Методические указания и контрольные задания по химии

EFe2+/Fe0 EAg+/Ag0, следовательно, более активным металлом является железо, оно будет отрицательным электродом - анодом, а серебро - катодом.

Таким образом, Fe - анод (А) и Fe - восстановитель, Ag - катод.

3) Указываем направление движения электронов во внешней цепи, учитывая, что электроны движутся от анода к катоду:

(-)Fe ¦FeSO4¦AgNO3¦Ag(+)

4) Составляем электронные уравнения процессов, протекающих на электродах, учитывая, что на аноде происходит окисление атомов железа, а на катоде - восстановление ионов серебра:

(-) (А) Fe0 - 2e > Fe2+ 1- процесс окисления

(+) (K) Ag+ + e > Ag0 2 - процесс восстановления

Fe0 +2 Ag+ > Fe2+ +2 Ag0

5) Записываем молекулярное уравнение окислительно-восстановительной реакции, лежащей в основе работы гальванического элемента: Fe0 + 2AgNO3 > Fe(NO3)2 + 2Ag0v

6) Рассчитываем ЭДС гальванического элемента:

Еэдс = ЕК - ЕА = E Ag+/Ag0 - E Fe2+/Fe0 = 0,68 - (-0,47) = 1,15 В.

Пример 2. Будет ли магний взаимодействовать с раствором сульфата никеля.

Р е ш е н и е. Для решения этой задачи необходимо сравнить стандартные электродные потенциалы магния и никеля:

E0Mg2+/Mg0 = - 2,34В, E0Ni2+/Ni0 = - 0,25В

Магний - металл, имеющий более отрицательное значение стандартного электродного потенциала и поэтому являющийся более сильным восстановителем. Следовательно, магний будет подвергаться окислению под действием ионов никеля, и электроны от магния будут переходить к никелю:

Mg0 - 2e > Mg2+

Ni2+ +2 e > Ni0

Mg0 + Ni2+ > Mg2+ + Ni0

Mg + NiSO4 = MgSO4 + Ni

1.13 Коррозия металлов

Коррозия - разрушение металла под воздействием окружающей среды.

Это самопроизвольный окислительно-восстановительный процесс, протекающий на границе раздела фаз. По механизму протекания коррозия подразделяется на химическую (протекает в средах, не проводящих электрический ток) и электрохимическую (протекает в средах, проводящих электрический ток).

Основные причины электрохимической коррозии (ЭХК) - наличие в металле примесей других металлов и контакт металла с другими металлами, отличающимися по активности. Согласно теории ЭХК при соприкосновении металла с раствором электролита на его поверхности возникает множество гальванических микроэлементов. При этом анодами являются частицы основного металла, катодами - примеси, с большим значением электродного потенциала.

Одной из особенностей электрохимической коррозии является ее многостадийность. Рассмотрим процесс коррозионного разрушения металла на примере коррозионного гальванического элемента, возникающего при контакте железа и меди: Fe электролит Cu. Для того, чтобы понять, какой из этих двух металлов будет подвергаться коррозии, необходимо сравнить значения их стандартных электродных потенциалов: E0Fe2+/Fe0 = - 0,44В, E0 Cu2+/Cu0 = + 0,34В.

E0Fe2+/Fe0 E0 Cu2+/Cu0, следовательно, железо является более активным восстановителем: Fe - анод (А), Cu - катод (К).

На первой стадии происходит окисление более активного металла (анодный процесс) и переход образовавшихся ионов в раствор: Fe0 - 2e- =Fe2+

Вторая стадия - перенос электронов от анода к катоду, который при этом заряжается отрицательно, т.е. поляризуется.

На третьей стадии происходит процесс восстановления (катодный процесс), в котором участвует окислитель окружающей среды. Он “забирает” электроны у катода, т.е. снимает с него отрицательный заряд и, таким образом, деполяризует катод. Процесс отвода электронов с катода называется деполяризацией, а окислитель - деполяризатором.

Важнейшими окислителями, вызывающими ЭХК, являются ионы водорода и растворенный в воде молекулярный кислород. В связи с этим различают два вида электрохимической коррозии: с водородной и с кислородной деполяризацией.

Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией протекает в кислой среде. Коррозионному разрушению подвергаются металлы, удовлетворяющие условию: Е0Меn+/Ме0 Е0 2Н+/Н20 (Е0 2Н+/Н20 =0).

Электрохимическая коррозия с кислородной деполяризацией протекает в нейтральной (влажный воздух, морская вода, влажные почвы) или щелочной средах. Коррозионному разрушению подвергаются металлы, стандартный электродный потенциал которых меньше стандартного электродного потенциала кислорода: Е0Меn+/Ме0 Е0 О2 /2Н2О (Е0 О2 /2Н2О = 1,23В).

При рассмотрении механизма электрохимической коррозии следует использовать алгоритм, приведенный в примерах решения задач.

Для защиты металлов от коррозии используют различные виды защитных покрытий, в том числе металлические покрытия. Анодное покрытие - покрытие основного металла более активным металлом, т.е. Е0осн.Ме Е0покр.Ме (например, покрытие железа цинком). Катодное покрытие - покрытие основного металла менее активным, т.е. Е0осн. Ме Е0 покр. Ме (например, покрытие железа никелем).

Примеры решения задач

Пример 1. Алюминий находится в контакте с цинком. Какой из этих металлов будет окисляться, если эта пара попадет в кислую среду, например, в среду соляной кислоты?

Р е ш е н и е. Из условия задачи следует что металлы находятся в кислой среде - растворе HCl. Раствор HCl - электролит, т.е. электропроводящая среда, следовательно, будет протекать электрохимическая коррозия. Для рассмотрения механизма коррозии воспользуемся предложенным выше алгоритмом.

1) Составим схему коррозионной гальванопары:

Al ¦ HCl ¦ Zn

2) Укажем окислитель. Среда кислая, поэтому окислителем (деполяризатором) является ион водорода H+. Следовательно, в этой схеме будет протекать электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией.

3) Определим, какой из металлов будет являться анодом, а какой - катодом. Для этого сравним значения стандартных электродных потенциалов алюминия и цинка: Е0Al3+/Al0= - 1,6 B < E0Zn2+/Zn0= - 0,77 B,

Значит, алюминий - более активный металл, он является восстановителем и анодом, а цинк - катодом: Al - анод (А), Zn - катод (К).

4) Укажем направление движения электронов, учитывая, что электроны движутся от анода к катоду, а от катода - к окислителю окружающей среды:

(-) Al¦HCl¦Zn(+)

5) Запишем электронные уравнения процессов, протекающих на электродах, и составим суммарное уравнение:

(-)(A) Al0 - 3e > Al3+ 2

(+)(K) 2Н+ + 2е > Н2^ 3

2Al0 +6H+ > 2Al3+ + 3H2^

6) Составим молекулярное уравнение окислительно-восстановительной реакции, протекающей при коррозии: 2Al + 6HCl > 2AlCl3 + 3H2^

7) Запишем вывод: при коррозии алюминия, находящегося в контакте с цинком, окисляется алюминий. Продуктом его коррозии является соль - хлорид алюминия. На цинковом катоде выделяется водород.

