1) Каким раствором можно разделить ионы алюминия от ионов железа (III)? 2) Какое значение рН имеет раствор LiOH (α=1

1) Для разделения ионов алюминия (Al3+) от ионов железа (III) (Fe3+) можно использовать раствор натрия гидроксида (NaOH). При добавлении NaOH к смеси растворов содержащих Al3+ и Fe3+, происходит образование осадка гидроксида алюминия (Al(OH)3), который хорошо осаждается в щелочной среде, в то время как гидроксид железа (Fe(OH)3) остается в растворе. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

\[Al^{3+} + 3OH^- \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow\]
\[Fe^{3+} + 3OH^- \rightarrow Fe(OH)_3\]

2) Для определения значения рН раствора LiOH (α=1) с концентрацией 0.01 М, необходимо учесть, что LiOH - сильное основание, которое полностью диссоциирует в водном растворе и образует Li+ и OH- ионы. Концентрация OH- ионов совпадает с концентрацией LiOH, так как каждый молекула LiOH даёт один ион OH-.

Таким образом, концентрация OH- ионов равна 0.01 М.

Чтобы определить значение рН, используем формулу:

\[pOH = -\log_{10}[OH^-]\]

Тогда:

\[pOH = -\log_{10}(0.01) = 2\]

Так как pOH + рН = 14, то рН = 14 - 2 = 12.

Таким образом, раствор LiOH с концентрацией 0.01 М имеет значение рН равное 12.

3) Для расчета массы осадка, образующегося при слиянии 30 мл раствора CaCl2 с концентрацией 0.1 М и 20 мл раствора (NH4)2C2O4 с концентрацией 0.2 М, необходимо рассмотреть ионы, образующие осадок.

Комбинируя ионы из растворов CaCl2 и (NH4)2C2O4, образуется осадок кальциевого оксалата (CaC2O4), так как оксалат-ион (C2O4^2-) соединяется с кальциевыми ионами (Ca^2+) для образования нерастворимого соединения. Коэффициенты стехиометрии реакции показывают, что на 1 ион кальция требуется 1 оксалат-ион.

Сначала рассмотрим реагентный стехиометрический коэффициент для реакции:

\[Ca^{2+} + C_2O_4^{2-} \rightarrow CaC_2O_4 \downarrow\]

Коэффициент 1:1 означает, что равные объемы растворов будут содержать равные количества ионов.
Молярная масса CaC2O4 составляет 128 г/моль.

Рассчитаем количество вещества (в молях) CaCl2 и (NH4)2C2O4:

\[n(CaCl2) = C \cdot V = 0.1 \, М \cdot 0.03 \, л = 0.003 \, моль\]
\[n((NH4)2C2O4) = C \cdot V = 0.2 \, М \cdot 0.02 \, л = 0.004 \, моль\]

Так как стехиометрический коэффициент 1:1, количество осадка будет определяться количеством меньшего вещества. В данном случае, количество ограничивающего реагента (CaCl2) равно 0.003 моль.

Для расчета массы осадка (CaC2O4) используем формулу:

\[m = n \cdot M\]

где \(m\) - масса, \(n\) - количество вещества, \(M\) - молярная масса.

\[m = 0.003 \, моль \times 128 \, г/моль = 0.384 \, г\]

Таким образом, масса осадка, образующегося при слиянии 30 мл раствора CaCl2 и 20 мл раствора (NH4)2C2O4, составляет 0.384 г.

4) Если значение рОН раствора составляет 8, то для определения концентрации [Н+] в этом растворе, необходимо использовать соотношение:
\[pOH + pH = 14\]

Таким образом, для данной задачи значение рОН равно 8, следовательно pOH равно 14 - 8 = 6.

Чтобы определить концентрацию OH- ионов, используем формулу:
\[pOH = -\log_{10}[OH^-]\]

Тогда:
\[6 = -\log_{10}[OH^-]\]

Далее выразим [OH-] через рН:

\[[OH^-] = 10^{-6}\]

Так как вода является нейтральным раствором, концентрации OH- и H+ ионов в ней равны. То есть:

\[ [OH^-] = [H^+] \]

Таким образом, концентрация [Н+] в растворе с рОН 8 равна \(10^{-6}\) моль/л.

5) Обнаружение ионов бария (Ba2+) в растворе может быть затруднено при воздействии раствора серной кислоты (H2SO4), так как серная кислота является сильной двухосновной кислотой и диссоциирует на два иона водорода (H+).

Уравнение реакции между Ba2+ и ионами H+ выглядит следующим образом:

\[Ba^{2+} + 2H^+ \rightarrow Ba^{2+} + 2H^+\]

Как видно из уравнения реакции, ионы H+ не изменяются и не участвуют в образовании осадка с ионами бария. Поэтому, при воздействии раствора серной кислоты, обнаружение ионов бария может быть затруднено.

6) Если значение рН хлороводородной кислоты равно 3, для определения концентрации ОН- в этом растворе необходимо использовать соотношение:
\[pOH + pH = 14\]

Работая по этому соотношению, значение pOH равно 14 - 3 = 11.

Для определения концентрации ОН- ионов, используем формулу:
\[pOH = -\log_{10}[OH^-]\]

Тогда:
\[11 = -\log_{10}[OH^-]\]

Далее выразим [OH-] через pOH:

\[[OH^-] = 10^{-11}\]

Так как вода является нейтральным раствором, концентрации ОН- и Н+ ионов в ней равны. То есть:

\[ [OH^-] = [H^+] \]

Таким образом, концентрация ОН- в растворе HCl с рН 3 составляет \(10^{-11}\) моль/л.