Общая информация » Каталог студенческих работ » ЕСТЕСТВЕННЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ » Химия |
24.11.2014, 12:44 | |||||||||||||||||||||||||||||
ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ II часть методических указаний для студентов очной и заочной форм обучения включает следующие обязательные модуля курса общей химии: окислительно-восстановительные процессы; гальванический элемент; процессы электролиза; коррозия металлов; комплексные соединения; химия элементов s, р, d-семейства; химия органических соединений. В каждом модуле предлагается 25 задач различной степени сложности, которые рекомендуется прорешать на выбор всем студентам. Последняя задача в контрольной работе для студентов заочников различных специальностей дается по выбору преподавателя в соответствии с профессиональной подготовкой будущих специалистов. Поэтому в методических указаниях представлено несколько задач под одинаковыми номерами (225-250). В конце указаний приведена таблица с вариантами выполнения контрольных работ для студентов-заочников. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ 1. Закончить уравнения реакций и расставить коэффициенты. В каком направлении протекает реакция? Cu2S + HNO3 ...Cu(NO3)2 + H2SO4 + NO2 + ... 2. Закончить уравнения реакций и расставить коэффициенты. В каком направлении протекает реакция? As2S3 + HNO3 + H2O ...H3AsO4 + H2SO4 + NO. 3. Может ли перманганат калия окислить в кислой среде производные Сr (III) до Cr (VI)? Покажите на примере. 4. Может ли концентрированная азотная кислота окислить свинец до PbO2; олово - до SnO2? Приведите примеры. 5. Можно ли использовать PbO2 в качестве окислителя для осуществления в стандартных условиях реакций: а) Mn2+ + 4H2O – 5e = MnO... + 8H+; б) 2Cr3+ + 7H2O – 6e = Cr2O...+ 14H+. 6. В каком направлении при стандартных условиях протекают реакции: а) P2S3 + HNO3 конц.(+H2O?)...H3PO4 + H2SO4 + NO; б) P2S5 + HNO3 конц.(+H2O?)...H3PO4 + H2SO4 + NO2. 7. В каком направлении при стандартных условиях протекают реакции: а) NH4HS + HNO3 конц., изб. ... N2 + H2SO4 + NO; б) FeSO4 + HNO3 ...Fe(NO3)3 + NO2 + H2SO4 + H2O. 8. В каком направлении при стандартных условиях протекают реакции: а) FeS2 + HNO3 конц ...Fe(NO3)3 + NO + H2SO4 + H2O; б) H2S + HNO3 конц., изб. ...H2SO4 + NO + H2O. 9. Напишите уравнения реакций взаимодействия между: а) йодидом водорода и азотистой кислотой, при этом азотистая кислота восстанавливается до оксида азота (II); б) медью и концентрированной азотной кислотой. 10. Напишите следующие уравнения реакций: а) сульфида кадмия с азотной кислотой, при этом образуется элементарная сера и оксид азота (II); б) алюминия с дихроматом калия, в сернокислой среде, при этом дихромат калия восстанавливается до сульфата хрома (III). 11. Закончите уравнения реакций окисления - восстановления с участием KMnO4, учитывая при этом, что ...в KMnO4 в кислой среде восстанавливается до ...., в щелочной - до .... а) H3PO3 + KMnO4 + H2SO4 ...H3PO4 +... б) Na3AsO3 + KMnO4 + KOH... Na3AsO4 + ... 12. По приведенным ниже электронно-ионным схемам реакций составьте уравнения окислительно-восстановительных реакций (в молекулярном виде): а) 10Fe2+ – 10e– = 10Fe3+; 2MnO... + 10e– + 16H+ = 2Mn2+ + 8H2O; б) 3Mg0 – 6e– = 3Mg2+; SO... + 6e– + 8H+ = S0 + 4H2O; 13. Какой из окислителей - MnO2, PbO2, K2Cr2O7 - является наиболее эффективным по отношению к Hcl при получении cl2? 14. В каком направлении будет протекать реакция? СrCl3 + Br2 + KOH...K2CrO4 + KBr + H2O 15. Можно ли при стандартных условиях окислить хлорид водорода до cl2 с помощью серной кислоты? Ответ подтвердите расчетом .... 16. Какой объем 2 Н Нbr необходим для взаимодействия с 0,25 моль K2Cr2O7: Нbr + K2Cr2O7 ...Kbr + CrBr3 + Br2 + H2O Какой объем брома при этом выделится? 17. Какую массу Al можно окислить с помощью 0,1 л 0,25 Н K2Cr2O7 по реакции: Al+K2Cr2O7+H2SO4...Al2(SO4)3+Cr2(SO4)3+K2SO4+H2O 18. К подкисленному раствору KJ добавлено 0,04 л 0,3 Н KNO2: KJ + KNO2 + H2SO4 ... J2 + K2SO4 + NO + H2O Вычислите массу выделившегося йода и объем NO. 19. Смешаны подкисленные растворы: а) KNO3 и KMnO4; б) Fe2(SO4)3 и K2Cr2O7. Между какими из этих веществ будет протекать реакция и чем это определяется? 20. Могут ли одновременно существовать в растворе HJ и HClO3, Hbr и KMnO4? 21. Будет ли азотистая кислота: а) окисляться действием KMnO4 в нейтральной и кислой средах; б) восстанавливаться до NO сернистой кислотой? Для возможных случаев напишите уравнения реакций. 22. В кислый раствор, содержащий смесь солей Kcl, Kbr и KJ добавлено достаточное количество KNO2. Записать редокси-цепи, выражающие взаимодействие NO2-иона с каждым по отдельности галогенид-ионом (один из электродов NO... + 2H+/NO + H2O). Сопоставлением электродных потенциалов установить, какой из галогенид-ионов будет окисляться до свободного состояния и какие не будут. Для окисляющегося галогенид-иона написать молекулярное уравнение реакции. 23. В подкисленный раствор смеси солей Kcl, Kbr и KJ прибавлен в достаточном количестве раствор KMnO4. Записать редокси-цепи для каждого галогенид-иона, обозначить электродные потенциалы, отметить знаки полюсов, направление перемещения электронов: вычислить ЭДС цепей. Все ли галогенид-ионы могут быть окислены до свободного состояния действием перманганат-иона? Написать соответствующие ионные уравнения реакций окисления-восстановления. Какая из трех рассматриваемых реакций будет протекать наиболее и какая наименее интенсивно? 