Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра промышленной теплоэнергетики

 

 

ХИМИЯ

Методические указания для выполнения расчетно-графических работ

 (для студентов специальности 5В073100 – «Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды»)

 

Алматы 2011

СОСТАВИТЕЛИ: К.О. Кишибаев, Г.А. Колдасова. Химия. Методические указания для выполнения расчетно-графических работ (для студентов специальности 5В073100 – «Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды»). – Алматы: АУЭС, 2011 – 40 с.

 

Данные методические указание для РГР по химии предназначены для студентов 1 курса бакалавриата специальности 5В073100 – «Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды» содержат задания для самостоятельной работы по курсу «Химия».

 Библиогр. - 7 назв.

 

Рецензент: канд. хим. наук, доц. КазНУ имени аль-Фараби А. И. Ниязбаева

 

Печатается по плану издания НАО «Алматинского университета энергетики и связи» на 2011 г.

 

 

 

© НАО «Алматинский университет энергетики и связи», 2011 г.

Введение

 

Химия – фундаментальная наука о свойствах и превращениях веществ, из которых состоит материальный мир. Под веществом мы имеем в виду любой вид материи, обладающий при определенных условиях постоянными химическими и физическими свойствами.

Химия изучает состав, строение, реакционную способность и стабильность, способы и пути превращения одних веществ в другие. Превращение веществ всегда сопровождается физическими явлениями: выделением света, тепла, электрического тока и др., поэтому химия тесно связана с физикой  (квантовая химия, физическая химия, радиохимия).

Настоящие задания предназначены для студентов 1 курса бакалавриата специальности «Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды». Цель – оказать помощь в подготовке к экзамену, промежуточному и текущему контролю по химии.

Содержание заданий по РГР соответствует учебной программе курса химии и состоит из 10 блоков, включающих основные разделы неорганической и общей химии.

Задания составлены для бакалавров, изучающих химию в объеме 2 кредитов, т.е. каждый студент специальности «Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды» выполняет и сдает в установленные сроки 2 РГР, каждую отдельно. Работы оформляются согласно требованиям внутреннего стандарта АУЭС «Работы учебные» ФС РК 10352-1910-У-е-001-2002.

В первую расчетно-графическую работу входят задания по следующим темам: «Строение атомов и периодическая система химических элементов», «Химическая связь», «Химическая термодинамика и термохимия», «Скорость химической реакции и химическое равновесие», «Растворы. Концентрация растворов».

Во вторую расчетно-графическую работу входят задания по следующим темам: «Электролитическая диссоциация растворов и гидролиз солей», «Окислительно-восстановительные реакции», «Электродные потенциалы и ЭДС», «Электролиз», «Коррозия металлов. Способы защиты металлов от коррозии».

Каждый студент выполняет вариант заданий, обозначенный двумя последними цифрами номера студенческого билета (шифра). Например, номер студенческого билета 102377, две последние цифры — 77, номер варианта задания - 77.

  

Строение атомов и периодическая система химических элементов

 

1. Напишите электронные и электронно-графические формулы атомов с порядковыми номерами 36, 95. К какому электронному семейству они относятся?

2. На каком основании хлор и марганец помещают в одной группе периодической системы элементов Д.И. Менделеева? Почему их помещают в разных подгруппах?

3. Главное квантовое число n = 4. Запишите значения остальных квантовых чисел. Укажите элемент, у которого заканчивается заполнение электронами 4d-подуровня и запишите его электронную формулу. Сколько электронов находится на 4s- и 4р-орбиталях?

4. Какой элемент имеет в атоме три электрона, для каждого из которых n = 3 и l = 1? Чему равно для них значение магнитного квантового числа? Должны ли они иметь антипараллельные спины?

5. Укажите значения квантовых чисел n и l для внешних электронов в атомах элементов с порядковыми номерами 12, 13, 23.

6. Составьте электронные и электронно-графические формулы атомов элементов с порядковыми номерами 16 и 22. Покажите распределение этих элементов по квантовым ячейкам. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

7. Как формулируется принцип Паули? Что такое энергетический уровень? Объясните, почему на втором энергетическом уровне не может быть больше восьми электронов, а на четвертом - тридцати двух электронов? Составьте электронную формулу элемента, у которого заканчивается заполнение второго и четвертого энергетических уровней.

8. Напишите электронные и электронно-графические формулы атомов с порядковыми номерами 27, 55, 83. Сколько свободных f-орбиталей в атомах этих элементов?

9. Какие значения могут принимать квантовые числа n, l, ml и ms, характеризующие состояние электронов в атоме алюминия?

10. Какие из приведенных электронных формул неверны и объясните причину:

а) 1s12s22p6;

б) 1s22s22p63s23p54s1;

в) 1s22s22p63s1;

г) 1s22s22p63s23p63d4;

д) 1s22s22p3;

е) 1s22s3.

11. Напишите значения квантовых чисел l, ml, ms для электронов, главные квантовые числа которых равны 3 и 4.

12. Укажите порядковый номер элемента у которого:

а) заканчивается заполнение электронами 3d-орбитали;

б) заканчивается заполнение электронами 4s-орбитали;

в) начинается заполнение электронами 4p-орбитали;

г) начинается заполнение электронами 4f-орбитали.

13. Сколько свободных f-орбиталей содержат атомы элементов с порядковыми номерами 57, 68 и 82? Пользуясь правилом Хунда, распределите электроны по орбиталям.

14. Пользуясь правилом Клечковского, напишите электронные формулы атомов следующих элементов:

а) марганца;

б) хрома;

в) циркония;

г) гафния.

15. Сколько электронов находится на энергетических уровнях, если главное квантовое число равно 2, 3 и 4? Сколько электронов находится на:

а) 4f- и 5d-подуровнях атома свинца;

б) 5s- и 4d-подуровнях атома цезия?

16. Какой физический смысл имеет порядковый номер и почему химические свойства элемента в конечном счете определяются зарядом ядра его атома?

17. Какова структура периодической системы? Периоды, группы и подгруппы. Физический смысл номера периода и группы.

18. Какое квантовое число определяет число орбиталей на подуровне? Из скольких подуровней состоит 4-й энергетический уровень? Сколько орбиталей он содержит? Почему? Составьте электронную формулу элемента, у которого заканчивается заполнение 4d-подуровня.

19. Конфигурация валентных электронов в атомах двух элементов выражается формулами:

а) 3s23p2 и 4s23d2;

б) 4s23d3 и 4s23d104p3.

В каких периодах и группах находятся эти элементы? Должны ли они отличаться по своим свойствам, имея одинаковое число валентных электронов?

20. Атомы, каких элементов имеют следующее строение внешнего и предвнешнего электронного уровня:

а) 2s22p63s23p3;

б) 3s23p64s2;

в) 3s23p64s23d5;

г) 4s24p65s04d10.

21. Для атома кремния возможны два различных электронных состояния: 3s23p2 и 3s13p3. Как называются эти состояния?

22. Исходя из электронного строения атомов фтора и хлора, объясните сходство и различие свойств этих элементов.

23. Сколько электронов находится на:

а) 5d- и 4f-подуровнях атома вольфрама;

 

б) 3p- и 3d-подуровнях атома кобальта;

в) 3d- и 4s-подуровнях атома мышьяка?

24. Учитывая емкость энергетических уровней, покажите сколько их содержит электронная оболочка атома из 18, 36, 54 и 86 электронов.

25. Напишите электронные и электронно-графические формулы атомов элементов с порядковыми номерами 24 и 33, учитывая, что у первого происходит "провал" одного 4s-электрона на 3d-подуровень. Чему равен максимальный спин d-электронов у первого атома и p-электронов у атомов второго элемента?

26. Какое значение имеет:

а) орбитальное квантовое число для энергетических подуровней, емкость которых равна 10 и 14;

б) главное квантовое число для энергетических уровней, емкость которых равна 32, 50, 72?

27. Квантовые числа для электронов внешнего энергетического уровня атома некоторого элемента имеют следующие значения: n = 5, l = 0, ml = 0, ms = + 1/2. Сколько свободных 4d-орбиталей содержит атом данного элемента? Напишите электронную и электронно-графическую формулу данного атома.

28. Какое максимальное число электронов находится на s-, p-, d-, f-подуровнях? Напишите электронную и электронно-графическую формулу атома с порядковым номером 51.

29. Сколько электронов имеется на внешнем уровне частицы As+3?

30. Строение внешнего уровня атома выражается формулой ...3d14s2. Укажите номер группы, в которой расположен этот элемент в периодической системе.

 

Химическая связь

 

31. Почему при образовании ковалентной связи расстояние между атомами строго определенно? Как оно называется?

