van. Ennek tömege: m(nacl) = 0,800 mol 58,5 g/mol = 6,8 g. Az oldat tömegének kiszámítása: a nátrium-karbonát-oldat tömege: 1 g a sósav tömege: az eltávozó CO tömege: 1 16 g 17,6 g (0,00 mol,0 g/mol) 0, g pont (A tömeg a két összeöntött oldat víztartalmából, a keletkezett só és a keletkezett víz tömegének összegzésével is kiszámítható.) 6,8 g Az oldat sótartalma: 100% = 1,7 tömeg% NaCl. 0, g 15 pont 16. Az oldatban van: n(kmno ) = 0,100 dm 0,0100 mol/dm = 1,00 10 mol. A rendezett egyenlet: + 7 + K Mn O + 5 S O + H O = K S O + Mn SO + H + 6 + SO alapján ez fogyaszt: n(so ) = 5 1,00 10 mol =,50 10 mol. pont Ennek térfogata:

V(SO ) =,50 10 mol,5 dm /mol = 0,0615 dm. Ez a levegő térfogatának 0,01%-a, így: V(levegő) = 0,0615 dm : 10 = 61,5 dm 0,61 m. 5 pont 16. A ph =,00-ből: [H + ] = 1,0 10 mol/dm. 0, dm A hígítás alapján: 0,010 dm = 0-szoros térfogatra kell hígítani az oldatot. Ezek alapján az eredeti oldat: 0 1,0 10 mol/dm = 0,0 mol/dm -es. 00 cm ilyen oldat tartalmaz: n(hcl) = 0,00 dm 0,0 mol/dm = 0,00 mol. Az oldott anyag tömege: m(hcl) = 0,00 mol 6,5 g/mol = 1,6 g. Ez van a tömény oldat: m(sósav) = 1,6 g : 0,6 =,06 g-jában. m,06 g Ennek térfogata: V = = ρ 1,18 g/cm, cm. 7 pont 16. A ph-ból [H + ] = 1,0 10 mol/dm, tehát a sósav is ilyen koncentrációjú (erős sav) a) 1,00 mol/dm 1 oldatból ez = 1,0 10 -szeres hígítást jelent, 1,0 10 500 cm vagyis 10 000 = 0,050 cm 1,00 mol/dm -es sósavat kell 500 cm -re hígítani. pont b) ph =,00-ből 10 mol/dm -es, ph = 5,00-ből 1,0 10 5 mol/dm a sósavkoncentráció, ha V 1 térfogatú ph =,00-es oldatot öntünk össze V térfogatú ph = 5,00-össel, akkor azokban 1,0 10 V 1, illetve 1,0 10 5 V mol H + lesz külön-külön. Az összeöntött oldatok térfogata V 1 + V = 500 cm A végső kémhatás ph =,00, így: 5 1,0 10 V1 + 1,0 10 V = 1,0 10 0,500 5 ( ) 1,0 10 V ebből: 1 + 1,0 10 0,500 V1 = 1,0 10 0,500, így V 1 = 0,005 dm =,5 cm, V = 95,5 cm, vagyis 95,5 cm ph = 5,00-ös és,5 cm ph =,00-es oldat. c) V dm ph =,00-es oldatban van 1,0 10 V mol H +, (0,500 V) dm ph = 1,00-es NaOH-oldatban 1,0 10 (0,500 V) mol OH. Az oldat savas marad, tehát a lúg fogy el. A H + + OH = H O egyenlet alapján 1,0 10 (500 V) mol OH ugyanennyi H + -t semlegesít, így az összeöntés után marad: 1,0 10 V mol 1,0 10 (0,500 V) =,0 10 V 5,0 10 mol H +. A kapott oldat ph =,00,es (1,0 10 mol/dm -es), térfogata 0,500 dm, így:,0 10 V 5,0 10 = 1,0 10 0,500 Ebből: V = 0,55 dm = 5,5 cm, tehát 5,5 cm (5 cm ) sósavat kell 7,5 cm (7 cm ) NaOH-oldathoz önteni. 10 pont 165. Az első elegyítésből következően: c(a) = c(b). (I.) A B oldat a lúgoldat. Indoklás, például így:

az első elegyítés semlegesítés, tehát vagy A vagy B a lúgoldat, a harmadik elegyítésnél lúgos lesz az oldat, így B a lúgoldat. A második elegyítéskor két savoldatot öntöttünk össze: [H + ] végső = 0,0100 mol/dm. A két összeöntött oldatban a hidrogénionok anyagmennyisége: 0,100c(A), illetve c(c). A keletkező oldat térfogata: 1,100 dm, így a keletkező oldat koncentrációjára felírható: 0,100c( A) + c( C) = 0,0100 1,100 (II.) A harmadik elegyítéskor keletkező oldatban: ph poh =,00, így [OH ] = 1,0 10 mol/dm. Az összeöntött oldatok közül a B-ben: 0,00c(B) mol OH van, a C-ben: 0,990c(C) mol H + van. A semlegesítés: H + + OH = H O egyenlete alapján: 0,00c(B) 0,990c(C) mol OH marad. A keletkező oldat térfogata pedig 0 cm + 990 cm = 1010 cm = 1,010 dm, így a keletkező oldat hidroxidion-koncentrációjára felírható: 0,00c( B) 0,990c( C) = 1,0 10 (III.) 1,010 Az (I.), (II.) és (III.) egyenletekből álló egyenletrendszer megoldása: c(a) = 0,100 ph(a) = 1,00, c(b) = 0,100 ph(b) = 1,00, c(c) = 0,00100 ph(c) =,00. 1 pont 166. a)a ph-ból [H + ] = 1,0 10 mol/dm. A CH COOH CH COO + H + egyenlet alapján: [H + ] = [CH COO ] = 1,0 10 mol/dm [CH COOH] = c 1,0 10 mol/dm, ahol c az ecet koncentrációja. Az egyensúlyi állandóba helyettesítve: [ ] [ + ] CHCOO H K s = [ CHCOOH] ) 1,8 10 5 1,0 10 = c 1,0 10 Ebből c = 6,56 10, tehát 6,6 10 mol/dm -es a salátalé. 1,0 10 b)a disszociációfok: α = 6,56 10 = 0,15, tehát az ecetsavmolekulák 15%-a disszociált. pont c)fél liter, azaz 0,5 dm salátalében: n(ecetsav) = 0,5 dm 6,6 10 mol/dm =, 10 mol m(ecetsav) =, 10 mol 60 g/mol = 0,0198 g A 00 g/dm -es ecetből így: V = 0,0198 g 00 g/dm = 9,9 10 5 dm 0,1 cm szükséges. 1 167. a)a ph-ból [H + ] = 1,0 10 5 mol/dm.