24. К раствору сульфида натрия прибавлена азотная кислота. Жидкость мутнеет вследствие образования свободной серы. Написать ионное уравнение реакции. Записать редокси-цепь, отвечающую данному случаю. Указать электрод-восстановитель и электрод-окислитель, направление перемещения электронов и ЭДС цепи. 25. Можно ли окислить Cr2(SO4)3 действием KMnO4 в кислой среде с получением K2Cr2O7? Записать электронно-ионные уравнения фаз восстановления и окисления (по типу ВФ2–ne–...ОФ2 и ОФ1+ne–...ВФ1). Записать редокси-цепь, указать знаки полюсов. Вывести молекулярное уравнение протекающей реакции. ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ. ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ 26. Составить таблицу электродных потенциалов алюминия в растворах с активными концентрациями Al3+: 1; 0,1; 0,01; 0,0001; 0,00001 моль/л и начертить кривую зависимости электродного потенциала от концентрации ионов. 27. Вычислить, как изменится электродный потенциал цинка, если концентрация раствора сульфата цинка, в который погружена цинковая пластинка, уменьшится от 0,1 до 0,01 н. 28. Вычислить ЭДС гальванического элемента Ni/NiSO4||CoSO4/Co, если [Ni2+]=0,001 моль/л и [Со2+]=0,1 моль/л. 29. Вычислить ЭДС концентрационного элемента, составленного из двух водородных электродов, погруженных в растворы кислот с рН=2 и рН=4. 30. Имеются концентрационные цепи: а) Ag/0,1 Н AgNO3 || 0,01 Н AgNO3/Ag; б) Zn/0,0001 г-ион/л Zn2+|| 0,01 г-ион/л Zn2+/Zn В отношении каждой из этих цепей вычислить электродные потенциалы и ЭДС. 31. Обозначить знаки электродов, указать направление потока электронов и вычислить ЭДС концентрационных цепей: а) Pt, H2/0,001 Н Hcl || 0,02 M H2SO4/ H2, Pt; б) Pt, H2/0,00001 Н Hcl || вода/ H2, Pt. 32. Сравнить ЭДС двух концентрационных цепей: а) Zn/0,01 М ZnSO4 || 0,1 M ZnSO4/Zn; б) Zn/0,001 М ZnSO4 || 0,01 M ZnSO4/Zn. 33. Указать знаки полюсов, направление потока электронов и ЭДС цепи (под обозначениями концентраций соответствующих растворов указаны степени диссоциации электролитов α): Ag/0,001 Н AgNO3 || 0,01 Н AgNO3/Ag α = 1 α = 0,6 34. Дана концентрационная цепь +Ag/[Ag+] = 0,05 г-ион/л || [Ag+] = х г-ион/л/Ag– ЭДС цепи Е = 0,118 В. Чему равна концентрация раствора AgNO3 при отрицательном электроде? 35. Имеется концентрационная цепь +Cu/[Cu2+] = 0,1 г-ион/л || [Cu2+] = х г-ион/л/Cu– Е - 0,059 В. Определить х. 36. Вычислите ЭДС и изменение энергии Гиббса для гальванического элемента, образованного магнием и цинком, погруженными в растворы их солей с концентрациями ионов (моль/л): С...= 1,8x10–5, С...= =2,5x10–2. Сравните с ЭДС гальванического элемента, образованного стандартными электродами тех же металлов. 37. Какие процессы происходят у электродов медного концентрационного гальванического элемента, если у одного из электродов С...= 1 моль/л, а у другого - 10–3 моль/л? В каком направлении движутся электроны во внешней цепи? Ответ дайте исходя из величины ЭДС и ...этой цепи. 38. ЭДС гальванического элемента, образованного никелем, погруженным в раствор его соли с концентрацией ионов Ni2+ 10–4 моль/л, и серебром, погруженным в раствор его соли, равна 1,108 В. Определите концентрацию ионов Ag+ в растворе его соли. 39. Концентрационная гальваническая цепь составлена магниевыми электродами, погруженными в растворы MgSO4 разной концентрации: Mg/2 М MgSO4 || Mg/0,001 Н MgSO4 Кажущаяся степень диссоциации в 0,001 Н MgSO4 равна 87%. Определите степень электролитической диссоциации MgSO4 в 2М растворе, если ЭДС цепи равна 0,103 В. 40. Исходя из величины стандартных окислительно-восстановительных потенциалов и значения ..., определите, будет ли работать гальванический элемент, в котором на электродах протекают процессы: а) ...– 2e– = Hg2+; б) PbO2 + 4H+ + 2e– = Pb2+ + 2H2O 41. Будет ли работать гальванический элемент, состоящий из водородных электродов, погруженных в 1 Н и 0,1 Н растворы КОН при 250С, если кажущаяся степень диссоциации растворов КОН соответственно равна 77 и 91%? 42. Потенциал серебряного электрода в растворе AgNO3 составил 95% от значения его стандартного электродного потенциала. Чему равна концентрация ионов Ag+ (в моль/л)? 43. Составьте схему работы гальванического элемента, образованного железом и свинцом, погруженными в 0,005 М растворы их солей. Рассчитайте ЭДС этого элемента и изменение величины энергии Гиббса. 44. При какой концентрации ионов Zn2+ (в моль/л) потенциал цинкового электрода будет на 0,015 В меньше его стандартного электродного потенциала? 45. При какой концентрации ионов Cu2+ (моль/л) значение потенциала медного электрода становится равным стандартному потенциалу водородного электрода? 46. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из свинцовой и магниевой пластин, опущенных в растворы своих солей с концентрацией [Pb2+] = [Mg2+] = 0,01 моль/л. Изменится ли ЭДС этого элемента, если концентрацию каждого из ионов увеличить в одинаковое число раз? 47. Гальванические элементы составлены по схемам: а) Fe3+/Fe2+ || Ag+/Ag; б) ClO.... + 6H+/Cl– + 3H2O || 2J–/J2. Рассчитайте ЭДС этих элементов при стандартных условиях и найдите изменение энергии Гиббса протекающих в них реакций, уравнения которых напишите в ионно-молекулярной и молекулярной формах. 