32. Определите ковалентность и степень окисления:

а) углерода в молекулах C2H6, C2H5OH, CH3COOH, CH3Cl;

б) хлора в молекулах NaCl, NaClO3, NaClO4, Ca(ClO)2;

в) серы в молекулах Na2S2O3, Na2S, Na2SO4.

33. Какую химическую связь называют ковалентной? Опишите ее основные свойства.

34. Какой тип гибридизации электронных облаков в молекулах:

а) BCl3;

б) CaCl2;

в) GeCl4;

г) SiCl4;

д) ZnI2;

е) ВеН2?

Какую пространственную конфигурацию имеют эти молекулы?

35. Что называется кратностью связи? Как влияет увеличение кратности связи на ее длину и энергию?

36. Объясните, почему максимальная ковалентность фосфора может быть равной 5, а у азота такое валентное состояние отсутствует.

37. Какую ковалентную связь называют полярной? Что служит количественной мерой полярности ковалентной связи?

38. Какую химическую связь называют водородной? Между молекулами каких веществ она образуется? Почему плавиковая кислота и вода, имея меньшую молекулярную массу, плавятся и кипят при более высоких температурах, чем их аналоги?

39. Какой способ образования ковалентной связи называют донорно-акцепторным? Какие химические связи имеются в ионах NH и BF? Укажите донор и акцептор.

40. Каково взаимное расположение электронных облаков при sp2-гибридизации? Приведите примеры. Какова пространственная структура этих молекул?

41. Как изменяется число π-связей в ряду: C2H6 → CO2 → SO3?

42. Какое состояние электрона, атомных орбиталей или атомов в целом называют валентным? Сколько валентных состояний возможно для атомов кислорода и серы, фтора и хлора?

43. Какую химическую связь называют ионной? Каков механизм ее образования? Какие свойства ионной связи отличают ее от ковалентной? Приведите примеры типичных ионных соединений.

44. Какие кристаллические структуры называют ионными, атомными, молекулярными и металлическими? Кристаллы каких веществ: алмаз, хлорид натрия, диоксид углерода, цинк – имеют указанные структуры?

45. Каково взаимное расположение электронных облаков при sp3-гибридизации? Приведите примеры. Какова пространственная структура этих молекул?    

46. Распределите электроны атома серы по квантовым ячейкам. Сколько неспаренных электронов у атома серы в основном и возбужденным состояниях? Как объясняет спиновая теория наличие у серы четной переменной валентности?

47. Какие силы молекулярного взаимодействия называют ориентационными, индукционными и дисперсионными?  

48. Какая из следующих связей полярна? Укажите для каждой полярной связи атом с большей электроотрицательностью: а) Cl I; б) P P; в) C N; г) F F; д) O H.

49. Какую ковалентную связь называют σ-, π-, δ-связью? Как метод ВС объясняет строение молекулы N2?

50. Какая химическая связь в методе ВС называется локализованной и какая нелокализованной? Рассмотрите на примере строения молекулы бензола. Какие электроны атомов азота в молекуле HNO3 участвуют в образовании локализованных и какие – нелокализованных связей?

51. Существование каких из приведенных ниже молекул согласно теории ВС невозможно: а) POCl3; б) NCl5; в) SF7; г) SF4; д) ICl3? Почему?

52. Какой тип гибридизации орбиталей атома фосфора осуществляется в молекуле PF5? Какова пространственная конфигурация этой молекулы?

53. Приведите энергетическую схему строения гомоядерной молекулы F2 в методе МО. Какая форма записи отражает строение этой молекулы?

54. Распределите электроны атома азота и фосфора по квантовым ячейкам. Объясните, почему с точки зрения теории валентности для азота пятивалентное состояние невозможно, а для фосфора – возможно.

55. Что называется электрическим моментом диполя? В каких единицах он выражается? Какая из молекул HF, HCl, ICl, HI имеет наибольший момент диполя?

56. Распределите электроны ионов N-, N+ и O- по квантовым ячейкам. Какую валентность могут проявлять эти атомы в ионизированном состоянии в соединениях? Как метод ВС рассматривает  строение молекулы N2O?

57. Какая форма записи в методе МО отражает строение иона О? Чему равна кратность связи в О, О, О2, О? Какие из этих частиц диамагнитны, а какие парамагнитны?

58. Как метод ВС объясняет тетраэдрическое строение молекулы CCl4 и октаэдрическое строение молекулы SF6?

59. Какой тип гибридизации атомных орбиталей фосфора осуществляется в ионах [PCl4]+ и [PCl6]-, из которых состоят кристаллы P2Cl10? Какова пространственная конфигурация этих ионов?

60. Какая форма записи отражает строение гетероядерной молекулы СО в методе МО? Приведите энергетическую схему строения этой молекулы. Чему равен порядок (кратность) связи в этой молекуле?

 

Химическая термодинамика и термохимия

 

61. Каково соотношение между величиной изменения энергии Гиббса и величинами изменения энтальпии и энтропии системы? Пользуясь справочными данными установить, возможно ли при температурах 298 и 2500К восстановление оксида титана (IV) до свободного металла по схеме:

TiO2(к) + 2C(графит) = Ti(к) + 2CO(г).

Зависимость Н0 и ∆S0 от температуры пренебречь.

62. Дайте объяснение понятия энтропия. Не проводя расчета, определите знак изменения энтропии в ходе следующих процессов:

а) 2H2(г) + O2(г) = 2H2O(г);

б) 2H2S(г) + 3O2(г) = 2H2O(ж) + 2SO2(г);

в) MgO(к) + CO2(г) = MgCO3(к);

г) лед → вода → пар;

д) CH3COOH(р-р) = CH3COO- + H+.

63. Объясните смысл понятия энтальпия образования вещества. Сформулируйте условия стандартизации этой характеристики. Чем отличаются стандартные условия от нормальных? Определите стандартную энтальпию (H) образования PH3, исходя из уравнения:

2PH3(г) + 4O2(г) = P2O5(к) + 3H2O(ж);   H0 = –2437,6 кДж.

64. Какие факторы определяют величину изменения энтальпии реакции? Как зависит это величина от энергии активации, пути и условия протекания процесса, присутствия катализаторов? При взаимодействии железа массой 6,3 г с серой выделилось 11,31 кДж тепла. Вычислите энтальпию образования сульфида железа(II).

65. Что называют тепловыми эффектами реакций? В каких случаях уравнения химических реакций называют термохимическими? Исходя из теплового эффекта реакции

3CaO(к) + P2O5(к) = Ca3(PO4)2(к);   H0 = –3766,3 кДж,

определить ∆H образования ортофосфата кальция.

66. Какой закон является основным законом термохимии? Дайте его формулировку. Реакция горения метилового спирта выражается термохимическим уравнением:

СН3ОН(ж) + 3/2О2(г) = СО2(г) + 2Н2О(ж).

Вычислите тепловой эффект этой реакций, если известно, что мольная теплота образования СН3ОН(ж) равна -238,6 кДж.

67. Как изменяется энтропия системы с повышением температуры в реакциях синтеза и разложения веществ? Может ли в стандартных условиях самопроизвольно в прямом направлении протекать реакция

С(графит) + Н2О(г) = СО(г) + Н2(г)?

Как скажется повышение температуры на направление протекания этой реакции? При какой температуре наступит химическое равновесие?   

68. Какие условия состояния системы принимают в термодинамике в качестве стандартных? Какими символами их обозначают? При стандартных условиях теплота полного сгорания белого фосфора равна 760,1 кДж/моль, а теплота полного сгорания черного фосфора равна 722,1 кДж/моль. Чему равна теплота превращения черного фосфора в белый при стандартных условиях?

69. Сформулируйте закон Гесса. Рассчитайте ΔG0 реакций:

а) CO(г) + 1/2 O2(г) = CO2(г);

б) 1/2 N2(г) + 3/2 H2(г) = NH3(г);

в) C6H6(ж) + NH3(г) = H2(г) + C6H5NH2(ж).

70. Чем объясняется самопроизвольное протекание некоторых реакций с поглощением тепла (∆Н > 0)? Термит (смесь Аl и Fe2O3) используют для сварки металлических изделий, поскольку при сжигании термита выделяется большое количество тепла. Рассчитайте минимальную массу смеси, которую нужно взять, чтобы выделилось 665,3 кДж теплоты в процессе алюмотермии.

71. Дайте определение понятия энергия Гиббса. По изменению стандартной энтальпии и энтропии реакции вычислить изменение энергии Гиббса: 

H2(г) + F2(г) = 2HF(г).

72. Объясните смысл понятия энтальпия образования вещества. Сформулируйте условия стандартизации этой характеристики. Чем отличаются стандартные условия от нормальных? Оценить термодинамическую возможность протекания в стандартных условиях реакции:

N2(г) + 2H2O(ж) = NH4NO2(г).