Пример 2. Изделие из меди с оловянным покрытием находится во влажном воздухе. Какой из металлов будет корродировать при нарушении целостности покрытия? К какому типу покрытий относится в этом случае олово?

Р е ш е н и е. Изделие находится во влажном воздухе, который является электропроводящей средой, следовательно, будет протекать электрохимическая коррозия.

1) Составим схему коррозионного гальванического элемента:

Sn ¦ H2O ¦ Cu

2) Укажем окислитель. Вода - это нейтральная среда, поэтому окислителем (деполяризатором) является кислород - О2. Следовательно, в этой схеме будет протекать электрохимическая коррозия с кислородной деполяризацией.

3) Определим, какой из металлов будет являться анодом, а какой - катодом. Для этого сравним значения стандартных электродных потенциалов олова и меди:

Е0Sn 2+/ Sn0= - 0,14 B < E0Cu2+/Cu0= + 0,34 B.

Значит, олово - более активный металл, оно является восстановителем и анодом, а медь - катодом: Sn - анод (А), Cu - катод (К).

4) Укажем направление движения электронов, учитывая, что электроны движутся от анода к катоду, а от катода - к окислителю среды:

(-) Sn ¦H2O ¦ Cu (+)

5) Запишем электронные уравнения процессов, протекающих на электродах, и составим суммарное уравнение. При написании уравнения катодного процесса следует учитывать, что процесс восстановления протекает в присутствии воды:

(-)(A) Sn0 - 2e > Sn2+ 2

(+)(K) O2 + 2H2O + 4е >4OН- 1

2Sn0 +2O2 + 2H2O > 2Sn2+ +4OH-

6) Составим молекулярное уравнение окислительно-восстановительной реакции, протекающей при коррозии: 2Sn0 +2O2 + 2H2O > 2 Sn(OH)2

7) Запишем вывод: по отношению к меди олово является анодным покрытием, так как в этой паре олово выступает в роли анода. При нарушении целостности покрытия корродировать будет олово. Продуктом его коррозии является основание - гидроксид олова.

Пример 3. Медная деталь разрушается в атмосфере кислорода при температуре 2000С. В чем заключается причина этого явления?

Р е ш е н и е. 1) Определяем характер среды: атмосфера кислорода (О2) при высокой температуре (2000С) - это неэлектропроводящая среда. Следовательно, будет происходить химическая коррозия.

2) Запишем уравнение процесса, протекающего при химической коррозии медной детали:

Cu0 + O20 = 2CuO

Вывод: происходит окисление меди и на поверхности детали образуется оксидная пленка.

1.14 Электролиз

Электролиз - это совокупность окислительно-восстановительных процессов, протекающих на электродах при пропускании постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита. При электролизе происходит превращение электрической энергии в химическую энергию.

Электролиз проводят в электролизере, который представляет собой емкость, заполненную раствором или расплавом электролита, в который погружены два электрода (например, графитовые) - катод и анод. Катод подсоединяют к отрицательному полюсу внешнего источника тока, а анод - к положительному. Таким образом, катод - отрицательно заряженный электрод, а анод - положительно заряженный электрод. На катоде происходит процесс присоединения электронов катода (от внешнего источника тока) катионами, атомами, молекулами. На аноде происходит процесс отдачи электронов аноду (во внешнюю цепь) анионами, атомами, молекулами. Таким образом, на катоде протекает процесс восстановления, на аноде - процесс окисления.

Рассмотрим механизм электролиза на примере расплава соли фторида натрия NaF. Расплавы солей являются сильными электролитами, поэтому при высоких температурах полностью диссоциируют на ионы в соответствии с уравнением процесса:

NaF = Na+ + F.-

Под действием электрического тока ионы приобретают направленное движение: катионы будут двигаться к катоду, а анионы - к аноду. Достигнув электродов, ионы начнут разряжаться на их поверхности. На катоде будет происходить процесс восстановления ионов Na+, а на аноде - процесс окисления ионов F-. Запишем электронные уравнения этих процессов и просуммируем их:

(К-): Na+ + e > Na0 2 - процесс восстановления

(A+): 2F- - 2e > F2 1 - процесс окисления

2Na+ + 2F- > Na0 + F2^

Суммарное молекулярное уравнение электролиза:

Электролиз водных растворов электролитов осложняется участием в электродных процессах молекул воды. Алгоритм рассмотрения электролиза водных растворов солей приведен в примерах решения задач.

При электролизе водных растворов электролитов необходимо учитывать особенности катодных и анодных процессов:

1. Катионы металлов от Li+ до Al3+ включительно (Е0Меn+/Ме0 < - 1,66 В) не восстанавливаются на катоде, вместо них на катоде восстанавливаются молекулы воды в соответствии с уравнением реакции: 2Н2О + 2е- = Н2 + 2ОН-

2. Катионы металлов от Mn2+ до H, восстанавливаются на катоде вместе с молекулами воды: Меn+ + ne- = Me0 ; 2Н2О + 2е- = Н2 + 2ОН-

3. Катионы металлов от Cu2+ до Au3+ полностью восстанавливаются на катоде в соответствии с уравнением реакции: Меn+ + ne- Me0

Если водный раствор электролита содержит катионы различных металлов, то при электролизе выделение их на катоде протекает в порядке уменьшения значений стандартных электродных потенциалов металлов.

4. На практике используют два типа анодов: инертные или нерастворимые (уголь, графит, золото, платина) и активные или растворимые (Cu, Ag, Ni, Zn и др). Инертные электроды не участвуют в процессе электролиза. Активные аноды сами участвуют (окисляются) в процессе электролиза в соответствии с уравнением реакции: Ме0 - ne- = Men+.

5. Анионы кислородсодержащих кислот (SO42-, NO3-, CO32-, PO43-), в которых центральный атом (S+6, N+5, C+4, P+5).находится в высшей степени окисления, а также ионы F- никогда не окисляется на аноде из водных растворов электролитов. Вместо них окисляются молекулы воды: 2Н2О - 4е- = О20 + 4Н+

Количественные соотношения между массой выделившихся на электродах веществ и количеством прошедшего электричества через раствор или расплав электролита выражают законом Фарадея:

,(32)

где m - масса вещества, выделившегося на электроде;

Э - его химический эквивалент;

Q - количество электричества (Кл);

F - число Фарадея (F= 96500 Кл).

Q = I·t, где I - сила тока (А), t - время электролиза (с).

Э=А/n, где А - атомная масса элемента; n - степень окисления его в соединении.

Тогда выражение (31) примет вид:

(33)

При электролизе в реальных условиях масса выделившегося вещества (его практический выход) всегда меньше массы вещества, рассчитанной по закону Фарадея. Это объясняется тем, что наряду с основными электродными процессами протекают побочные процессы, на которые расходуется часть количества электричества. Поэтому вводится понятие «выход по току»:

Впт =mпр/mтеорЧ100%,(33)

где mпр - масса вещества, практически полученного в процессе электролиза;

mтеор - масса вещества, теоретически рассчитанная по закону Фарадея.