48. Как будет смещаться равновесие в системах при работе составленного из них гальванического элемента: а) CrO...+2H2O/CrO...+4OH– и ClO–+2H+/Cl–+H2O; б) MnO2+4H+/Mn2++2H2O и NO...+H2O/NO...+2OH–. Напишите уравнения соответствующих реакций. Определить ЭДС и .... 49. Нормальные потенциалы олова и свинца равны –0,14 В и –0,13 В. Покажет ли амперметр ток в гальваническом элементе, образованном из полуэлементов Sn|Sn2+ Cм = 1 моль/л || Pb2+ Cм= 0,46 моль/л |Pb. 50. В каком направлении пойдет ток в гальваническом элементе, состоящем из водородных электродов, находящихся в растворах с рН 2 и рН 13? Какова ЭДС этого элемента? ЭЛЕКТРОЛИЗ 51. Одной и той же силы ток одновременно пропускался через водный раствор H2SO4 и (в отдельном электролизере) через расплав хлористого цинка. В результате электролиза раствора серной кислоты получено 200 мл водорода, измеренных при 250 и 740 мм рт.ст. (газ сухой). Сколько теоретически должно выделиться цинка на катоде второго электролизера? 52. Электрический ток силой в 6 А в течение 1 ч 14 мин 24 сек осадил на катоде 8,14 г металла из химического соединения, в котором он двухвалентен. Чему равна атомная масса металла и какой это металл? 53. Электролизер содержит раствор Pb(NO3)2, анод свинцовый. Сила тока 5 А, продолжительность электролиза 2 ч 40 мин 50 сек. Вычислить теоретическую убыль в весе свинцового анода в результате электроокисления. 54. Деталь подверглась марганцеванию. Электролит - раствор MnSO4. Сила тока 5 А. Вычислить выход металла- покрытия (марганца) по току, если в течение 1 ч на поверхности детали выкристаллизовалось 3,078 г чистого марганца. 55. При электролизе водного раствора хлористого натрия было получено 600 мл 1 Н раствора NaOH (электролиз проводился с применением диафрагмы). В течение того же времени в серебряном кулонометре, включенном последовательно в цепь и содержащем раствор AgNO3, на катоде выделилось 52,56 г металлического серебра. Вычислить выход едкого натра в процентах от теоретического. 56. Деталь была оцинкована за 1 ч 40 мин. Электролит - раствор ZnSO4. Вес металла покрытия (т.е. Zn) составляет 7,8456 г. Выход по току 77,2%. Чему была равна сила тока? 57. Деталь хромируется в водном растворе Cr2(SO4)3. Сила тока 3 А. Определить продолжительность электролиза, если на поверхность детали необходимо нанести электрокристаллизацией 1,3 г хрома и если выход по току принять равным 40%. 58. Вычислить время, в течение которого должен быть пропущен ток 0,5 А через раствор серебряной соли, чтобы покрыть металлическую пластинку слоем серебра толщиной 0,02 мм, если общая поверхность пластинки 500 см3, а выход по току 95,5% (..= 10,5 г/см3). 59. При электролизе водного раствора азотнокислого висмута на катоде выделилось в течение 1 ч 14 г висмута. Выход по току 94%. Вычислить силу тока. 60. Сколько электричества надо пропустить через раствор, чтобы получить 1 т NaOH при электролизе раствора NaCl? Выход по току 95%. 61. Вычислить количество электричества, которое надо пропустить через раствор CuSO4, чтобы получить 1 т меди. Выход по току 98%. 62. При электролизе раствора сульфата никеля током 10 А в течение 5 ч на катоде выделилось 53,21 г никеля. Вычислить выход по току. 63. Вычислить процентную концентрацию раствора, образовавшегося в результате электролиза 400 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия (ρ = 1,1 г/см3), если известно, что при этом выделилось 56 л кислорода (при н.у.). 64. 10 г гидроксида калия, содержащего примесь хлорида калия, растворены в воде, и раствор подвергнут электролизу. При этом на аноде выделилось 224 мл хлора (при н.у.). Вычислить процентное содержание примеси в гидроксиде калия, считая электролитическое разложение веществ полным. 65. Через 2 л 6%-ного раствора гидроксида калия (ρ =1,05 г/см3) пропущен электрический ток. В результате концентрация раствора изменилась (увеличилась или уменьшилась?) на 2%. Какие вещества и в каких количествах выделились при этом на электродах? 66. Через последовательно включенные в цепь постоянного тока растворы AgNO3 и CuSO4 пропускался ток силой в 5 А в течение 10 мин. Какая масса каждого металла выделится при этом на катодах? 67. При электролизе раствора, содержащего 76 г FeSO4, до полного разложения соли на катоде выделилось железо массой 13,44 г, а на аноде - кислород объемом 4,48 л (н.у.). Найдите выход по току для железа и кислорода. 68. Ток силой в 2 А в течение 1 ч 28 мин выделил на катоде (при 100%-ном выходе по току) 6,5 г металла. Найдите молярную массу его эквивалента. 69. При электролизе соли двухвалентного металла ток силой в 1 А в течение 1 ч выделил на катоде 2,219 г металла. Определите, какой это металл. 70. Какое количество электричества в кулонах и ампер часах потребуется для полного выделения никеля из раствора, содержащего его сульфат массой 30,9 г. Какой массы серная кислота образуется при этом в прианодном пространстве, какие газы и в каком объеме (н.у.) выделятся на катоде и аноде? 71. Ток силой 4 А пропускали через электролизер в течение 16 мин 5 с. За это время на катоде выделился свинец массой 4,14 г из расплава одного из его соединений. Определите, было ли это соединение двух- или четырехвалентного свинца. 