73.  Какая связь между тепловым эффектом (энтальпией) реакции и энтальпиями образования исходных веществ и продуктов реакции? При сгорании ацетилена объемом 1 дм3 (н.у.) выделяется 56,053 кДж тепла. Напишите термохимическое уравнение реакции, в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Вычислите энтальпию образования газообразного ацетилена.

74. Могут ли быть экзотермичными процессы диссоциации молекул на атомы, ионы; эндотермичными – процессы образования молекул из атомов, радикалов, из других молекул? Исходя из значений стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ, определите, возможно ли в стандартных условиях взаимодействие гашеной извести с углекислым газом:

Са(ОН)2(к) + СО2(г) = СаСО2(к) + Н2О(ж)?

Данная реакция является экзо- или эндотермической?

75. Как изменяется энтропия системы при испарении, конденсации, увеличении давления, фазовых переходах? Исходя из значений стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ, докажите, что в стандартных условиях при 25°С невозможна реакция

Cu(к) + ZnO(к) = CuO(к) + Zn(к).

При какой температуре реакция будет возможна?

76. Почему ∆G может рассматриваться как критерий самопроизвольности протекания химической реакции? Возможны ли случаи, когда реакции с ∆G < 0 практически не идут? Дайте объяснение. Вычислите H0, ∆S0 и ∆G реакции, протекающей по уравнению

Fe2O3(к) + 3Н2(г) = 2Fe(к) + 3Н2О(г).

Возможна ли реакция восстановления Fe2O3(к) водородом при 600 и 2500ºК?

77. Рассмотрите смысл понятий внутренняя энергия системы и энтальпия. Приведите примеры реакций, у которых ∆H > ∆U и ∆U > ∆H. Исходя из энтальпий реакций окисления Аs2О3 кислородом и озоном:

Аs2О3  + О2 = Аs2О5,  ΔН = -271кДж/моль,

3Аs2О3  +2О3 = 3Аs2О5,  ΔН = -1096кДж/моль,

вычислите энтальпию образования озона из кислорода.

78. Какие два фактора определяют самопроизвольное протекание химических реакций в данном направлении? Тепловой эффект реакции сгорания жидкого бензина с образованием паров воды и диоксида углерода равен -3135,58 кДж. Составьте термохимическое уравнение этой реакции и вычислите теплоту образования С6Н6(ж).

79. Дайте определение понятиям: система, фаза, среда, макро- и микросостояние. Восстановление диоксида свинца водородом протекает по уравнению

РbО2(тв) + Н2(г) = РbО(тв) + Н2О(г) + 182,8 кДж.

Какое количество теплоты выделится или поглотится, если в реакцию вступило 3,36 л водорода при нормальных условиях?

80. Какие системы называются гомогенными, а какие – гетерогенными? Чем можно объяснить, что при стандартных условиях невозможна экзотермическая реакция:

Н2(г) + СО2(г) = СО(г) + Н2О(ж); ΔН = -2,85 кДж?

На основании стандартных значений ΔH0 и ΔS0 соответствующих веществ определите ΔG0 этой реакции.

81. Назовите основные термодинамические величины, характеризующие состояние системы. Почему они носят название функций состояния? При соединении 27,2 г бора с кислородом выделилось 1563,0 кДж тепла. Определите энтальпию образования оксида. Идет ли реакция в стандартных условиях при 25°С?

82. Каким уравнением определяется энтальпия и ее изменение? При восстановлении оксида железа (III) массой 80,0 г алюминием (реакция алюмотермии) выделяется 426,3 кДж тепла. Вычислите энтальпию образования оксида железа (III), если энтальпия образования оксида алюминия -1675,0 кДж/моль.

83. Какой функцией состояния характеризуется тенденция системы к достижению так называемого наиболее вероятного состояния, которому соответствует максимальная беспорядочность распределения частиц? Вычислите значение ∆Н0 для протекающих в организме реакций превращения глюкозы:

а) С6Н12О6(к) = 2С2Н5ОН(ж) + 2СО2(г);

б) С6Н12О6(к) + 6О2(г) = 6СО2(г) + 6Н2О(ж).

Какая из этих реакций поставляет организму больше энергии?

84. Какими одновременно действующими факторами определяется  направленность химического процесса? Для резки и сварки металлов используют высокотемпературное пламя ацетилено-кислородных горелок. Можно ли для этих же целей использовать пламя метано-кислородной горелки? Рассчитайте, в какой из двух типов горелок и во сколько раз выделится больше теплоты при сгорании одинаковых объемов ацетилена и метана, учитывая, что в результате горения все водяные пары конденсируются и образуют жидкую фазу.

85. Учитывая роль энтальпийного и энтропийного факторов и температуры в определении величины ∆G, выделите четыре общих типа реакций, различающихся возможностью и температурными условиями протекания. Исходя из значений стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ, вычислите энергию Гиббса реакции

CS2(г) + 3O2(г) = CO2(г) + 2SO2(г).

Сделайте вывод о возможности ее протекания.

86. Внутренняя энергия, I-ый закон термодинамики. При сгорании алюминия массой 9 г в кислороде выделилась теплота количеством 279,17 кДж. Составьте термохимическое уравнение реакции.

87. II-й закон термодинамики. Рассчитайте теплоту сгорания ацетилена и количество теплоты, которое выделится при сгорании 10 дм3 этого вещества.

88. Термодинамические параметры и функции состояния системы. Определить направление протекания реакции:

СН4(г) + СО2(г) → 2СО(г) + 2Н2(г)

при стандартных условиях. Вычислить ΔG.

89. Термохимические уравнения. Закон Гесса и следствие из него. Установите, к какому типу термодинамических систем относятся следующие системы: а) термос со льдом; б) грелка с горячей водой; в) пробирка, в которой протекает реакция:

Na2CO3(г) + H2SO4(ж) = 2NaHSO4(т) + CO2(г) + H2O(ж);

г) запаянная ампула с аргоном; д) стеклянный сосуд, в котором протекает реакция нейтрализации:

Н + ОН = Н2О(ж) + 55,84 кДж.

90. Самопроизвольные процессы, энтропия химической реакции, второй закон термодинамики как критерий направления химической реакции для изолированных систем. Зная теплоты сгорания графита и алмаза, вычислите неподдающуюся экспериментальному определению теплоту превращения графита в алмаз:

С(графит) + О2 = СО2 + 393,51 кДж,

С(алмаз) + О2 = СО2 + 395,40 кДж. 

 

Скорость химической реакции и химическое равновесие

 

91. Что называется скоростью химической реакции? В каких единицах она измеряется? Две реакции протекают с такой скоростью, что за единицу времени в первой образовался сероводород массой 6 г, во второй – иодоводород массой 20 г. Какая из реакций протекала с большей средней скоростью?

92. Необратимые и обратимые химические реакции. Определите изменение скорости элементарных практически необратимых реакций, если увеличить в три раза давление в системе:

а) 2NO(г) + Cl2(г) = 2NOCl(г);

б) 2CO(г) = CO2(г) + C(к);

в) N2O4(г) = 2NO2(г);

г) 2NH3(г) = 3H2(г) + N2(г);

д) 2NO2(г) = N2O4(г).

93. В чем сущность принципа Ле-Шателье? Определите изменение скорости элементарных практически необратимых реакций, если увеличить в четыре раза давление в системе:

а) CaO(к) + CO2(г) = CaCO3(к);

б) C(тв) + O2(г) = CO2(г);

в) A2(г) + 2B(г) → 2AB(г);

г) 2NO(г) + O2(г) → 2NO2.

94. Почему при повышении концентрации реагирующих веществ скорость реакции увеличивается? Исходные концентрации азота и водорода соответственно равны 2 и 3 моль/л. Каковы будут концентрации этих веществ в тот момент, когда прореагировало 0,5 моль/л азота?

95. Какая связь между константой равновесия и энергией Гиббса? Рассчитайте константу равновесия химической реакции при 1000К, если стандартная энергия Гиббса при этой температуре равна -392,0 кДж/моль.

96. Почему увеличивается скорость реакции при повышении температуры? При температуре 100° скорость одной реакции в 2 раза больше скорости второй. Температурный коэффициент скорости первой реакции равен 2, второй – 4. При какой температуре скорости обеих реакций выровняются?

97. Правило Вант-Гоффа. Рассчитайте изменение константы скорости реакции при увеличении температуры от 500 до 1000 К, если энергия активации равна а) 38,2 кДж/моль; б) 95,5 кДж/моль.

98. Какие факторы влияет на химическое равновесие? Стандартное изменение энергии Гиббса для реакции А + В  АВ при 298 К равна 12 кДж/моль. Начальные концентрации [А]0 = [В]0 = 0,1 моль/л. Найдите константу равновесия реакции.