Примеры решения задач

Пример 1. Составить схему электролиза нитрата свинца с угольными электродами.

Р е ш е н и е. 1) Определим состав электролита. Для этого запишем уравнение электролитической диссоциации соли Pb(NO3)2:

Pb(NO3)2 = Pb2+ + 2NO3-

(nH2O) (nH2O)

То есть в растворе присутствуют гидратированные ионы Pb2+и NO3-, а также молекулы воды, представляющие собой диполи Н+- ОН-.

2) Составляем условную схему электролиза, на которой показываем распределение ионов в пространстве и ориентацию полярных молекул воды у поверхности электродов. При прохождении тока через раствор положительно заряженные ионы будут двигаться к катоду, отрицательно заряженные - к аноду; молекулы воды будут определенным образом ориентироваться у поверхности электродов: положительно заряженным полюсом диполя у катода, а отрицательно заряженным полюсом - у анода. Таким образом, у поверхности каждого из электродов на электродах будут скапливаться два сорта частиц: у катода - катионы Pb2+ и молекулы воды, а у анода - анионы NO3- и молекулы воды. Следовательно, на каждом из электродов будут протекать два конкурирующих процесса.

3) На основании сравнения значений стандартных электродных потенциалов определяем частицы, участвующие в катодном процессе (восстановления): Е0Pb2+/Pb0 = - 0,13 B > Е0Н2О/Н2= -0,41 (-0,83) В, следовательно, ионы Pb2+ обладают большей окислительной активностью и поэтому они участвуют в катодном процессе в соответствии с уравнением реакции: Pb2+ + 2e- = Pb0

4) Определяем частицы, участвующие в анодном процессе (окисления).

Вспоминаем, что нитрат-ион относится к числу кислородсодержащих ионов, в котором центральный атом (N+5) находится в высшей степени окисления, поэтому ион NO3- не будет окисляться на аноде, вместо него окисляются молекулы воды: 2Н2О - 4е- = О20 + 4Н+

5) Составляем суммарное ионное, а затем - суммарное молекулярное уравнения процесса электролиза:

(K-): Pb2+ + 2e- > Pb0 2

(A+): 2Н2О - 4е- = О20 + 4Н+ 1

2Pb2+ + 2Н2О = 2Pb0 + О20 + 4Н+

2Pb(NO3)2 + 2Н2О = 2Pb0 + О20 + 4НNO3

Таким образом, при электролизе водного раствора Pb(NO3)2 с угольными электродами в процессе электролиза участвует как сам электролит, так и молекулы воды. Основными продуктами электролиза являются атомы свинца и молекулярный кислород, побочным продуктом является азотная кислота, накапливающаяся в прианодном пространстве.

Пример 2. Раствор содержит ионы Fe2+, Ag+, Bi3+, и Pb2+ одинаковой концентрации. В какой последовательности будут разряжаться эти катионы при электролизе, если напряжение достаточно для выделения любого металла?

Р е ш е н и е. При электролизе катионы разряжаются на катоде, где происходит процесс восстановления. Восстанавливаются ионы, обладающие окислительной активностью, которая тем выше, чем больше значение стандартного электродного потенциала. Следовательно, необходимо сравнить значения стандартных электродных потенциалов заданных ионов металлов:

Е0Fe2+/Fe0 = - 0,44В, Е0Ag+/Ag0 = 0,8В, Е0Bi3+/Bi0 = 0,21В, Е0Pb2+/Pb0 = - 0,13В

Сравниваем эти значения: Е0Ag+/Ag0 > Е0Bi3+/Bi0 > Е0Pb2+/Pb0 > Е0Fe2+/Fe0. Следовательно, в ряду Ag+ - Bi3+ - Pb2+ - Fe2+ окислительная активность уменьшается, поэтому легче всего восстанавливаются ионы Ag+, затем ионы Bi3+, далее - ионы Pb2+ и в последнюю очередь - ионы Fe2+. Восстановление ионов Fe2+ будет происходить совместно с молекулами воды.

Запишем электронные уравнения процессов, протекающих на катоде:

Ag+ + e- > Ag0 , Bi3+ + 2e- > Bi0 , Pb2+ + e- > Pb0 , Fe2+ + 2e- > Fe0

Пример 3. Написать уравнения реакций, протекающих на электродах при электролизе водного раствора хлорида никеля с никелевым анодом.

Р е ш е н и е. 1) Определяем состав электролита. Записываем уравнение электролитической диссоциации хлорида никеля: NiCl2 = Ni2+ + Cl-

(nH2O) (nH2O)

2) Составляем условную схему электролиза (аналогичную схеме в задаче № 1), на которой показываем распределение ионов в пространстве и ориентацию полярных молекул воды у поверхности электродов. К катоду подходят катионы Ni2+ и молекулы воды, ориентированные положительным полюсом к поверхности катода; к аноду подходят анионы Cl- и молекулы воды, ориентированные отрицательным полюсом к поверхности анода.

3) Определяем, какие частицы будут участвовать в катодном процессе на основании сравнения значений стандартных электродных потенциалов:

(K-) Е0Ni2+/Ni0 = - 0,25 B, Е0Н2О/Н2 = - 0,41 (-0,83)В

Е0Ni2+/Ni0 > Е0Н2О/Н2, следовательно, ионы Ni2+ обладают большей окислительной активностью и поэтому они участвуют в катодном процессе в соответствии с уравнением реакции: Ni2+ + 2e- = Ni0

4) Определяем, какие частицы будут участвовать в анодном процессе. Для этого выписываем значения стандартных электродных потенциалов трех частиц: Cl-, H2O и Ni, поскольку материал анода также является химически активным:

(А+): Е0Cl2/2Cl- = + 1,36 В, Е0О2 / 2Н2O = + 1,23 ч (1,8), , Е0Ni2+/Ni0 = - 0,25 B.

Сравнение значений Е0 показывает, что Е0Ni2+/Ni0 < Е0Cl2/2Cl-< Е0О2 / 2Н2O, поэтому большей восстановительной активностью обладают атомы никеля. Следовательно, сам никелевый анод будет участвовать в процессе окисления:

Ni0 - 2e- = Ni2+

5) Объединяем уравнения катодного и анодного процессов:

(K-) Ni2+ + 2e- = Ni0

(А+) Ni0 - 2e- = Ni2+

При суммировании получается 0 = 0, что лишено физического смысла. Поэтому рассмотрение электролиза завершают на этом этапе.

Таким образом, электролиз водного раствора NiCl2 с никелевым анодом сводится к анодному окислению атомов никеля (Ni0) и катодному восстановлению ионов никеля (Ni2+), т.е. переносу никеля с анода на катод. При этом количество электролита в растворе остается неизменным.

2. КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

2.1Строение атома

Запишите электронную конфигурацию атома ванадия в основном состоянии и все квантовые числа его неспаренных электронов. Сколько свободных d-орбиталей содержится на предпоследнем энергетическом уровне?

Запишите электронные конфигурации атомов элементов с зарядами ядер +20 и +35 . Покажите графически распределение электронов на внешних уровнях и определите возможные степени окисления этих атомов в их соединениях.

На основании электронных формул строения электронных оболочек Са и S укажите, какой из этих элементов проявляет металлические, а какой - неметаллические свойства и почему?

Почему элементы № 40 и № 50 расположены в одном периоде, в одной группе, но в разных подгруппах?

Запишите электронные конфигурации ионов Сr3+ и S2-. Напишите электронные уравнения процессов образования этих ионов из нейтральных атомов. Какие свойства при этом проявляют атомы Сr и S?

На основании правила Клечковского укажите последовательность заполнения электронами энергетических подуровней 4s и 3d. Запишите электронную конфигурацию атома титана и графическую электронную схему его внешнего и предвнешнего уровней. Определите возможные степени окисления атома титана в его соединениях.

Что определяет положение Са и Вг в 4-м периоде периодической системы? Дайте объяснение, исходя из строения внешних энергетических уровней атомов этих элементов. Почему Са находится во II группе, а Вг - в VII группе?

Запишите электронные конфигурации атома мышьяка и его иона As+3 . Напишите электронное уравнение процесса образования этого иона из нейтрального атома. Какое свойство при этом проявляет атом мышьяка?

Напишите электронные формулы атомов элементов по указанным координатам в периодической системе: а) 3-й период, IA-группа; б) 4-й период, VA-группа. Изобразите схемы распределения электронов незавершенных подуровней. Определите возможные степени окисления этих атомов в их соединениях.

Составьте электронные формулы атомов Аl и Мn. Выделите валентные электроны и изобразите графически их распределение по aтомным орбиталям.

2.2 Периодический закон

На основании положения кальция в периодической системе элементов напишите его электронную формулу и формулы высшего оксида, гидроксида и хлорида.

Заряды ядер атомов элементов в периодической системе непрерывно увеличиваются, в то время как свойства элементов изменяются периодически. Объясните наблюдаемую закономерность.

Опишите химические свойства элемента с порядковым номером 23 по его положению в периодической системе.

Исходя из закономерностей периодической системы, дайте мотивированный ответ на вопрос: какой из двух гидроксидов является более сильным основанием: Sr(OH)2 или Ва(ОН)2 ; Са(ОН)2 или Fe(OH)2 ?

Составьте формулы оксидов и гидроксидов элементов 3-го периода периодической системы, отвечающих их высшей степени окисления. Как изменяются кислотно-основные свойства этих соединений при переходе от Na к С1?

У какого из р- элементов V группы периодической системы - фосфора или сурьмы - сильнее выражены неметаллические свойства? Какое из водородных соединений данных элементов является более сильным восстановителем?

Как изменяются свойства химических элементов, простых веществ и их соединений (оксидов и гидроксидов) в главной подгруппе? Разберите на примере элементов главной подгруппы V группы.

Как изменяются свойства химических элементов в периоде с увеличением зарядов ядер их атомов, а также состав (формы) и свойства образованных ими простых и сложных веществ (оксидов и гидроксидов)? Разберите на примере 3-го периода.

Элементы кремний и титан расположены в одной группе периодической системы. Составьте электронные формулы атомов этих элементов и скажите, можно ли считать их электронными аналогами? Ответ поясните.

Как влияет повышение степени окисления элемента на свойства его гидроксидов? Ответьте на вопрос: какой из двух гидроксидов является более сильным основанием: СuОН или Сu(ОН)2; Fe(OH)2 или Fe(OH)3?

2.3 Химическая связь

Составьте электронные формулы строения атомов водорода, хлора и фтора. На основании строения внешнего энергетического уровня этих атомов приведите схемы перекрывания электронных облаков при образовании молекул F2 и НС1. Какая из этих молекул образована ковалентной полярной связью?

Определите количество химических связей, которое может; образовывать атом хлора в нормальном и возбужденном состояниях. Дайте ответ, исходя из электронной формулы и электронной схемы строения атома хлора.

Приведите примеры молекул, в которых реализуются следующие типы химических связей: а) ковалентная неполярная; б) ковалентная полярная; в) ионная. Ответ объясните.

На примере образования иона аммония (NH4+) из Н+ и NH3 объясните сущность и механизм образования донорно-акцепторной связи.

Определите химические свойства атома мышьяка, его валентность и возможные степени окисления в основном и возбужденном состояниях. Сколько химических связей в молекуле AsH3?

Известно, что NaCl и Na в твердом состоянии существуют в виде кристаллов. Какие типы связей лежат в основе образования кристаллических решеток NaCl и Na , в чем их особенности?

Как изменяются степень полярности и длина химической связи в молекулах галогеноводородов (Н-Г, где Г - Cl, Br, J) при последовательном переходе от HCI к HJ?

В основном или возбужденном состоянии находятся атомы фосфора, серы и мышьяка при образовании молекул РС13 и РС15 , H2S и SO3 , AsH3 и H3AsО4?

Определите, в каком из оксидов элементов 3-го периода периодической системы связь Э-О наиболее приближается к ионной?

Составьте формулы: а) нитрида бора, заменяющего алмаз при резке стекла; б) фосфида цинка - сильнейшего яда для грызунов. Определите степень окисления элементов в названных соединениях и вид химической связи.

2.4 Классы неорганических соединений

В производстве фосфора при восстановлении фосфатов углем шлак образуется в основном при взаимодействии оксидов кремния, кальция, алюминия, железа и магния. Напишите уравнения реакций образования шлака.

К какому типу солей относятся: питьевая сода NaHCO3 , кальцинированная сода Na2CO3, двойной суперфосфат Са(Н2РО4)2, малахит (СuОН)2СО3? Назовите эти вещества по систематической номенклатуре.

На каких свойствах гидроксидов алюминия и железа основан способ очистки оксида алюминия от оксида железа (III) в бокситах при производстве алюминия путем обработки бокситов щелочью, отделения осадка и обработки полученного раствора соляной кислотой? Напишите уравнения реакций.

Из перечисленных оксидов: СаО, ZnO, SO2, Fe2O3, CO, CuO, SiO2, Al2O3 - выпишите формулы: а) основных оксидов; б) кислотных оксидов; в) амфотерных оксидов. Составьте формулы соответствующих им гидроксидов.

Добавка амфотерного бериллия к рессорной стали с массовой долей 1% повышает прочность рессор. Напишите формулу гидроксида двухвалентного бериллия и уравнения взаимодействия его с кислотой и щелочью.

Определите, с какими из перечисленных соединений будет взаимодействовать оксид серы (IV): NaOH, Н3РО4, Н2О, Сr2О3, MnSO4, Ве(ОН)2, H2SO4 и КС1. Составьте уравнения соответствующих реакций и назовите получаемые продукты.