72. При электролизе одного из соединений олова ток силой в 10 А за 3 мин выделил на электродах металл массой 0,554 г и хлор объемом 209 мл (н.у.). Найдите формулу этого соединения. 73. Через две электролитические ячейки, соединенные последовательно, пропускался электрический ток, который выделил на катоде первой ячейки медь массой 19,5 г из раствора CuSO4. Найдите массу цинка, который выделится при этом на катоде второй ячейки, если его выход по току составляет 60%. 74. Какое количество электричества в кулонах потребуется для полного электролитического разложения сульфата кадмия, содержащегося в растворе объемом 200 мл молярной концентрации эквивалента 0,5 моль/л. Найдите также массу продуктов электролиза по теоретическим расчетам. 75. Вычислите массовую долю примесей в черновом свинце, если при его очистке электролизом убыль массы свинцового анода, равная 414 г, сопровождалась выделением на катоде чистого свинца массой 372,6 г. КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 76. Исходя из величины ..., определите, какие из приведенных ниже металлов будут корродировать во влажном воздухе по уравнению Me + H2O + 1/2 O2 ...Me(OH)2 (Me–Mg, Cu, Au) 77. Какие металлы (Fe, Ag, Ca) будут разрушаться в атмосфере влажного воздуха, насыщенного диоксидом углерода? Ответ дайте на основании вычисления ... соответствующих процессов. 78. Алюминий склепан с медью. Какой из металлов будет подвергаться коррозии, если эти металлы попадут в кислую среду? Составьте схему гальванического элемента, образующегося при этом. Подсчитайте ЭДС и ... этого элемента при стандартных условий. 79. Железо покрыто никелем. Какой из металлов будет корродировать в случае разрушения поверхности покрытия? Коррозия происходит в кислой среде. Составьте схему гальванического элемента, образующегося при этом. 80. Олово спаяно с серебром. Какой из металлов будет окисляться при коррозии, если эта пара металлов попадет в щелочную среду? Ответ дайте на основании вычисления ЭДС и образующегося гальванического элемента. 81. Железо покрыто хромом. Какой из металлов будет корродировать в случае нарушения поверхностного слоя покрытия в атмосфере промышленного района (влажный воздух содержит СО2, Н2S, SO2 и др.)? Составьте схему процессов, происходящих на электродах образующегося гальванического элемента. 82. При работе гальванического элемента: (–) 4Al/4Al3+ | H2O, O2 | (Cr) 12OH–/6H2O, 3O2 (+) образовавшегося при коррозии алюминия, который находится в контакте с хромом, за 1 мин 20 с его работы на хромовом катоде восстановилось 0,034л кислорода. Определите, на сколько уменьшилась при этом масса алюминиевого электрода и чему равна сила тока, протекающего во внешней цепи гальванического элемента. 83. Гальванический элемент: (–) 2Cr/2Cr3+ | H2SO4 | (Pb) 3H2/6H+ (+) образовавшийся при коррозии хрома, спаянного со свинцом, дает ток силой 6 А. Какая масса хрома окислится и сколько литров водорода выделится за 55 с работы этого элемента? 84. Медь покрыта оловом. При нарушении оловянного покрытия работает гальванический элемент: (–) Sn/Sn2+ | Hcl | (Cu) H2/2H+ (+) который дает ток силой 7,5 А. Какая масса олова растворится и сколько литров водорода выделится на медном катоде за 25 мин? 85. При работе гальванопары: (–) 2Fe/2Fe2+ | H2O, O2 | (C) 4OH–/2H2O, O2 (+) за 1,5 мин образовалось 0,125 г Fe(OH)2. Вычислите объем кислорода, израсходованный на получение Fe(OH)2. Сколько электричества протекло во внешней цепи гальванического элемента за это время? 86. При нарушении поверхностного слоя цинкового покрытия на железе идет процесс коррозии вследствие работы гальванопары: (–) Zn/Zn2+ | H2SO4 | (Fe) H2/2H+ (+) За 48 с работы этой гальванопары через внешнюю цепь протекло 550 Кл электричества. Какая масса Zn растворилась при этом и какой объем водорода выделился на железном катоде? 87. При коррозии железа, покрытого кадмием, в кислой среде работает гальванический элемент: (–) Fe/0,1 моль/л Fe2+ | 1н HCl | (Cd) H2/2H+ (+) Определите, как изменится ЭДС гальванического элемента, если концентрация иона Fe2+ возросла до 0,15 моль/л. 88. Никель находится в контакте с золотом во влажном воздухе, насыщенном сероводородом. Коррозия никеля происходит вследствие работы гальванопары: (–) Ni/Ni2+ |H2O; 0,1 М (=0,07%) H2S | (Au) H2/2H+ (+) ЭДС этого гальванического элемента равна 0,285 В. Определите, как изменится ЭДС гальванического элемента при его работе, если концентрация ионов Ni2+ возрастает до 0,25 моль/л. 89. При нарушении целостности поверхностного слоя медного покрытия на алюминии будет коррозия вследствие работы гальванопары: (–) 2.../2Al3+ | H2SO4 | (Cu) 3H2/6H+ (+) За 45 с работы этой гальванопары на катоде выделилось 0,09 л водорода (измеренного при н.у.). Какая масса алюминия растворилась за это время и какую силу тока дает эта гальванопара? 90. В раствор хлороводородной (соляной) кислоты поместили цинковую пластинку и цинковую пластинку, частично покрытую медью. В каком случае процесс коррозии цинка происходит интенсивнее? Ответ мотивируйте, составив электронные уравнения соответствующих процессов и вычислить ... указанных процессов. 91. Две железные пластинки, частично покрытые одна оловом, другая медью, находятся во влажном воздухе. На какой из этих пластинок быстрее образуется ржавчина? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этих пластинок. Каков состав продуктов коррозии железа? 92. Если опустить в разбавленную серную кислоту пластинку из чистого железа, то выделение на ней водорода идет медленно и со временем почти прекращается. Однако если цинковой палочкой прикоснуться к железной пластинке, то на последней начинается бурное выделение водорода. Почему? Какой металл при этом растворяется? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. 93. Почему химически чистое железо более стойко против коррозии, чем техническое железо? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов, происходящих при коррозии технического железа во влажном воздухе и в кислой среде. 94. Железные бочки применяют для транспортировки концентрированной серной кислоты, но после освобождения от кислоты бочки часто совершенно разрушаются вследствие коррозии. Чем это можно объяснить? Что является анодом и что катодом? Составьте электронные уравнения соответствующих процессов. 95. В раствор электролита, содержащего растворенный кислород, опустили цинковую пластинку и цинковую пластинку, частично покрытую медью. В каком случае процесс коррозии цинка происходит интенсивнее? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. 96. Как влияет рН среды на скорость коррозии железа и цинка? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов атмосферной коррозии этих металлов. 97. Цинковую и железную пластинки опустили в раствор сульфата меди. Составьте электронные и ионные уравнения реакций, происходящих на каждой из этих пластинок. Какие процессы будут проходить на пластинках, если наружные концы их соединить проводником? 98. Какой металл целесообразней выбрать для протекторной защиты от коррозии свинцовой оболочки кабеля: цинк, магний или хром? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов атмосферной коррозии. Каков состав продуктов коррозии? 99. Железное изделие покрыли кадмием. Какое это покрытие - анодное или катодное? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе и в соляной кислоте. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях? 100. Какое покрытие металла называется анодным и какое катодным? Назовите несколько металлов, которые могут служить для анодного и катодного покрытия железа. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов, происходящих при коррозии железа, покрытого медью во влажном воздухе и в сильнокислой среде. ХИМИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ 101. Определите массовую долю (%) примесей в техническом карбиде кальция, если при полном разложении 1,8 кг образца водой образовалось 560 л ацетилена. 102. Рассчитав ... реакций взаимодействия Na2O, MgO и Al2O3 с серным ангидридом, ответьте, какой из процессов протекает более активно. Расчет вести на 1 моль. 103. Определите массу Na2O2, вступившую в реакцию с водой, если общий объем полученного раствора NaOH 0,750 л, а 0,010 л этого раствора необходимо для нейтрализации 0,030 л 0,1 Н Hcl. 104. Вычислите тепловой эффект реакции 2Mg + CO2 ...MgO + C если известно, что...= –601,24 кДж/моль, а ...= –393,51 кДж/моль. 105. Рассчитайте ... реакции термического разложения карбоната магния MgСO3 (К) ...MgO (К) + CО2 (Г) если изменения стандартной энергии Гиббса при образовании MgСO3 (К), MgO (К) и CО2 (Г) соответственно равны (кДж/моль): –1029,3; –569,6; –394,38. 106. Найдите объем сероводорода, выделившегося при взаимодействии 60 г магния с 500 мл раствора серной кислоты (ρ= 1455 кг/м3) с массовой долей H2SO4 55,5% при температуре 180С и давлении 96 кПа. 107. Вычислите массу MgSO47H2O содержащегося в 1 м3 раствора сульфата магния с массовой долей 20%. Плотность раствора 1219 кг/м3. 108. Определите массовую долю (%) разложившегося карбоната стронция, если при прокаливании 10 кг карбоната стронция его масса уменьшилась на 1,7 кг. 109. Смесь карбоната и гидроксида кальция, содержащую 45% карбоната кальция, обработали раствором соляной кислоты (ρ=1200 кг/м3) с массовой долей Hcl 39%. Вычислите массу исходной смеси и объем соляной кислоты, вступившей в реакцию, если при этом выделилось 1,4 л газа (н.у.). 110. Рассчитайте количество теплоты, которое выделится при 250С при взаимодействии 12 г гидрида калия с водой, если ... KH и КОН соответственно равны –56,9 и –374,47 кДж/моль. 111. При растворении в кислоте 7,5 г оксида кальция, содержащего примесь карбоната кальция, выделилось 0,21 л газа (н.у.). Какова массовая доля (%) карбоната кальция в исходной смеси? 112. Магний раньше получали восстановлением хлорида магния с помощью натрия. Вычислить теплоту реакции, зная, что теплота образования MgCl2 равна 623,4 кДж, а теплота образования NaCl равна 409,5 кДж. 113. Сколько едкого натра получится при электролизе 1 м3 20%-ного раствора поваренной соли (ρ=1,151 г/см3), не учитывая производственных потерь? Какой объем водорода (н.у.) получится? 114. Хлор и водород, получаемые электролизом раствора NaCl, используют для производства соляной кислоты. Сколько кубических метров 18%-ного раствора поваренной соли (ρ=1,132 г/см3) должно быть подвергнуто электролизу, чтобы получить 1 т 30%-ного раствора соляной кислоты? 115. Сколько миллилитров 10%-ного раствора едкого натра (ρ=1,11 г/см3) требуется для осаждения всей меди в виде Cu(OH)2 из 0,6458 г CuCl22H2O? 116. Какой объем 1,00 Н раствора Hcl требуется для растворения 2,25 г MgСO3? 