99. Влияние катализатора на скорость химической реакции. Начальная концентрация исходных веществ в системе

СО(г) + Cl2(г)  COCl2(г)

была равна 0,3 моль/л СО и 0,2 моль/л Cl2. Во сколько раз увеличится скорость реакции, если концентрацию СО повысить до 0,9 моль/л, а концентрацию Cl2 до 1,0 моль/л?

100. Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость химической реакции. Закон действующих масс. Вычислите температурный коэффициент скорости реакции, если константа скорости ее при 100°С составляет 6·10-4, а при 150°С – 7,2·10-2.

101. Влияние температуры на скорость химической реакции. Реакция при температуре 40°С протекает за 180 сек. Температурный коэффициент реакции равен 3. За сколько времени завершится эта реакция при 60°С?

102. Уравнение Аррениуса. Энергия активации некоторой реакции в отсутствие катализатора равна 32,3·103 Дж/моль, а в присутствии катализатора она равна 20,9·103 Дж/моль. Во сколько раз возрастет скорость этой реакции в присутствии катализатора при 25°С.

103. Влияние температуры на константу скорости химической реакции. Вычислите температурный коэффициент скорости некоторых реакций, если при повышении температуры:

а) от 283 до 323 К скорость реакции увеличилась в 16 раз;

б) от 323 до 373 К скорость реакции увеличилась в 1200 раз.

104. Какие факторы влияет на скорость химической реакции? При повышении температуры на 20° скорость реакции возросла в 9 раз. Чему равен температурный коэффициент этой реакции и во сколько раз увеличится ее скорость при повышении температуры на 30° и на 100°?

105. Влияние давление на химическое равновесие. При некоторой температуре константа равновесия реакции

2NO(г) + O2(г) ↔ 2NO2(г)

равна 2,2. Равновесные концентрации NO и O2 соответственно равны 0,02 моль/дм3 и 0,03 моль/дм3. Вычислите исходные концентрации NO и O2.

106. Как повлияет понижение температуры и давления на равновесие следующих гомогенных реакций:

а) 3O2 ↔ 2O3, ΔH0 = +184,6 кДж;

б) 2CO + O2 ↔ 2CO2, ΔH0 = –566,0 кДж;

в) N2 + 3H2 ↔ 2NH3, ΔH0 = –92,4 кДж;

г) 2SO2 + O2 ↔ 2SO3, ΔH0 = –196,6 кДж;

д) 4HCl + O2 ↔ 2H2O + 2Cl2, ΔH0 = –114,5 кДж?

107. Для реакции

N2 + 3H2 ↔ 2NH3

равновесные концентрации (моль/дм3) были: [N2] = 0,3; [H2] = 0,9; [NH3] = 0,4. Вычислите константу равновесия реакции. Как изменится скорость прямой реакции, если увеличить давление в 5 раз? В каком направлении сместится равновесие при этом?

108. Что такое гомогенные и гетерогенные реакции. Исходные концентрации оксида углерода (II) и паров воды соответственно равны 0,08 моль/дм3. Вычислите равновесные концентрации CO, H2O и H2 в системе

CO + H2O ↔ CO2 + H2,

если равновесная концентрация CO2 равна 0,05 моль/дм3.

109. Что такое энергия активации? Напишите выражение зависимости скорости прямой и обратной реакции от концентрации реагирующих веществ для следующих процессов:

а) 2SO3(г)  2SO2(г) + O2(г);

б) FeO(кр) + CO(г)  Fe(кр) + CO2(г).

Как изменится скорость прямой и обратной реакций, если увеличить давление в системе в 3 раза?  

110. При 60°С некоторая реакция заканчивается за 16 мин. Сколько потребуется времени для проведения той же реакции: а) при 100°С; б) при 40°С? Температурный коэффициент реакции γ = 2.

111. В замкнутом сосуде вместимостью 2 л протекает реакция:

N2(г) + O2(г)  2NO(г).

Через 2,5 с после смешивания 4,5 моль азота и 3 моль кислорода в реакционной системе образовался оксид азота (II) количеством вещества 1 моль. Определите среднюю скорость реакции по NO. Рассчитайте количества веществ N2 и О2, которые не прореагировали.

112. Вычислите константу равновесия обратимой реакции

2СО(г) + О2(г)  2СО2(г),

если начальные концентрации реагентов были: [СО]исх. = 4 моль/л; [О2]исх. = 2 моль/л, а к моменту равновесия израсходовано 60% оксида углерода (II). Определите равновесное давление газовой смеси при стандартной температуре (Т = 298 К).

113. Константа равновесия гомогенной системы

СО(г) + Н2О(г) ↔ СО2 + Н2(г)

при 850°С равна 1. Вычислите концентрации всех веществ при равновесии, если исходные концентрации: [СО]исх = 3 моль/л; [Н2О]исх = 2 моль/л.

114. Равновесие гомогенной системы

4НСl(г) + О2 ↔ 2Н2О(г) + 2Сl2(г)

установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ: [Н2О]р = 0,14 моль/л; [Сl2]р = 0,14 моль/л; [НСl]р = 0,20 моль/л; [О2]р = 0,32 моль/л. Вычислите исходные концентрации хлороводорода и кислорода.

115. В закрытом сосуде смешано 8 моль SO2 и 4 моль О2. Реакция протекает при постоянной температуре. К моменту наступления равновесия в реакцию вступает 80% первоначального количества. Определите давление газовой смеси при равновесии, если исходное давление составляет 300 кПа.

116. Вычислите константу равновесия для гомогенной системы

СО(г) + Н2О(г) ↔ СО2(г) + Н2(г),

если равновесные концентрации реагирующих веществ: [СО]р = 0,004 моль/л; [Н2О]р = 0,064 моль/л; [СО2]р = 0,016 моль/л; [Н2]р = 0,016 моль/л. Чему равны исходные концентрации воды и СО?

117. Во сколько раз увеличится скорость реакции, протекающей в газовой фазе

C2Cl4(г) + Cl2(г) = C2Cl6(г),

если температуру повысить от 10 до 100°С? Температурный коэффициент реакции равен 3,2.

118. Составьте выражение для скорости реакции в гетерогенной системе

H2(г) + S(тв) = H2S(г).

Вычислите, во сколько раз изменится скорость прямой реакции при изменении температуры от 30 до 20°С и от 20 до 70°С, если температурный коэффициент реакции равен 3.

119. Рассчитайте, как изменится скорость прямой реакции в системе

Н2О2(г) + Н2(г) = 2Н2О(г),

если: а) уменьшить объем, занимаемый газами, в 4 раза; б) увеличить С2О2) в 2 раза и С2) в 2 раза.

Частные порядки по Н2О2 и Н2 равны 1 и 0, соответственно.

120. Эндотермическая реакция разложения фосгена протекает по уравнению

COCl2(г)  CO(г) + Cl2(г), ∆Н = 112,5 кДж.

Как надо изменить: а) температуру; б) давление; в) концентрации веществ, чтобы сместить равновесие в сторону прямой реакции? Напишите выражение для константы равновесия.

 

Растворы. Концентрация растворов

 

121. Виды концентраций: концентрация молекул, массовая и молярная концентрация (молярная концентрация эквивалента). Найдите массу AlCl3 необходимую для приготовления 2 л (2·10-3 м3) раствора с массовой долей хлорида алюминия равной 12%. Плотность раствора 1090 кг/м3. Вычислите молярную концентрацию эквивалента, молярную концентрацию, моляльность и титр этого раствора.  

122. Какие стехиометрические законы лежат в основе химических расчетов? Вычислить фактор эквивалентности атома марганца в оксиде Mn2O7, факторы эквивалентности соединений Cr2O3, PbO2, HCl, Н3РО4, КОН, Са(ОН)2, BaCl2, Al2(SO4)3.

123. Дать определение закона сохранения массы вещества. Вычислить молярную массу эквивалента азота в соединениях NH3, N2H4, NH2OH, N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5, HNO2, HNO3.  

124. Что понимают под определением «моль»? Рассчитать молярные массы эквивалентов окислителя и восстановителя в окислительно-восстановительной реакции: I2 + KOH ® KI + KIO3 + H2O.   

125. Как формулируется закон постоянства состава вещества? Вычислить молярную массу эквивалента следующих соединений: Al, P2O5, CrO3, KNO2, KOH, Fe(OH)2, HNO3, H2SO4, H3PO4, CuSO4, Al2(SO4)3.

126. Закон Авогадро и следствия из него. 13,63 г металла вытеснили из кислоты 4,68 л Н2 при нормальных условиях и 760 мм рт. ст. Вычислить молярную массу эквивалента металла и назвать металл, учитывая, что он имеет степень окисления (+2) в формуле соли.