Какие из перечисленных веществ будут взаимодействовать с раствором гидроксида натрия: Р2О5, СО2, А1(ОН)3, MgO, H2SO4. Составьте уравнения соответствующих реакций и назовите получаемые продукты.

Какие новые соединения могут быть получены, если в Вашем распоряжении имеются следующие вещества: оксид кальция, вода, соляная кислота, углекислый газ и гидроксид бериллия? Напишите уравнения соответствующих реакций.

С какими из перечисленных соединений: КОН, HNО3, Na2O, СО2, Н2О - будет взаимодействовать оксид алюминия? Напишите уравнения возможных реакций и назовите получаемые продукты.

Составьте молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Са(ОН)2 -- СаСОз -- Са(НСО3)2 -- СаСО3 --СО2 --(NH4)2CO3.

2.5 Основы термохимии

Используя значения стандартных теплот образования соединений, вычислите тепловой эффект реакции образования 171 г сульфата алюминия из оксида алюминия и серы (VI).

Напишите термохимическое уравнение эндотермической реакции восстановления 12,76 г оксида меди (II) углеродом (до образования оксида углерода (II)) и вычислите теплоту образования оксида меди (II), если тепловой эффект процесса равен 8,24 кДж.

43. При восстановлении алюминием 480 г Fe2O3 выделяется теплота ?Н0298= -249,2 кДж. Зная, что ?Н0f,298 Al2O3 = 1646 кДж/моль, рассчитайте тепловой эффект реакции: Fe2O3 + 2A1 = А12О3 + 2Fe, ?Н < 0 и энтальпию образования Fe2O3.

Найдите стандартную теплоту образования NH3 (г), зная, что окисление NH3 протекает по термохимическому уравнению

4NH3(г) + ЗО2(г) = 2N2(г) + 6Н2О(ж) , ?Н°298= - 1530 кДж .

Кристаллический хлорид аммония образуется при взаимодействии газообразных NH3 и НС1. Приведите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив ее тепловой эффект.

Сколько теплоты выделится при сгорании серы массой 240 г, если известно, что изменение энтальпии образования оксида серы (IV) из кислорода и серы равно 297 кДж/моль?

Что называется теплотой образования (энтальпией) данного соединения? Вычислите, сколько литров азота (н.у.) участвовало в реакции с водородом при образовании аммиака, если при этом выделилось 18,45 кДж теплоты?

Вычислите энтальпию образования Fe2O3, если в реакции Fe2O3(г) + ЗСО(г) = 2Fe(т) + ЗСО2(г), изменение энтальпии ?Н°298 = -28,4 кДж , а энтальпии образования участников реакции имеют следующие значения:

?Н°f,298 СО2(г) = -394,0 кДж/моль, ?Н0 f, 298 СО (г), = - 110,6 кДж/моль.

Вычислите теплоту образования гидроксида кальция, исходя из следующих термохимических уравнений:СаО,(т) +1/2О2(г) = СаО(т) , ?Н°298 = -635,6 кДж ;

Н2(г) + '/2О2(г) = Н2О,(ж) , ДН°298 = -285,84 кДж ;

СаО(т) + Н2О(ж) = Са(ОН)2(т), ДН°298 = - 65,06 кДж.

Рассчитайте, выделением или поглощением теплоты сопровождается термическое разложение хлорида аммония?

2.6 Основы химической термодинамики

Возможно ли осуществление процесса восстановления металлического железа из оксида железа Fe2O3 действием водорода при стандартных условиях.

Как изменяются основные свойства оксидов элементов IIА-группы? Ответ подтвердите расчетом ?G°298 реакций взаимодействия оксидов металлов с диоксидом углерода (IV) для СаО и MgO : ЭО(т) + СО2(г), = ЭСО3(т), где Э - Са , Mg.

Вычислите значения ?Н0298, ?S0298, ?G0298 для процесса МеСОз(т) = МеО(т) + СО2(г)

и сравните термическую стабильность карбонатов MgCO3 и СаСО3.

Предскажите знак изменения энтропии в следующих реакциях и проверьте предсказание расчетами: а) СаО(т) + СО2(г) = СаСОз(т), б) А12О3(т) + 3SO3(г) = A12(SO4)3(т).

Вычислите изменение энергии Гиббса и определите возможность процесса получения титана магнийтермическим способом - восстановлением хлорида титана (IV) металлическим магнием при 1000 К.

Определите, при какой температуре возможен самопроизвольный процесс восстановления оксида железа (III) по реакции

Fe2O3(т) + ЗСО(г), = 2Fe (т), + ЗСО2(г), ?Н°298 = 346 кДж .

Какие из приведенных водородных соединений могут быть получены в стандартных условиях непосредственно из элементов, а какие - косвенным путем: Н2О(г), H2S(г), H2Se(г) и Н2Те(г)? Вывод обоснуйте сравнением значений ?G0298 реакций Н2 + Э = Н2Э, где Э - О , S , Se, Те.

Можно ли использовать реакцию Сr2О3(т) + ЗС(т) = 2Сr (т) + ЗСО(г) для получения хрома при 1500К? Изменение энергии Гиббса определите на основании расчета теплового эффекта и изменения энтропии этой реакции.

Определите, при какой температуре в реакционной системе

4НС1(г) + О2(г) ? 2Н2О(г) , + 2С12(г) , ?H0298= - 114,4 кДж,

наступит термодинамическое равновесие. Приведите соответствующие расчеты, принимая во внимание, что в состоянии равновесия реализуется условие ?G0 = 0.

Определите, прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях и при 500К в системе 2NO(т) + О2(т) ? 2NO2(т).

Ответ мотивируйте, вычислив значения ?G0298 и ?G0500 прямой реакции.

2.7 Химическая кинетика

Рассчитайте, как изменится скорость реакции образования оксида азота

N2(г) + О2(г) ? 2NO(г), если общее давление в системе увеличить в 3 раза.

При 20°С реакция протекает за 2 мин. За сколько времени будет протекать эта реакция: а) при 0° С; б) при 50°С? Температурный коэффициент скорости равен 2.

Рассчитайте, как изменится скорость прямой и обратной реакций в гомогенной системе 2SO2 + О2 ? 2SO3, если уменьшить объем, занимаемый газами, в два раза? Сместится ли при этом равновесие системы?

Процесс окисления аммиака протекает по уравнению

4NH3(г) + 5О2(г) = 4NO(г) + 6Н2О(г).

Определите, как изменится скорость прямой реакции: а) при увеличении давления в системе в два раза; б) при уменьшении концентрации аммиака в 3 раза.

Известно, что при 25°С две реакции протекают с одинаковой скоростью. Определите соотношение скоростей этих реакций при 95°С, если известно, что температурный коэффициент скорости первой реакции равен 2, а второй равен 3.

Рассчитайте, как и во сколько раз изменится скорость химической реакции 2Cu2О (т)+ О2(г) = 4СuО (т) а) при повышении температуры на 30° С (г = 3); б) при уменьшении парциального давлении кислорода в газовой фазе в 2 раза.