117. Какой объем 1,00 Н раствора (NH4)2CO3 требуется для осаждения ионов Ba2+ из раствора, в котором содержится 1,25 г BaCl2? 118. Какой массы потребуется карбонат натрия для нейтрализации раствора серной кислоты объемом 100 мл, если Сэ = 2 экв/л? 119. Какой объем раствора соды потребуется для полной нейтрализации ортофосфорной кислоты, содержащейся в ее растворе объемом 200 мл, если С... =2 экв/л, а С...= 3 экв/л? 120. Гидрид кальция какой массы надо обработать водой, чтобы получить водород объемом 1000 м3 (н.у.)? 121. Какой объем СО2 (н.у.) и какую массу Ca(OH)2 можно получить из известняка массой 1 т, если он содержит 90% CaCO3? 122. При растворении в кислоте 5,00 г СаО, содержащего примесь CaCO3, выделилось 140 мл газа, измеренного при н.у. Сколько процентов CaCO3 (по массе) содержалось в исходной навеске? 123. Протекание какой из двух возможных реакций а) N2O + 3Mg = Mg3N2 + 1/2 O2 б) N2O + Mg = MgO + N2 более вероятно при взаимодействии магния с N2O? Ответ обосновать расчетом .... 124. При прокаливании 30 г кристаллогидрата сульфата калия выделяется 6,28 г воды. Какова формула кристаллогидрата? 125. Можно ли получить кальций восстановлением его оксида алюминием? Ответ обосновать расчетом энергии Гиббса реакции. 126. Если C...= 2 моль/л, то какой объем этого раствора был взят для осаждения Al(OH)3 из раствора (ρ= 1,3 г/л) объемом 200 мл, в котором массовая доля AlCl3 составляет 30%? К полученному осадку до его полного растворения прибавлен раствор NaOH концентрации 0,5 моль/л. Найдите его объем. 127. Какой объем (н.у.) CO2 можно получить из 1246 г мрамора, в котором массовая доля CaCO3 составляет 89,6%? Какой объем соляной кислоты с массовой долей 20% для этого потребуется? 128. Раствор NaNO2, молярная концентрация эквивалента которого равна 0,1 экв/л, взят объемом 25 мл. Какой объем раствора KMnO4 той же концентрации потребуется для окисления нитрита в сернокислой среде? 129. Какой объем раствора нитрита натрия, молярная концентрация которого 0,15 моль/л, потребуется для реакции с 10 мл раствора KJ (ρ= 1,12 г/мл), в котором его массовая доля соли составляет 15%. В какой среде протекает эта реакция? Вычислите массу каждого из образующихся продуктов. 130. Какая масса PbO2 потребуется для окисления в присутствии серной кислоты нитрита натрия, находящегося в 200 мл раствора (ρ= 1,12 г/мл)? 131. Какой объем раствора KNO2 концентрации 1 моль/л потребуется для выделения в кислой среде всего йода из 20 мл раствора KJ (ρ= 1,12 г/мл), в котором массовая доля KJ составляет 15%? 132. Напишите электронную формулу атома фосфора в нормальном и возбужденном состоянии. Чему равны максимальные значения ковалентности и степени окисления фосфора? Сравните с азотом и объясните причину сходства и различия. 133. Какой объем раствора NaOH концентрации 0,1 моль/л необходимо взять для нейтрализации Н3РО4, полученной из фосфата кальция массой 0,31 г? 134. Чему равен объем кислорода (н.у.), полученного из KClO3 и KMnO4, взятых массой по 1 кг? 135. Какой объем SO2 (н.у.) потребуется для полного обесцвечивания раствора KMnO4 объемом 250 мл, если его молярная концентрация эквивалента составляет 0,1 моль/л? 136. Найдите объем хлора, который выделится при взаимодействии K2Cr2O7 с раствором соляной кислоты объемом 250 мл, в котором массовая доля HСl составляет 30%, ρ= 1,48 г/см3). 137. Какой массы йод может быть получен при взаимодействии насыщенного раствора KJ: а) с хлором, объем которого равен 28 л (н.у.); б) с раствором объемом 50 мл, в котором массовая доля H2SO4 составляет 98%? 138. Найдите массу брома. который поглощается раствором гидроксида натрия объемом 300 мл, если С...= 2 моль/л. 139. Газ, выделившийся при взаимодействии NaCl массой 5,85 г с концентрированной серной кислотой, пропущен через раствор AgNO3 (ρ= 1,1 г/мл) объемом 200 мл, в котором массовая доля соли равна 10%. Найдите массы образовавшегося при этом осадка и AgNO3, оставшегося в растворе. 140. Какой объем (н.у.) хлора потребуется для взаимодействия с 10 мл горячего раствора Ba(OH)2, в котором массовая доля гидроксида составляет 3,75% (ρ= 1,04 г/мл). 141. Напишите уравнение реакции получения металлического хрома из окиси хрома алюминотермическим способом. Сколько металлического алюминия потребуется для получения 10 кг хрома? 142. Олово получают восстановлением оловянной руды SnO2 углем по схеме: SnO2 + С ... Sn + CO2. Сколько тонн металлического олова можно получить из 10 т руды, содержащей 92% SnO2? 143. Сколько аммиачной селитры получается при нейтрализации 50 г 40% HNO3 аммиаком? 144. Какой объем хлора вступил в реакцию с натрием, если выделилось 49,11 ккал тепла? 145. Сколько необходимо хлористого водорода и воды для получения 1 кг 33%-ной соляной кислоты? 146. В каком газообразном соединении азот проявляет свою низшую степень окисления? Напишите уравнения реакций получения этого соединения: а) при взаимодействии хлорида аммония с гидроксидом кальция; б) разложением нитрида магния водой. 147. Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений: Al ... Al2(SO4)3 ... Na[Al(OH)4] ... Al(NO3)3. 148. Как проявляет себя сероводород в окислительно-восстановительных реакциях? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций взаимодействия раствора сероводорода: а) с хлором; б) с кислородом. 