127. Дать определение «эквивалент» и «фактор эквивалентности». Растворением 0,253 г чистого магния в азотной кислоте и последующим разложением нитрата магния получен оксид массой 0,420 г. Вычислить фактор эквивалентности магния.

128. Привести примеры известных кристаллогидратов. Для определения массы кристаллизационной воды в кристаллогидрате Cu(NO3)2 × n H2O взята навеска соли массой 0,965 г. После удаления кристаллизационной воды получено 0,75 г безводной соли Cu(NO3)2. Вычислить число молекул воды в кристаллогидрате.

129. Какие способы используют для определения молярной массы эквивалента вещества? При взаимодействии 0,2055 г карбоната неизвестного металла с избытком кислоты выделилось 46 мл углекислого газа, измеренного при нормальных условиях. Вычислить молярную массу эквивалента карбоната и написать формулу карбоната.

130. Как находят фактор эквивалентности? На нейтрализацию 0,331 г щелочи израсходовано 0,522 г азотной кислоты. Вычислить молярную массу эквивалента щелочи и назвать щелочь.

131. Как формулируют закон эквивалентов? Два грамма металла, расположенного во II группе периодической системы Д.И. Менделеева, вытесняют 1,12 л водорода при нормальных условиях. Вычислить молярную массу эквивалента металла и назвать металл.

132. Дать определения: раствор, фаза, компонент, растворенное вещество, растворитель. Натрий массой 4,6 г растворили в растворе едкого натра (ω = 20%, ρ = 1,22 г/см3) объемом 200 см3. Определите массовую долю (ω, %) полученного раствора.

133. Дать определение концентрации. К 50 мл 0,2 Н раствора HCl прилили 150 мл 0,8 Н раствора HCl. Определить молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента полученного раствора.

134. Количество вещества и способы его нахождения через молярный объем, молярную массу и число Авогадро. К 12 мл 4 М раствора NaOH (r = 1,1 г/мл) прилили 8 мл воды. Определить СМ, СН и ω щелочи в полученном растворе.

135. Эквивалент, фактор эквивалентности, молярная масса эквивалента и их нахождение на конкретных примерах. До какого объема надо упарить 550 мл раствора (r = 1,12 г/мл) с массовой долей гидроксида натрия 11%, чтобы получить 4,85 М раствор с плотностью 1,18 г/мл? Вычислить массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе.

136. Формулы для перерасчета массовой доли и концентрации, для расчета концентрации раствора при разбавлении. К 20 мл раствора соляной кислоты с r = 1,105 г/мл и   wв-ва = 21,36% прилили 80 мл воды. Рассчитать массовую долю соляной кислоты в полученном растворе.

137. По каким признакам осуществляют классификацию растворов? Вычислите: массовую, моляльную, молярную, нормальную концентрации, мольную долю, титр раствора Н3РО4, полученного при растворении 18г кислоты в 282 мл воды, если его плотность 1,031 г/см3.

138. Теории растворов: физическая, химическая, физико-химическая. Определить массовую долю безводной соли Na2CO3 в растворе, если в 185,4мл раствора содержится 14,5 г кристаллогидрата Na2CO3 × 10H2O.

139. Растворимость, зависимость растворимости от природы растворителя и растворенного вещества, температуры, давления. Сколько граммов растворенного вещества и растворителя содержится в 450 г раствора, если wв-ва = 13 %?

140. Количественные характеристики растворимости. Сколько граммов кристаллогидрата Na2CrO4 · 10H2O  потребуется для приготовления  150 г раствора с массовой долей безводной соли 15%?

141. Способы выражения состава растворов: доли компонента и концентрации. Смешали 5 г раствора KCl с массовой долей 2,2% и 15г раствора KCl с массовой долей 10,8%. Рассчитать массовую долю хлорида калия в полученном растворе.

142. Формулы для расчета объемной, молярной и массовой долей. В 40 мл раствора, плотность которого 1,019 г/мл содержится 14,5г MgCl2. Сколько воды нужно добавить, чтобы получился раствор MgCl2 с массовой долей 1,5%?

143. Использование правила «креста» для приготовления раствора с заданной массовой долей вещества. Требуется приготовить 200мл раствора с массовой долей хлорида магния 6% из двух растворов, в которых массовые доли хлорида магния 4% и 9%. Рассчитайте объёмы этих растворов.

144. Что такое компонент раствора? Из каких компонентов состоят растворы? В каких агрегатных состояниях могут находиться компоненты раствора? Какой объем воды требуется для получения 5% раствора гидроксида кальция из 10 г оксида кальция?

145. Что такое растворы? Что выражает величина, называемая концентрацией раствора? К 100 мл 2М раствора добавили столько воды, чтобы объем раствора стал равным 400 мл. Как изменилась концентрация раствора?

146. Дайте определение молярности, моляльности, нормальности, титра, мольной доли и процентной концентрации. Рассчитайте титр раствора соляной кислоты: а) с молярной концентрацией, равной 0,05 моль/л; б) с массовой долей 2% и плотностью, равной 1,008 г/мл.

147. Какой раствор называется: разбавленным, концентрированным, насыщенным, ненасыщенным, пересыщенным? Сплав дуралюмин содержит алюминий, магний и медь. Для анализа взят кусочек сплава массой 6,8 г. Этот кусочек поместили в соляную кислоту, получив водород объемом 8,176 л (н.у.) и нерастворимый осадок массой 0,2 г. Рассчитайте массовые доли металлов в сплаве.

148. Дайте определение процессов гидратации и сольватации при растворении. Определить теплоту гидратации безводного сульфата цинка, если известно, что теплота его растворения 77,11 кДж, а теплота растворения ZnSO4 · 7H2O равна –17,67 кДж.

149. Назовите условие выпадения из растворов осадков малорастворимых электролитов. К 0,05 л раствора сульфида стронция с молярной концентрацией 0,002 моль/л прилит равный объём раствора сульфата магния с концентрацией 0,004 моль/л. Выпадет ли осадок сульфата стронция?

150. В чем суть закона разбавления Освальда? Дан раствор фосфорной кислоты с массовой долей 40% (r = 1,25 г/мл). Определите молярную концентрацию, молярную концентрацию эквивалента, моляльность и титр данного раствора кислоты.

 

Электролитическая диссоциация растворов и гидролиз солей

 

151. Какой процесс называется гидролизом? Определите характер среды в растворах солей (рН < 7, рН > 7 или рН = 7). Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза солей: Be(NO3)2, KI, Na23, FeCl3.

152. Какое из приведенных веществ: NaOH, NaCl, НСl или NH4Cl, следует прибавить к раствору соли Na34, чтобы уменьшить степень гидролиза соли? Почему?

153. При сливании водных растворов двух солей сульфата хрома(III) и карбоната натрия образуется осадок гидроксида металла и выделяется газ. Почему? Составьте молекулярное и ионно-молекулярное уравнения происходящих реакций.

154. Запишите уравнения реакций гидролиза и укажите характер среды для растворов следующих солей:

а) хлорида хрома (III);

б) цианида натрия;

в) нитрата меди (II);

г) ацетата калия.

155. Определите степень электролитической диссоциации уксусной кислоты в 1 М растворе, если константа диссоциации её 1,754·10-5.

156. Определите рН раствора, полученного растворением 0,22 г оксида

углерода (IV) в 500 мл воды, учитывая лишь первую стадию диссоциации угольной кислоты (К = 4,5·10-7).

157. Определите, сколько отдельных частиц растворённого вещества содержит 1 л раствора, если степень диссоциации уксусной кислоты в 0,01 М растворе равна 20%?

158. Составьте ионные и молекулярные уравнения реакций, протекающих при смешивании растворов сульфата алюминия и карбоната натрия, учитывая, что гидролиз доходит до конца.

159. Вычислить константу и степень гидролиза соли хлорида цинка по первой ступени в растворе концентрации 0,5 моль/л.

160. При смешивании растворов сульфата хрома (III) и сульфида натрия

образуется осадок гидроксида хрома (III). Напишите соответствующие уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

161. Какая из двух солей при равных условиях в большей степени подвергается гидролизу: хлорид железа (II) или хлорид железа (III)? Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей.

162. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей:

а) сульфита калия;

б) нитрата алюминия.

163. Исходя из произведения растворимости карбоната кальция, найти массу карбоната кальция, содержащуюся в 100 мл его насыщенного раствора. Произведение растворимости карбоната кальция равно 5·10-9.

164. Вычислите ионную силу и активность ионов в растворе, содержащем 0,01 моль/л MgSO4 и 0,01 моль/л MgCl2.

165. Константа диссоциации циановодорода (синильной кислоты) равна 7,9·10-10. Найти степень диссоциации HCN в 0,001 М растворе.

166. Вычислите рН раствора, полученного растворением 2,24 л аммиака в 1л воды. Константа диссоциации аммиака 1,77·10-5.