В реакции Na2S2O3 + 2HC1 = 2NaCl + S + SO2 + Н2О

исходные концентрации реагирующих веществ равны CNa2S2O3 =1 моль/л и СHCl = 2 моль/л. Как изменится скорость реакции, если концентрацию тиосульфата натрия увеличить до 3 моль/л, а концентрацию соляной кислоты до 6 моль/л?

Во сколько раз увеличится скорость прямой реакции Н2 + Сl2 ? 2HCl при повышении температуры от 25°С до 200°С, если известно, что при повышении температуры на каждые 25° С скорость этой реакции увеличивается в четыре раза?

С увеличением температуры на 10°С скорость химической реакции увеличивается в 2 раза. Определите скорость реакции при 40°С и 10°С, если известно, что при 20°С скорость реакции равна 0,08 моль/л * ч.

Реакция при температуре 50°С протекает за 2 мин 15 с. За сколько времени закончится эта реакция при температуре 70°С, если в данном температурном интервале температурный коэффициент скорости равен 3?

2.8 Химическое равновесие

Укажите и объясните, в каком направлении будет смещаться равновесие в системах: 2СО(г) ? СО2 (г) + С (т), ?H0298= -173,0 кДж

MgCO3(т) ? MgO(т)+СО2(г) ?H0298 = 385,0 кДж

а) при повышении температуры; б) при понижении общего давления. Напишите выражения для константы равновесия этих реакций.

Вычислите константу равновесия для обратимой реакции, протекающей по уравнению 2NО2(г) ? 2NO(г)+О2(г), если известно, что в состоянии равновесия [NO2] = 0,06 моль/л , [NO] = 0,24 моль/л и [О2 ] = 0,22 моль/л. В каком направлении сместится равновесие при повышении давления ?

Напишите выражение для константы равновесия следующих обратимых реакций:

2НВr(г) ? Н2(г) + Вr2(г) , ?H0298= 72,5 кДж;

3Fe(т) + 4Н2О(г) ? Fe3O4(т), + 4Н2(г) , ?H0298 = -152,3 кДж .

Объясните, как повлияют увеличение концентрации реагирующих веществ и понижение температуры на химическое равновесие в этих системах.

При сгорании метана протекает экзотермическая реакция

СН4(г) + 2О2(г) ? СО2(г) + 2Н2О(г)

Напишите выражение для константы равновесия этой системы. Какие внешние воздействия надо оказать на систему для увеличения выхода углекислого газа?

При некоторой температуре константа равновесия Кр гомогенной системы N2 + О2 ? 2NO равна 4,1*10 -4. Вычислите равновесную концентрацию О2, если равновесные концентрации N2 и NO соответственно равны 0,10 и 0,05 моль/л.

Начальные концентрации NO, Н2 и Н2О в гомогенной системе 2NO + 2Н2 ? N2+ Н2О соответственно равны 0,10; 0,05 и 0,10 моль/л. Вычислите равновесные концентрации Н2, N2 и Н2О, если равновесная концентрация [NO] = 0,07 моль/л. Чему равна константа равновесия?

При некоторой температуре константа равновесия Кр гомогенной системы N2+ 3H2 ? 2NH3 равна 0,1. Равновесные концентрации Н2 и NH3 соответственно равны 0,2 и 0,08 моль/л. Вычислите равновесную и начальную концентрацию N2.

Как влияет на равновесие гетерогенной системы С(т) + СО2(г) ? 2C0(г), ?Hє298 = +119,8кДж: а) добавление СО2(г); б) добавление С(т); в) повышение температуры; г) повышение давления; д) введение катализатора; е) удаление СО(г)?

Эндотермическая реакция разложения пентахлорида фосфора протекает по уравнению РС15(г) ? РС13(г) + С12{г), ?Hє298= +92,6 кДж.

Как надо изменить: а) температуру; б) давление; в) концентрацию, чтобы сместить равновесие в сторону прямой реакции разложения РС15?

Напишите выражения константы равновесия КР для равновесных систем: а) СaCO3(т) ? CaO(г)+СО2(г); б) СО(г)+Н2О ? CO2(г)+Н2(г)

От каких факторов зависит константа равновесия?

2.9 Способы выражения концентрации растворов

Вычислите молярную, нормальную и моляльную концентрации 16%-го раствора хлорида аммония, плотность которого равна 1,15 г/см3.

В 1 л водного раствора содержится 577г H2SO4. Плотность раствора - 1,34 г/см3. Вычислите процентную концентрацию раствора, а также его нормальность, молярность, моляльность и мольные доли H2SO4 и Н2О.

Вычислите процентную концентрацию и моляльность 8н раствора HNO3 (плотность равна 1,25 г/см3). Каковы мольные доли HNO3 и Н2О в этом растворе?

К 100 мл 96%-го раствора H2SO4 (с = 1,84 г/мл) прибавили 400 мл воды. Получился раствор с плотностью, равной 1,225 г/мл. Чему равна процентная концентрация и нормальность полученного раствора?

Определите молярную концентрацию раствора, полученного при растворении сульфата натрия массой 42,6 г в воде массой 300 г, если плотность полученного раствора равна 1,12 г/мл.

Плотность 5,5М раствора NaOH равна 1,2 г/мл. Определите массовую долю (в процентах) гидроксида натрия в этом растворе.

В воде массой 200 г растворили гидроксид калия массой 11,2 г. Плотность полученного раствора равна 1,04 г/мл. Рассчитайте молярную концентрацию этого раствора.

Вычислите молярную концентрацию хлороводородной кислоты в растворе с массовой долей НС1 20% ( плотность раствора равна 1,1 г/мл).

В воде массой 1000 г растворили 2 моль сульфата калия. Вычислите массовую долю растворенного вещества.

Чему равна нормальность 30%-го раствора NaOH , плотность которого составляет 1,33 г/мл? Вычислите процентную концентрацию раствора, полученного добавлением 5 л воды к 1 л 30%-го раствора NaOH.

2.10 Электролитическая диссоциация

Напишите уравнения электролитической диссоциации солей, применяемых в качестве фосфорных удобрений: Са(Н2РО4)2 , СаНРО4 , К3РО4. Назовите эти соли.

Напишите уравнения электролитической диссоциации следующих электролитов: А1С13, H2SO3, HC1, Na2HPO4, Cu(OH)2. Перечислите особенности процессов диссоциации сильных и слабых электролитов.

Определите степень диссоциации синильной кислоты HCN в 1н растворе, если константа диссоциации равна 7,2*10-10. Вычислите концентрацию ионов Н+ и CN- в этом растворе.

Степень диссоциации 0,1н раствора угольной кислоты по первой ступени равна 2,11*10-3. Вычислите соответствующую константу диссоциации этой кислоты.

Определите, при какой концентрации раствора степень диссоциации азотистой кислоты будет равна 0,2, если известно, что константа диссоциации Кд = 4*10-4.