149. Почему азотистая кислота может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства? На основании электронных уравнений составьте уравнения реакций HNO2; а) с бромной водой; б) с HJ. 150. Какие свойства в окислительно-восстановительных реакциях проявляет серная кислота? Напишите уравнения реакций взаимодействия разбавленной серной кислоты с магнием и концентрированной - с медью. Укажите окислитель и восстановитель. 151. Молярная концентрация эквивалента раствора K2Cr2O7 0,25 моль/л. Какой объем этого раствора надо взять для реакции с KJ в подкисленном серной кислотой растворе, содержащем йодид-ионы количеством вещества 0,01 моль? 152. Было приготовлено 200 мл раствора сульфата железа (II) из навески FeSO47H2O массой 27,80 г. Какой объем раствора KMnO4, для которого Сэ=0,1 экв/л потребуется на окисление в кислой среде FeSO4, содержащегося в приготовленном растворе объемом 50 мл? 153. Уравнениями реакций покажите отношение: а) меди к азотной и серной кислоте; б) серебра к азотной кислоте; в) золота к “царской водке”? 154. Как можно осуществить указанные ниже переходы от одного соединения меди (II) к другому: а) сульфат ... карбонат ... оксид ... гидроксид ... гидроксосульфат ... хлорид; б) Cu ... Cu(NO3)2 ... CuS ... Cu(NO3)2 ... CuO ... (CuOH)2SO4 ... CuCl2 ... Cu. 155. Какой объем раствора с массовой долей HNO3 8% (ρ= 1,045 г/см). потребуется для растворения меди массой 24 г? Чему должен быть равен объем NO (н.у.), который при этом выделится? 156. Дайте общую характеристику d-элементов II группы периодической системы. В чем проявляется устойчивость электронной конфигурации (n–1) d10 в атомах этих элементов? 157. Укажите возможные продукты восстановления серной кислоты цинком и напишите уравнения соответствующих реакций. 158. Какой объем раствора NaOH концентрации 2 моль/л потребуется для полного растворения Zn(OH)2 массой 9,9 г? 159. Учитывая электронную структуру атомов, их радиусы и ионизационные потенциалы, а также наиболее характерные валентные состояния, сделать вывод о том, к какому из элементов, марганцу или рению, ближе по химическим свойствам технеций. 160. Чем объяснить, что при большом различии в свойствах соединений марганца и хлора в низших валентных состояниях соединения этих же элементов в высших валентных состояниях имеют сходство? Сравнить Cl2O и MnO; Cl2O7 и Mn2O7. 161. Оценить термодинамическую возможность протекания в стандартных условиях реакций: 1) Mn(Т) + Н2О(Ж) = MnO(Т) + H2 (Г); 2) Mn(Т) + 2Н2О(Ж) = MnO2 (Т) + 2H2 (Г); 162. Как изменяется максимально возможная и наиболее характерная степени окисления атомов d-элементов VIII группы периодической системы по горизонтали и по вертикали? 163. Сравнить кислотно-основные свойства гидроксидов железа Fe(OH)2 и Fe(OH)3. 164. Чем объяснить, что химическая активность d-металлов понижается по периоду и по группам Периодической системы, в результате наименее активные, благородные металлы (Pd, Pt, Au и т.д.) концентрируются в VIII и I группах V-VI периодов системы? 165. Сравнить кислотно-основной характер гидроксидов CuOH и Cu(OH)2. Какой из этих гидроксидов обладает амфотерными свойствами? Написать уравнения реакций, подтверждающих его амфотерный характер. 166. Проанализировать термодинамическую возможность осуществления реакций: 2CuГ(Т) = CuГ2(Т) + Cu(Т); 2CuГ2(Т) = 2CuГ(Т) + Г2(Т); в стандартных условиях для разных галогенидов меди, используя изобарно-изотермические потенциалы их образования (..., ккал/моль):
167. Химически чистый цинк почти не растворяется в разбавленных соляной и серной кислотах. Почему интенсивность взаимодействия с кислотами резко возрастает, если коснуться металла медной проволокой или добавить в раствор кислоты соль меди? Будет ли аналогичным образом влиять на процесс растворения цинка в кислоте введение солей свинца, ртути, магния? 168. Какую массу хрома можно получить из 2,5 т хромистого железняка FeOCr2O3, содержащего 15% посторонних веществ (пустой породы)? 169. На восстановление 0,05 л 0,2 Н K2Cr2O7 в присутствии разбавленной соляной кислоты затрачено 0,2 л раствора хлорида олова (II). Вычислите молярную концентрацию эквивалента раствора SnCl2. 170. Вычислите, какая масса дихромата калия потребовалась для приготовления 0,3 л 0,2 Н K2Cr2O7 (применительно к реакции окисления в кислой среде). 171. Кусок латуни массой 0,8 г растворен в азотной кислоте. При электролизе этого раствора на катоде выделилось 0,496 г меди. Напишите уравнения реакций и определите марку латуни, т.е. состав сплава (%). 172. Карбонил никеля может быть получен при действии оксида углерода на тонкодисперсный порошок металла. Процесс может быть выражен уравнением Ni (Т) + 4CO (Г) ... [Ni(CO)4] (Г) Какой объем займет тетракарбонил никеля, если в реакцию вступило 23,48 г никеля, а производственные потери составили 10%? 173. Пирометаллургический процесс извлечения меди из сернистых руд можно выразить следующей схемой: CuFeS2 + O2 + SiO2 ... Cu + FeSiO2 + SO2 Какая масса меди получается из 5,8 г сульфида, содержащего 5% примесей, а выход реакции составляет 90% от теоретического? Какой объем (н.у.) займет выделившийся оксид серы (IV)? 