167. Найти молярную концентрацию ионов Н+ в водных растворах, в которых концентрация гидроксид-ионов (в моль/л) составляет 10-4, 3,2·10-6, 7,4·10-11.

168. Вычислите активность ионов алюминия и хлора в 0,01 М растворе хлорида алюминия, содержащем, кроме того, 0,04 моль/л НСl.

169. Вычислите рН раствора азотной кислоты с массовой долей НNО3 0,05%; плотность раствора и степень диссоциации считать равными единице.

170. Напишите уравнение электролитической диссоциации муравьиной кислоты и найдите концентрации ионов Н+ и НСОО- в моль/л в растворе, молярность которого равна 0,01, если константа диссоциации Кд = 1,8∙10-4.

171. Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей:

а) сульфита лития;

б) нитрата аммония;

в) ацетата алюминия.

Напишите выражение для константы гидролиза и оцените рН среды.

172. К 0,25 М раствору NH4OH прибавили равный объем 0,1 М NH4OH. Вычислите концентрацию ионов NH в растворе, если константа диссоциации NH4OH равна 1,6∙10-5 моль/л.

173. Вычислите активную концентрацию ионов Fe2+, Co2+, SO в растворе после травления металла, содержащем 0,05 моль/л FeSO4, 0,01 моль/л СоSO4.

174. Какую реакцию среды имеют растворы следующих солей: FeCl3, Mg(CH3COO)2, KCl, Na2CO3, CH3COONH4? Ответ подтвердите, составив уравнения реакций гидролиза в ионной и молекулярной форме.

175. Раствор, содержащий карбонат натрия массой 0,53 г в воде массой 200 г, кристаллизуется при –0,13°С. Вычислите кажущуюся степень диссоциации этой соли.

176. К 80 см3 0,1 н раствора СН3СООН прибавили 20 см3 0,2 н раствора CH3COONa. Рассчитайте рН полученного раствора, если Кд(СН3СООН) = 1,78·10–5.

177. Вычислите рН растворов, в которых концентрация ионов [OH] равна (моль/дм3):

a) 4,6·10–4;

б) 8,1·10–6;

в) 9,3·10–9.

178. К раствору ZnCl2 добавили следующие вещества:

а) НСl;

б) KOH;

в) K2CO3.

В каких случаях гидролиз ZnCl2 усилится? Почему? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.

179. Какое из приведенных веществ: H24, K24, К2СО3, КОН следует прибавить к раствору соли Cr2(SО4)3, чтобы уменьшить степень гидролиза соли? Почему?

180. Вычислить коэффициент активности и активность ионов водорода в растворе с концентрациями азотной кислоты и сульфата магния равными 0,02 моль/л.

  

Окислительно-восстановительные реакции

 

181 – 210. а) используя метод электронного баланса, составить полные уравнения реакций и указать окислитель и восстановитель; б) закончить уравнения следующих реакций и расставить стехиометрические коэффициенты, используя метод электронного баланса; в) напишите полные уравнения реакций и уравняйте их по электронному балансу.

 

№ задачи

Уравнения реакций

181

а) CO + S → CS2 + CO2

б) Сu2O + HNO3 → NO +

в) Na2Cr2O7 + NaNO2 + H2SO4

182

а) Cl2 + H2O + KOH → KClO + KCl

б) K2S + K2MnO4 + H2O → S +

в) H2O2 + K2Cr2O7 + H2SO4

183

а) KI + K2Cr2O7 + H2SO4 → I2 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O

б) NO2 + KMnO4 + H2O → KNO3 +

в) FeSO4 + KClO3 + H2SO4

184

а) Zn + HNO3 → Zn( NO3)2 + N2 + H2O

б) H3AsO4 + Al + H2SO4 → AsH3 +

в) H2O2 + HI →

185

а) Na + P → Na3P

б) P + KOH + H2O→ KH2PO2 + PH3 +

в) NaNO2 + Cl2 + NaOH →

186

а) MnO2 + H2 → Mn + H2O

б) FeSO3 + KMnO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 +

в)  Fe2(SO4)3 + KI →

187

а) S + HNO3 → H2SO4 + NO

б) Cu2S + HNO3(конц.) → H2SO4 +

в) H2O2 + Fe(OH)2

188

а) Cu(NO3)2 → CuO + NO2 + O2

б) HСl + CrO3 → Cl2 +

в) K2SO3 + KMnO4 + H2SO4

189

а) Cr2O3 + KClO3 + KOH → K2CrO4 + KСl + H2O

б) KI + KNO3 + CH3COOH → NO +

в) Cu2S + KMnO4 + H2SO4

190

а) H2SO3 + Br2 + H2O → H2SO4 + HBr

б) PbO2 + H2O2 → Pb(OH)2 +

в)  HBr + KMnO4

191

а) As2S3 + HNO3 → H3AsO4 + H2SO4 + NO

б) KMnO4 + HСl → Cl2 +

в) H2O2 + KMnO4 + H2SO4

192

а) FеS2 + НNO3(конц) Fе(NO3)3 + Н24 + NО2

б) KClO3 + HСl → Cl2 +

в) CuCl + K2Cr2O7 + HСl →  

193

а) Fe(OH)2 + NO2 → Fe(NO3)3 + NO + H2O

б) K2Cr2O7 + SnCl2 + KOH → K3[Cr(OH)6] +

в) H2O2 + H2S →

194

а) H2S + HNO3 → H2SO4 + NO + H2O

б) K2Cr2O7 + K2S + H2SO4 → S +

в) FeSO4 + Br2 + H2SO4

195

а) KI + H2SO4 → I2 + S + K2SO4 + H2O

б) KClO3 + H2O2 → KCl + O2 +

в) K2SO3 + KMnO4 + KOH →

196

а) Cr2O3 + KNO3 + KOH → K2CrO4 + KNO2 + H2O

б) As2S3 + KClO3 → H3AsO4 + H2SO4 +

в) H2O2 + Cl2

197

а) FeCl3 + KI → FeCl2 + I2+ H2O

б) Mg + HNO3 → NH4NO3 +

в) SO2 + Br2 + H2O →

198

а) NH4NO3 → N2 + H2O

б) PH3 + KMnO4 + H2SO4 → H3PO4 +

в) Cl2 + H2O →

199

а) H2MnO4 → HMnO4 + MnO2 + H2O

б) HI + H2SO4 → S +

в) Cl2 + NaOH →

200

а) H2S2O3 → S + SO2 + H2O

б) I2 + H2O2 → HIO3 +

в) NO2 + H2O  

201

а) (NH4)2Cr2O7 → N2 + Cr2O3 + H2O

б) FeSO4 + H2SO4 + HNO3 → NO +

в) H2S + H2SO4(конц.)  

202

а) P2S3 + H2SO4(конц.) → H3PO4 + SO2 + H2O

б) Fe(CrO2)2 + K2CO3 + O2 → K2CrO4 + Fe2O3 +

в) Fe(NO3)3

203

а) (NH4)2Cr2O7 → N2O + Cr2O3 + H2O

б) KMnO4 + H2O2 → MnO2 +

в) H2SO3 + HI →

204

а) P + HNO3 + H2O → H3PO4 + NO

б) SnCl2 + K2Cr2O7 + H2SO4 → SnCl4 + Sn(SO4)2 +

в) Al + HClO3

205

а) FeS + O2 → Fe2O3 + SO2

б) NH3 + O2 → N2 +

в) I2 + Cl2 + H2O →

206

а) Al + NaOH + H2O → Na[Al(OH)4] + H2

б) Н2S + O2 → SO2 +

в) Br2 + H2S + Н2О →

207

а) S + KOH → K2SO3 + K2S + H2O

б) KI + H2O2 → KIO3 +

в) MnSO4 + PbO2 +  H2SO4

208

а) KMnO4  K2MnO4 + MnO2 + O2

б) NH3 + KClO3 → N2 +

в) КСlO3 + FeCl2 + НСl

209

а) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O

б) Ca3(PO4)2 + C + SiO2  P + CO +

в) Se + KOH →

210

а) (NH4)2CrO4 → N2 + NH3 + Cr2O3 + H2O

б) Pb(NO3)2 → PbO +

в) H2SO3 + Cl2 + H2O →

 

Электродные потенциалы и ЭДС

 

211. Уменьшится, увеличится или останется без изменения масса кадмиевой пластинки при погружении ее в раствор: а) соли СаСl2, б) соли CuSO4? Почему? Составьте молекулярные и электронные уравнения протекающих реакций. Каким образом химическую энергию протекающей реакции можно превратить в электрическую энергию? Составьте схему гальванического элемента и рассчитайте стандартную ЭДС данного гальванического элемента.