В 0,1н растворе степень диссоциации уксусной кислоты СН3СООН равна 1,32*10 -2. Определите, при какой концентрации азотистая кислота будет иметь такую же степень диссоциации, если константа диссоциации азотистой кислоты равна 4,6*10-4.

Вычислите степень диссоциации и концентрацию ионов Н+ и HS-- в 0,1 М растворе H2S , если константа диссоциации по первой ступени равна 3*10-7.

Вычислите концентрацию ионов водорода в 0,02 М растворе сернистой кислоты при константе диссоциации по первой ступени, равной 1,3*10-2. Диссоциацией кислоты по второй ступени пренебречь.

Вычислите степень диссоциации и концентрацию ионов NH4+ и ОН- в 0,5 М растворе NН4,OH, если константа диссоциации нашатырного спирта составляет 1,8 10-5.

Как изменится степень диссоциации плавиковой кислоты (HF), если а) раствор нагреть; б) раствор разбавить водой; в) к раствору добавить KF?

2.11 Реакции ионного обмена

Раствор поваренной соли, предназначенный для электролиза, освобождают от ионов кальция и магния с помощью карбоната натрия. Составьте молекулярные и ионные уравнения этих реакций.

Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций между водными растворами: а) карбоната натрия и серной кислоты; б) силикатом натрия и хлористоводородной кислоты; в) йодида калия и нитрата свинца (II).

Составьте два различных уравнения в молекулярной форме, которые будут соответствовать данному уравнению в сокращенной ионной форме: Ni2+ + S2- = NiS.

Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций между водными растворами: а) сульфида калия и соляной кислоты; б) сульфата железа (II) и гидроксида натрия; в) нитрата никеля (II) и хлорида натрия.

Реакции в растворах выражаются следующими ионными уравнениями:

а) 2Н+ + СО32- = СО2 + H2O; б) Ni2++S2-= NiS; в) Н + + ОН- = Н2О.

Составьте молекулярные уравнения этих реакций и объясните порядок их составления.

Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций взаимодействия между следующими водными растворами: а) гидроксида хрома (III) и гидроксида калия; б) нитрата меди (II) и сульфита натрия; в) хлорида кальция и йодида натрия.

Можно ли приготовить растворы, содержащие одновременно следующие пары веществ: а)ZnCl2 и NaOH; б) AgNO3 и Mg(CH3COO)2?

Составьте молекулярные и ионные уравнения возможных реакций.

Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций взаимодействия между следующими веществами: а) нитратом бария и сульфатом натрия; б) карбонатом натрия и серной кислотой.

Перечислите условия необратимого протекания реакций ионного обмена. Приведите примеры, запишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

Выразите молекулярными уравнениями реакции, проходящие в растворах между следующими веществами: а) хлористым кальцием и углекислым аммонием;

б) азотнокислым кальцием и содой. В чем заключается сущность этих реакций? Каким одним ионным уравнением они могут быть выражены?

2.12 Гидролиз солей

Коагулирование коллоидных примесей в технической воде осуществляется добавлением к ней сульфата алюминия. Образующийся хлопьевидный гидроксид алюминия обволакивает коллоидные частицы и вызывает их осаждение. Объясните образование гидроксида алюминия в результате реакции, проходящей в жесткой воде:

A12(SO4)3 + ЗСа(НСО3)2 = 3CaSО4 + 2А1(ОН)3 + 6СО2.

Укажите, какую реакцию вследствие гидролиза будут иметь растворы солей сульфата меди (II), хлорида аммония. Ответы мотивируйте.

Почему раствор Na2S имеет щелочную, а раствор ZnSO4 - кислую реакцию? Ответ подтвердите ионно-молекулярными и молекулярными уравнениями.

В какую сторону сместится равновесие гидролиза NaCN, если к раствору добавить: а) щелочь; б) кислоту?

Какую окраску приобретает фенолфталеин в растворе ацетата натрия CH3COONa? Почему окраска при нагревании усиливается, а при охлаждении ослабевает? Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнения гидролиза этой соли.

К растворам Na2SO4, CrCl3, Fе(NО3)3 добавили раствор соды Nа2СО3. В каких случаях наблюдается выделение СО2? Почему? Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнения соответствующих реакций.

В какой цвет будет окрашен лакмус в водных растворах NH4C1, Na2CO3, NaNO3? Ответ обоснуйте.

Почему при приготовлении водного раствора ZnCl2 его подкисляют соляной кислотой, а в водный раствор Nа2СО3 при его приготовлении добавляют гидроксид натрия?

Какие из солей: CaS, NaNO3 или FeCl3 подвергаются гидролизу? Почему? Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей по первой ступени. Каков характер среды водных растворов этих солей?

Гидролиз карбоната натрия описывается уравнением

Na2CO3 +H2O ? NаНСОз + NaOH, ?H>0

Предложите способы увеличения гидролиза соли.

2.13 Коллоидные растворы

При пропускании избытка сероводорода H2S в раствор хлорида мышьяка AsCl3 получили золь сульфида мышьяка. Учитывая условия образования, напишите формулу мицеллы золя и определите знак его заряда.

Золь кремниевой кислоты H2SiO3 был получен при взаимодействии растворов K2SiO3 и HCl. Определите, какой из электролитов был в избытке, если противоионы в электрическом поле движутся к катоду. Напишите формулу мицеллы золя.

Составьте формулу мицеллы золя гидроксида алюминия, полученного при глубоком гидролизе сульфата алюминия Al2(SO4)3.

Какой объем 0,008 М раствора AgNO3 надо прибавить к 0,025 л 0,016 М раствора KI, чтобы получить отрицательно заряженные частицы золя иодида серебра. Напишите формулу мицеллы.

Золь бромида серебра получен путем смешивания равных объемов 0,008 М раствора KBr и 0,009 М раствора AgNO3. Определите знак заряда частиц золя и напишите формулу мицеллы.

Какой объем 0,001 М раствора FeCl3 надо прибавить к 0,03 л 0,002 М раствора AgNO3, чтобы частицы золя хлорида серебра в электрическом поле двигались к аноду? Напишите формулу мицеллы золя.

Золь гидроксида железа получен смешиванием равных объемов 0,002 М раствора NaOH и 0,0003 М раствора Fe2(SO4)3. Какой знак заряда имеют частицы золя? Составьте формулу мицеллы.

К 0,02 л 0,001 М раствора AsCl3 добавили 0.02 л 0,003 М раствора Na2S. Определите заряд частиц полученного золя и напишите формулу его мицеллы.

Какой объем 0,0025 М раствора KI надо добавить к 0,035 л 0,003 М раствора Pb(NO3)2, чтобы получить отрицательно заряженные частицы золя иодида свинца? Напишите формулу мицеллы золя.

Золь гидроксида меди получен при сливании 0,1 л 0,05 М раствора NaOH и 0,25 л 0,001 М раствора Cu(NO3)2. Определите заряд частиц полученного золя и напишите формулу его мицеллы.