174. Составьте уравнение реакции растворения Sc в разбавленной азотной кислоте. Какой объем азотной кислоты с массовой долей 15,53% (ρ= 1090 кг/м3) необходим для растворения скандия, если в результате реакции образовалось 0,03 моль нитрата аммония? КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 175. Под действием HNO3 манганаты диспропорционируют следующим образом: K2MnO4 + HNO3 ... KMnO4+ MnO2 + KNO3 + H2O Какой объем раствора азотной кислоты (ρ= 1185 кг/м3) с массовой долей 30% необходим для того, чтобы получить 9,48 г перманганата калия. Какая масса диоксида марганца образуется? 176. Определить величину и знак заряда комплексных ионов, образуемых Cr3+, [Cr(H2O)4Cl2]; [Cr(H2O)3Cl3]; [Cr(H2O)5Cl]. 177. Определить заряд комплексообразователя в ионах [Co(NH3)5Cl]2+; [Co(NH3)4Cl2]+; [Co(NH3)3Cl3]0. 178. Координационное число Cо3+ равно 6. Написать возможные комплексы Cо3+ с NH3 и H2O в качестве лигандов. 179. Гидроксид алюминия растворяется в конц. NaOH с образованием комплексного иона [Al(OH)4]–. Напишите эту реакцию и найдите заряд иона-комплексообразователя. 180. Сколько требуется AgNO3 для осаждения ионов Cl– из 0,1 моля [Cr(H2O)5Cl]Сl2? 181. Представьте координационные формулы следующих соединений: 2Ca(CN)2Fe(CN)2, K2C2O4CuC2O4, KClAuCl3, (NH4)4Fe(SO4)2, 2NH4ClPtCl4. 182. Назовите следующие комплексные соединения: [Co(H2O)2(NH3)4]Cl3; [Ti(H2O)6]Br3; [Cr(NH3)6](NO3)3; Ba[Pt(NO3)4Cl2]; K4[CoF6]; 183. Напишите формулы следующих соединений: триоксалатокобальтата (III) натрия, хлорида дибромотетраамминплатины (IV), тетрароданодиаквохромата (III) калия, сульфата пентаамминаквоникеля (II), нитрата карбонатотетраамминхрома (III). 184. Указать комплексообразователь, его заряд и координационное число в комплексных соединениях: K4[Fe(CN)6]; K3[Fe(CN)6]; [Ag(NH3)2]Cl; K2[Cu(CN)4]; [Ni(NH3)6]SO4; K2[PtCl6]. 185. Указать комплексообразователь, его заряд и координационное число в комплексных ионах: [Au(CN)2]–, [Cr(H2O)4Br2]2+; [Co(NH3)2(NO2)4]–; [Hg(CN)4]2–; [HgJ4]2–; [Ni(NH3)6Cl]+. 186. Нижеприведенные молекулярные соединения представить в виде комплексных солей: KCNAgCN; Co(NO3)36NH3; CrCl36H2O; 2KCNSCo(CNS)2; 2KCNCu(CN)2; 2KJHgJ2. 187. Определить степень окисления центрального иона (комплексообразователя) и назвать комплексные соединения: [Co(NH3)3(NO2)3]; K[Co(NH3)2(NO2)4]; K2[SiF6]; K[AuCl4]; K3[Fe(CN)6]; [Cr(H2O)6Cl3]. 188. Написать химические формулы комплексных соединений, взяв внутренюю сферу комплекса в квадратные скобки: а) дициано-аргентат натрия; б) гексанитро-(III) кобальтат калия; в) хлорид гексаммин никеля (II); г) бромид гексаммин кобальта (III); д) нитрат дибромо-тетра-аква хрома (III); е) нитрат диаква-тетраммин никеля (II). 189. В практике ремонта деталей для их поверхностной обработки применяют желтую и красную кровяные соли. Их химические названия: гексациано-(II) феррат калия и гексациано-(III) феррат калия. Написать формулы этих солей с указанием внутренней сферы комплекса. 190. Написать уравнения первичной диссоциации в водном растворе солей, указать комплексные катионы и анионы, назвать их: [Ag(NH3)2]Cl; K4[Fe(CN)6]; [Cr(H2O)6]Cl3; [Co(NH3)5Cl]Cl2; [Cu(H2O)4]SO4. 191. Известны две комплексные соли кобальта, отвечающие одной и той же эмпирической формуле CoClSO45NH3. Одна из них в растворе с BaCl2 дает осадок BaSO4, но не дает осадка с AgNO3, другая с AgNO3 дает осадок AgCl, а с BaCl2 осадка не дает: а) написать формулы обеих комплексных солей; б) написать уравнения диссоциации этих солей и назвать ионы; в) написать молекулярные и ионные уравнения реакций взаимодействия солей с образованием осадка - в одном случае AgCl, а в другом - BaSO4. 192. Координационное число кобальта Co3+, как комплексообразователя, равно 6. Указать состав комплексных ионов (т.е. внутренней сферы комплекса) в солях CoCl36NH3, CoCl35NH3, CoCl34NH3, учитывая, что молекулы аммиака в них играют только роль лигандов. Назвать эти комплексные соли и написать уравнения их диссоциации в водных растворах. 193. Представить выражения для констант нестойкости (Кн) комплексных ионов: [Ag(CN)2]–; [Cu(NH3)4]2+; [Hg(CNS)4]2–; [Co(NH3)6]2+; [Ag(NH3)2]+; [Fe(CN)6]3–; [Fe(CN)6]4–; [Cr(H2O)4Cl2]+. 194. Ниже указаны константы нестойкости некоторых комплексных ионов:
Указать, в растворе какой из комплексных солей: K[Ag(CN)2], K[Au(CN)2], K[Cu(CN)4] или K[Hg(CN)4] при равной молярной концентрации концентрация CN–-ионов будет: а) наибольшей и б) наименьшей. 195. Сколько требуется миллилитров 0,1 Н раствора AgNO3 для осаждения ионов Cl– из 25,0 мл 0,1 М раствора [Cr(H2O)5Cl]Cl2? 196. Определить заряды комплексообразователей в комплексных солях: K2[PtCl6]; K2[PtCl4]; K[AuCl4]; K[AuCl2]; K3[Fe(CN)6]; [Pt(NH3)2Cl2]; K4[Fe(CN)6]. 197. Какие комплексные ионы входят в состав солей: K2PtCl6; KAu(CN)4; CrCl35H2O; K4Fe(CN)6; KAu(CN)2; CoCl36NH3, если комплексообразователями в них являются ионы Pt4+; Au3+; Cr3+; Fe2+; Au+ и Co3+. Составьте уравнения диссоциации этих солей. 198. Составить выражения констант нестойкости комплексных ионов: [Сd(CN)4]2–; [Pt(NH3)4]2+; [Cu(CN)4]2–; [Ag(S2O3)2]3–. 199. Константы нестойкости ионов: [Сu(NH3)4]2+ 4,610–14; [Zn(NH3)4]2+ 2,610–11; [Сd(NH3)4]2+ 1,010–7. Какой из этих ионов более прочный? 200. Константы нестойкости ионов: [Сd(CN)4]2– 1,410–17; [Ni(CN)4]2– 3,010–16; [Hg(CN)4]2– 4,010–14. В растворе какого комплексного иона будет содержаться больше ионов CN– при одинаковой молярной концентрации комплексных ионов? | |||||||||||||||||||||||||||||