212. Что такое электродный потенциал? От каких факторов он зависит? Электродный потенциал марганца в растворе его соли равен -1,27 В. Вычислите активность (концентрацию) ионов марганца в этом растворе. Запишите электрохимическую схему гальванического элемента, ЭДС которого равняется стандартному электродному потенциалу магния. Запишите уравнения анодного и катодного процессов.

213. Какие электроды называются электродами сравнения? От каких факторов будет зависеть потенциал водородного электрода? Рассчитайте потенциал водородного электрода при стандартном давлении водорода и при а) С(Н+) = 10-11 моль/л; б) рН = 4. Давление водорода равно 101,3 кПа. Можно ли составить гальванический элемент из двух водородных электродов

и получить ток. Запишите схему такого гальванического элемента и вычислите ЭДС (используя условия а и б).

214. Какие устройства называются гальваническими элементами и для чего они нужны? Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС медно-никелевого гальванического элемента, в котором концентрации [Сu2+] = 0,1 моль/л, а [Ni2+] = 0,01 моль/л. Рассчитайте изменение величины энергии Гиббса реакции, протекающей при работе данного гальванического элемента.

215. Какой гальванический элемент называется концентрационным? Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из свинцовых электродов, погруженных в раствор нитрата свинца с молярной концентрацией 0,1 и 0,001 моль/л. Рассчитайте изменение величины энергии Гиббса реакции, протекающей при работе данного гальванического элемента.

216. Какие электроды называются металлическими? Имеется два никелевых электрода и растворы сульфата никеля с молярной концентрацией: 10-4; 10-3; 10-2; 10-1; 1 моль/л. Составьте схему гальванического элемента, так чтобы ЭДС этого гальванического элемента была максимальна. Рассчитайте изменение величины энергии Гиббса реакции, протекающей при работе данного гальванического элемента. Запишите уравнения реакций протекающих на катоде и аноде. Как называются гальванические элементы такого типа?

217. Составьте схему гальванического элемента, составленного из пластин марганца и никеля, погруженных в растворы своих солей. Напишите электронные уравнения процессов и уравнение реакции, протекающей при работе данного гальванического элемента. Вычислите ЭДС гальванического элемента при 298 К, если молярная концентрация анодного раствора равна 0,001 моль/л, а катодного раствора 0,1 моль/л. Рассчитайте изменение величины энергии Гиббса реакции, протекающей при работе данного гальванического элемента.  

218. Составьте схему гальванического элемента, в основе работы которого лежит реакция, протекающая по уравнению:

Zn + 2AgNO3 ↔ 2Ag + Zn(NO3)2.

Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов данного гальванического элемента. Вычислите ЭДС этого элемента, в котором при 298 К установилось равновесие. Молярная концентрация анодного раствора равна 0,001 моль/л, а катодного раствора 0,01 моль/л. Чему равна энергия Гиббса этой реакции?

219. В гальваническом элементе протекает реакция

Fe + Cu2+Fe2+ + Cu.

ЭДС этого гальванического элемента равна 0,81 В. Вычислите молярную концентрацию ионов [Сu2+], если концентрация [Fe2+] равна 0,01 моль/л. Составьте схему, напишите уравнения электродных процессов, протекающей при работе гальванического элемента.

220. Что такое гальванический элемент? Составьте схему гальванического элемента, в основе работы которого лежит реакция, протекающая по уравнению:

Ni + 2AgNO3 ↔ 2Ag + Ni(NO3)2.

Запишите электродные реакции анодного и катодного процессов. Вычислите ЭДС этого элемента, если концентрация анодного раствора равна 0,01 моль/л, а катодного раствора 0,1 моль/л.

221. Составьте схему, напишите уравнения электродных процессов и уравнение реакции, протекающей при работе гальванического элемента, у которого один электрод кобальтовый с активностью (концентрацией) ионов металла в растворе, равной 0,001 моль/л. Второй электрод – водородный со стандартным давлением водорода и водородным показателем раствора, равным 5. Рассчитайте ЭДС этого гальванического элемента.

222. Гальванический элемент состоит из металлического цинка, погруженного в 0,1 М раствор нитрата цинка, и металлического свинца, погруженного в 0,02 М раствор нитрата свинца. Вычислите ЭДС элемента, напишите уравнения электродных процессов, составьте схему элемента.

223. Медный стержень массой 422,4 г выдержали в растворе нитрата серебра, после чего его масса составила 513,6 г. Рассчитайте объем израсходованного раствора азотной кислоты (ρ = 1,20 г/см3) с массовой долей 32%, необходимый для растворения медного стержня после выдерживания его в растворе нитрата серебра.

224. Железную пластинку массой 15 г опустили в раствор сульфата меди (ω = 8%) массой 100 г. Через некоторое время пластинку вынули, промыли и высушили. Масса пластинки оказалась равной 15,3 г. Определите концентрацию (ω, %) веществ в образовавшемся после реакции растворе.

225. При какой концентрации ионов Cr3+ (моль/дм3) значение потенциала хромового электрода становится равным стандартному потенциалу цинкового электрода?

226. После того как железную пластинку выдержали в растворе сульфата меди (II), ее масса изменилась на 1,54 г. Определите объем раствора азотной кислоты (ρ = 1,50 г/см3) с массовой долей 96%, необходимый для снятия меди с пластинки.

227. Из каких полуэлементов следует составить гальванический элемент с целью получения максимальной ЭДС:

а) Cu2+/Cu и Pb2+/Pb;

б ) Cr3+/Cr и Fe2+/Fe;

в) Ni2+/Ni и Pb2+/Pb?

228. При каком условии будет работать гальванический элемент, электроды которого сделаны из одного и того же металла? Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, в котором никелевые электроды опущены в 0,002 моль/л и 0,02 моль/л растворы сульфата никеля.

229. Вычислите ЭДС гальванического элемента, образованного магнием и цинком, погруженными в растворы их солей концентраций 1,8·10–5 и 2,5·10–2 моль/дм3 соответственно и сравните с ЭДС гальванического элемента, состоящего из магниевой и цинковых пластин, опущенных в растворы солей с концентрацией [Mg2+] = [Zn2+] = 1 моль/дм3.

230. Составьте схему, напишите электронные уравнения электронных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из пластин свинца и магния, опущенных в растворы своих солей с концентрацией [Pb2+] = [Mg2+] = 1 моль/дм3. Изменится ли значение ЭДС, если концентрацию каждого из ионов понизить до 0,01 моль/дм3?

231. Гальванический элемент состоит из серебряного электрода, погруженного в 1 М раствор нитрата серебра и стандартного водородного электрода. Напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции, происходящей при работе гальванического элемента.

232. Чтобы посеребрить медную пластину массой 10 г, ее опустили в раствор нитрата серебра (ω = 20%) массой 250 г. Когда пластину вынули, оказалось, что масса нитрата серебра в растворе уменьшилась на 20%. Какой стала масса посеребряной пластинки, и какова концентрация оставшегося раствора нитрата серебра?

233. Железную пластинку массой 10 г опустили в раствор (ω = 4%) нитрата серебра. Через некоторое время пластинку вынули, промыли и высушили. Масса пластинки оказалась равной 12,4 г, а концентрация нитрата серебра в растворе уменьшилась в 4 раза. Определите массу (г) исходного раствора.

234. При 298 К и активности ионов 0,005 потенциал электрода Сu2+/Сu равен +0,2712 В. Вычислите стандартный потенциал медного электрода.

235. Расчет ЭДС гальванического элемента в стандартных условиях по известной реакции в элементе. В гальваническом элементе протекает следующая реакция

Zn(т) + 2Cu(OH)2(т) = ZnO(т) + Cu2O(т) + 2H2O(ж).

Необходимо рассчитать  по данным , составить схему элемента, написать реакции, проходящие на электродах.

236. Железная пластинка массой 10,0 г опущена в раствор хлорида неизвестного металла. После полного осаждения металла масса железной пластинки составила 10,1 г. Кадмиевая пластинка такой же массы (10,0 г), опущенная в такой же раствор, после осаждения на ней металла имела массу 9,4 г. Хлорид какого металла содержался в растворе? Определите массовую долю (%) хлорида металла, если объем исходного раствора составил 100 см3 (ρ = 1,10 г/см3).

237. В сосуд, содержащий 100 мл 0,1 М раствора FeSO4, погрузили железную проволоку, а в другой сосуд, содержащий 100 мл 0,1 М раствора CuSO4 – медную проволоку. Растворы соединили солевым мостиком (гель агар-агар в насыщенном растворе KCl), не допускающим перехода электролитов из одного сосуда в другой, а металлические электроды соединили проводником. Через некоторое время взвесили медную проволоку и нашли, что ее масса увеличилась на 0,128 г. Определите концентрации Fe2+ и Cu2+ (в моль/л) в растворе после окончания опыта.