A HA A + H + egyenlet alapján: [H + ] = [A ] = 1,0 10 5 mol/dm A disszociációfok alapján: [H + ] = 0,6c = 1,0 10 5 mol/dm, ahol c a vajsav koncentrációja a verejtékben. Ebből c = 1,67 10 5 mol/dm A vajsavmolekulák egyensúlyi koncentrációja: [HA] = 0,c = 6,7 10 6 mol/dm A savállandó: [ ] [ + ] A H K s = [ HA] ( 5 ) 1,0 10 K s = = 1,5 10 5. -6 6,7 10 b)10 cm, azaz 0,010 dm verejtékben van: n(vajsav) = 0,010 dm 1,67 10 5 mol/dm = 1,67 10 7 mol. pont M(C H 8 O ) = 88 g/mol A vajsav tömege a verejtékben: m = nm = 1,7 10 5 g 0,015 mg. 1 168. A ph-ból [H + ] = 1,0 10 11 mol/dm, így [OH ] = 1,0 10 mol/dm. pont a)a NaOH erős bázis, így a 11,0-es ph-jú oldat 1,0 10 mol/dm koncentrációjú.,00 mol/dm,00 -es oldatból 1,0 10 = 000-szeres hígítással állítható elő. b)az ammónia gyenge bázis, ezért a NH + H O NH + + OH egyensúly figyelembevételével: [NH + ] = [OH ] = 1,0 10 mol/dm [NH ] = c 1,0 10 mol/dm, ahol c az ammóniaoldat koncentrációja. A bázisállandóba helyettesítve az adatokat: [ ] + [ ] NH OH K b = [ NH ] ( ) 1,8 10 5 1,0 10 = c 1,0 10 Ebből c = 5,66 10 mol/dm. Ez az oldat,00 mol/dm -es oldatból:,00 5,66 10 = 5-szörös hígítással állítható elő. 10 pont 169. Az egyenlet: 5 N O 7 5 O K + K Mn O + H SO = 5 K N + K SO + Mn SO + H O ( az oxidációsszám-voltozásokért, a rendezésért) pont Az oldatban: n(kmno ) = cv = 0,006 mol. 5 Az egyenlet alapján 0,006 mol KMnO 0,015 mol KNO -et oxidál m(kno ) = 0,015 mol 85 g/mol = 1,75 g. 1,75g A tömeg%: = 0, 675 azaz 6,8 tömeg%.,00g 6 pont

170. A két vegyület képlete: MeO és MeCO. A reakcióegyenletek: MeO + HCl = MeCl + H O MeCO + HCl = MeCl + H O + CO NaOH + HCl = NaCl + H O pont 5,1 cm CO gáz (V m = 10 cm /mol):, 10 mol, ennyi a MeCO. A fogyott NaOH-oldatban: 1,5 10 mol NaOH van, ez ugyanennyi HCl-t jelent. A teljes törzsoldatban 1,5-szer ennyi: 1,8 10 mol HCl van, ez a maradék. Az alkalmazott sósavban: n = cv =,00 10 mol HCl volt, így,18 10 mol reagált a keverékkel. A két egyenlet alapján (mindkét esetben 1 : az arány) fele ennyi, azaz 1,09 10 mol keverékből indultunk ki. A MeCO korábban kiszámított anyagmennyisége alapján ebből:, 10 100 = 1, x% MeCO, így 78,7 x% MeO. 1,09 10 A fém-oxid anyagmennyisége: 1,09 10, 10 = 8,58 10 mol. A moláris tömegek (MeO: M +16, MeCO : M + 60) alapján a porkeverék tömege:, 10 (M + 60) + 8,58 10 (M + 16) = 1,50 pont Ebből: M = 11. A periódusos rendszer alapján megállapítható, hogy a kadmiumról (Cd) van szó. 15 pont 171. A titrálás reakcióegyenletei: NaHCO + HCl = NaCl + CO + H O Na CO + HCl = NaCl + CO + H O pont A fogyott sósavban: n(hcl) = 0,01500 dm 0,100 mol/dm = 1,50 10 mol. A teljes törzsoldatra nézve ez: 0 1,50 10 mol = 0,000 mol. A,00 g keverékben legyen x g NaHCO és így (,00 x) g Na CO A moláris tömegek és a reakcióegyenletek alapján: x g NaHCO x x mol mol HCl-dal reagál 8 8 (,00 x) g Na CO,00 x,00 x mol 106 106 mol HCl-dal reagál pont A fentiek alapján a fogyott sósavra felírható összefüggés: x,00 x + 8 106 = 0,000 mol Ennek megoldása: x = 1,11. vagyis a keverék összetétele: 1,11 g,00 g 100% = 55,5 w% NaHCO és,5 w% Na CO. 9 pont