2.14 Растворы неэлектролитов

Раствор, содержащий 3,04 г камфоры С10Н16О в 100 г бензола С6Н6, кипит при 80,7140С. Температура кипения бензола 80,2 0С. Вычислите эбулиоскопическую константу бензола.

Вычислите осмотическое давление раствора, в литре которого содержится 0,2 моль неэлектролита при 180С.

На сколько градусов повысится температура кипения воды, если в 100 г воды растворить 9 г глюкозы C6H12O6? Эбулиоскопическая константа воды 1,86 0С.

Вычислите температуру кипения 5%-ного раствора нафталина C10H8 в бензоле C6H6. Температура кипения бензола 80,20; эбулиоскопическая константа 2,57 0С.

При 0 0С осмотическое давление раствора сахара С12Н22О11 равно 3,55105 Па. Какая масса сахара содержится в 1 литре раствора?

Понижение давления пара над раствором, содержащим 0,4 моль анилина C6H5NH2 в 3,04 кг сероуглерода CS2, при некоторой температуре равно 1007,7 Па. Давление пара сероуглерода при той же температуре 1,0133105 Па. Вычислите молекулярную массу сероуглерода.

Температура кипения раствора, содержащего 3,05 г бензойной кислоты C6H5COOH в 125 г хлороформа СН3Сl, равна 61,88 0С. Температура кипения хлороформа 61,12 0С. Вычислите эбулиоскопическую константу хлороформа.

Раствор, содержащий 2,56 г вещества в 500 г бензола С6Н6, кристаллизуется при 5,704 0С. Температура кристаллизации бензола 5,5 0С, криоскопическая константа 5,1 0С. Вычислите молярную массу растворенного вещества.

Вычислите температуру кристаллизации 5%-ного раствора этилового спирта C2H5OH, зная, что криоскопическая константа воды 1,86 0С.

В 0,5 л раствора содержится 2 неэлектролита и раствор при 00С имеет осмотическое давление, равное 0,51105Па. Какова молекулярная масса неэлектролита?

2.15 Окислительно-восстановительные реакции

В задачах №141 - №150 методом электронного баланса подберите коэффициенты в уравнениях реакций. Укажите окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления.

KMnO4 +Na2SO3 +H2О > Na2SO4+MnO2 + КОН,

PbS + HNO3 > Pb(NO3) + S + NO+ H2O

FeSO4 + КСlOз + H2SO4 > Fe2(SO4)3 + КС1 + Н2О,

Р + НJOз + Н2О > Н3РО4 + HJ.

NaCrO2 + РbО2 + NaOH > Na2CrO4 + Na2PbО2 + H2O,

J2 + NaOH > NaJ + NaJO + H2O.

K2Cr2О7 + H2S + H2SO4 > Cr2(SO4)3 + S + K2SO4 + H2О,

HNO2 > HNO3 + NO +H2O.

AgNO3 + Na2SO3 + NaOH > Na2SO4 + Ag + NaNO3 + H2O,

KC1O3 > KC1O4 + KC1.

H3AsО3 +KMnO4 +H2SO4> H3AsO4 + MnSO4+ K2SO4 + H2O,

CrCl3 + NaCIO + NaOH > Na2CrO4 + NaCl + H2O.

KMnO4 +NH3 > MnO2 + KNO3 + KOH + H2O,

MnO2 + HC1 > MnCl2 + Cl2 + H2O.

Fe2O3 + KNO3 + KOH > K2FeO4 + KNO2 + H2O,

КСlO3 + S > KC1 + SO2.

Na2S + KMnO4 + H2O > S + MnO2 + NaOH + KOH,

Mn2O3 + Si > SiO2 + Mn.

Na2S + >Na2Cr2О7 + H2SO4 > S + Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + H2O,

FeO + Al > A12O3 + Fe.

2.16 Гальванические элементы

В задачах №151 - №160 приведены схемы гальванических элементов. Разберите работу гальванического элемента. Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов, составьте суммарное ионное уравнение окислительно-восстановительной реакции в гальваническом элементе и вычислите его ЭДС.

Zn | Zn(NO3)2 || Pb(NO3)2 | Pb

СZn2+ = 10+2 моль/л , CPb+2 = 1 моль/л

Сr | СrС13 || FeSO4 | Fe ,

СCr+3= 10 -3 моль/л , CFе+2 =10 -2 моль/л

A1 | A12(SO4)3 || CuSO4 | Cu,

СAl+3= 10-3 моль/л, ССu+2 = 10 -2 моль/л

Mg | MgCl2 || BiCl3 |Bi

СMg+2 = 1 моль/л, СBi+3 = 10 -3 моль/л.

Ni | Ni(NO3)2 ||AgNO3 | Ag,

CNi+2 = 10 -2 моль/л, CAg+= 10 -1 моль/л

Ni | NiCl2 || AgNO3 | Ag,

CNi+2 = 10 -2 моль/л, CAg+= 10 -1 моль/л

Mg | Mg(NO3)2 || Al2(SO4}3 | Al,

С Mg+2 =10-2 моль/л, СAl +3 = 10-3 моль/л

Сu | Cu(NO3)2 || ZnSO4 | Zn,

ССu+2 = 1 моль/л,CZn+2 = 10-2 моль/л

Мn | MnSO4 || FeSO4 | Fe,

СMn+2 =10-2 моль/л , СFe+2 = 10-2 моль/л

Мn | МnС12 || NiCl2 | Ni,

СMn+2 = 10-2 моль/л, СNi+2 = 10-2 моль/л

2.17 Коррозия металлов

Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой? Составьте схему коррозионного гальванического элемента и укажите направление движения электронов. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электрохимической коррозии.

Алюминий склепан с медью. Какой из металлов будет подвергаться коррозии, если эти металлы попадут в кислую среду? Составьте схему коррозионного гальванического элемента и укажите направление движения электронов. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электрохимической коррозии.

Олово спаяно с серебром. Какой из металлов будет окисляться при коррозии, если эта пара металлов попадет в щелочную среду? Составьте схему коррозионного гальванического элемента и укажите направление движения электронов. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электрохимической коррозии.

Какой металл в паре Fe-Ni будет растворяться в разбавленном растворе уксусной кислоты? На каком металле выделяется водород? Составьте схему коррозионного гальванического элемента и укажите направление движения электронов. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электрохимической коррозии.

Составьте схемы двух коррозионных гальванических элементов, в одном из которых никель является катодом, а в другом - анодом. Приведите примеры и объясните сущность анодной и катодной защиты металлов от коррозии.

Какое покрытие металла называется анодным, а какое - катодным? Приведите несколько металлов, которые могут служить для анодного и катодного покрытия железа. Составьте схему коррозионного гальванического элемента и укажите направление движения электронов. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электрохимической коррозии.

После длительного хранения на воздухе произошло полное разрушение цинкового изделия, контактирующего с медью. Объясните это явление. Составьте схему коррозионного гальванического элемента и укажите направление движения электронов. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электрохимической коррозии.

...