238. Три гальванических элемента имеют стандартную ЭДС соответственно 0,01, 0,1 и 1,0 В при 25°C. Рассчитать константы равновесия реакций, протекающих в этих элементах, если количество электронов для каждой реакции n = 1.

239. В гальваническом элементе при температуре 298 К обратимо протекает реакция

Cd + 2AgCl = CdCl2 + 2Ag.

Рассчитать изменение энтропии реакции, если стандартная ЭДС элемента Eo = 0,6753 В, а стандартные энтальпии образования CdCl2 и AgCl равны -389,7 и -126.9 кДж·моль-1 соответственно.

240. ЭДС элемента Pt / H2 / HBr // AgBr / Ag в широком интервале температур описывается уравнением: Eo (В) = 0,07131 - 4.99·10-4(T - 298) - 3.45·10-6(T - 298)2. Рассчитать ∆Go, ∆Ho и ∆So реакции, протекающей в элементе, при 25°C.

 

Электролиз

 

241. Электролиз 400 г 8,5%-ного раствора нитрата се­ребра продолжали до тех пор, пока масса раствора не уменьши­лась на 25 г. Вычислите массовые доли соединений в растворе, полученном после окончания электролиза, и массы веществ, вы­делившихся на инертных электродах.

242. Раствор содержит ионы Fe3+, Ag+, Bi3+ и Рb2+ в одинаковой концентрации. В какой последовательности эти ионы будут выделяться при электролизе, если напряжение достаточно для выделения любого металла?

243. Сравните, какие продукты будут находиться в растворе в результате электролиза водного раствора нитрата меди (II) с инертными электродами в двух случаях: а) соль полностью подвергнута электролизу и после этого электроды сразу вынуты из раствора; б) соль полностью подвергнута электролизу, после этого в течение некоторого времени электроды остаются в растворе.

244. При электролизе 47,2 мл 11,1%-ного раствора хлорида кальция (плотность раствора 1,06 г/мл) на аноде выделилось 3,36 л газообразных веществ (н. у.). Полученные газы при нагревании пропущены через трубку, содержащую 15 г металлического магния. Вычислите массовые доли веществ, находящихся в трубке после окончания опыта.

245. Электролиз раствора сульфата цинка проводили в течение 5 ч, в результате чего выделилось 6 л кислорода (н.у.). Составьте уравнения электродных процессов и вычислите силу тока.

246. Металлические образцы покрывают никелем электрохимическим методом в электролитической ванне, содержащей раствор NiSO4. На клеммы электролитической ванны подают напряжение 2,5 В. Вычислите расход электрической энергии (в кВт·ч) при покрытии слоем никеля толщиной 0,4 мм десяти металлических цилиндров радиусом 2,5 см и высотой 20 см. (Плотность никеля: ρ = 8,9 г/см3; Аr(Ni) = 58,7; выход по току: η = 90%).

247. Электролизом оксида алюминия расплавленном криолите Na3AlF6 получили 810 кг алюминия. Вычислите расход электроэнергии (в кВт·ч), если напряжение на клеммах электролизера было равно 7 В, а выход по току составил 85%.

248. При электролизе раствора нитрата цинка с использованием ртутного катода была получена амальгама цинка. Известно, что масса катода равна 10 г, электролиз проводили током силой 1 А в течение 3 мин, а выход по току составил 90%. Вычислите: а) процентное содержание цинка в полученной амальгаме; б) объем газа, выделившегося на аноде, при нормальных температуре и давлении.

249. Какова массовая доля (в процентах) йода в растворе, полученном в результате электролиза 1 кг раствора KI с массовой долей растворенного вещества 50%, если электролиз проводили током силой 5 А в течение 5 ч 21 мин 40 с, а выход по току составил 100%?

250. При электролизе водного раствора, содержащего натриевую соль некоторой одноосновной карбоновой кислоты, на аноде выделилась, смесь газов со средней молярной массой 39,33 г/моль. Установите, соль какой карбоновой кислоты была подвергнута электролизу.  

251. 200 г 10%-ного раствора соляной кислоты подвергли электролизу в течение 2 ч током силой 1,93 А. Вычислите массовую долю кислоты (в процентах) в полученном по окончании электролиза растворе.

252. 10 см3 азотной кислоты, рН которой равен 5, подвергли электролизу в течение 1 ч током силой 10 А. Вычислите рН раствора по окончании электролиза.  

253. При электролизе водного раствора нитрата некоторого металла на платиновых электродах выделилось 1,08 г металла и 56 мл кислорода, измеренного при нормальных условиях. Определите молярную массу эквивалента металла.  

254. 100 г 32%-ного  раствора сульфата меди подвергли электролизу током силой 0,5 А до полного осаждения меди. Вычислите: а) время, за которое вся медь осадилась на катоде; б) массовую долю (в процентах) серной кислоты в растворе, полученном после окончания электролиза.

255. При пропускании тока силой 0,804 А в течение 2 ч через 160 мл раствора, содержащего AgNO3 и Cu(NO3)2, на катоде выделилось 3,44 г смеси двух металлов (Ag и Cu). Определите молярную концентрацию обеих солей в исходном растворе, если известно, что раствор, полученный по окончании опыта, не содержит ни ионов меди, ни ионов серебра.  

256. При электролизе раствора, содержащего 2,895 г смеси FeCl2 и FeCl3, на катоде выделилось 1,12 г металла. Вычислите массовую долю (в процентах) каждого из компонентов исходной смеси, если электролиз проводили до полного осаждения железа.

257. 200 мл 10%-ного раствор NaOH (ρ = 1,12 г/см3) подвергли электролизу в течение 13 ч 24 мин 10 с током силой 25 А. Выход по току составил 80%. Вычислите: а) объемы газов, выделившихся на аноде и катоде (в пересчете на нормальные условия); б) массовую долю растворенного вещества (в процентах) в растворе, полученном после окончания электролиза.  

258. Объясните, почему при практическом осуществлении электролиза раствора хлорида натрия объем водорода, выделяющегося на катоде, больше объема хлора, выделяющегося на аноде (объемы газов измеряют при одинаковых условиях).  

259. При электролизе 1000 г 23%-ного (по массе) раствора хлорида натрия током силой 96,5 А в течение 1 ч в электролизере с неразделенным катодным и анодным пространствами получили раствор, содержащий 8,4% (по массе) хлорида натрия. Вычислите соотношение объемов водорода, выделившегося на катоде, и хлор, выделившегося на аноде.  

260. Если считать, что при электролизе смеси солей золота протекает единственный процесс:

Au3+  + 3ē = Au,                                                    (1)

то выход по току оказывается равным 103%. Это обусловлено тем, что наряду с процессом (1) идет еще один процесс:

Au+  + ē = Au.                                                     (2)

Полагая, что электролиз проводят до полного осаждения металла и выход по току в процессах (1) и (2) равен 100%, вычислите соотношение количеств ионов Au3+ и Au+ во взятой смеси солей золота.

261. При электролизе раствора SnBr2 током 2,1 А, масса катода возросла на 0,84 г. Учитывая, что выход по току металла 62%, рассчитайте, какое количество электричества и в течение какого времени пропущено. Составьте схему электролиза.  

262. При получении алюминия электролизом расплавов происходит электрохимическое сгорание углеродистых анодов

3C + 2Al2O3 = 3CO2 + 4Al.

Выход по току CO2 равен 60%. Объем выделившегося оксида углерода (IV) 70 л (после пересчета к нормальным условиям). Рассчитайте количество пропущенного электричества и массу сгоревших анодов.

263. При электролитическом хромировании протекают реакции:

а) CrO3 Cr + 1,5O2;

б) Cr6+  +3ē → Cr3+;

в) Cr3+ Cr6+ +3ē;

г) H2O H2 + 1/2O2.

Укажите анодные и катодные продукты этих реакций, рассчитайте массу хромового покрытия, полученного при токе 5 А, продолжительности процесса 2 часа, выходе хрома по току 13%.  

264. Для получения хлората натрия проводят электролиз, при котором протекает реакция

NaCl + 3H2O = NaClO3 + 3H2.

Рассчитайте, какое количество NaClO3 можно получить при токе 15 А, если при электролизе выделяется 10 л водорода (объем пересчитан к нормальным условиям). Какова будет продолжительность электролиза? Выход по току  NaClO3 равен 70%.

265. При электролизе раствора кислоты выделилось 15 л водорода. Рассчитайте ток, если продолжительность процесса составила 2 часа, температура 18°С, давление 0,9891·105 Па, выход по току 100%.  

266. При оксидировании меди протекают следующие анодные реакции:

Cu + 2OH-  –2ē = CuO + H2O;

4OH-  –4ē = O2 + 2H2O.

Объем выделившегося кислорода составил 0,9 л (после пересчета к нормальным условиям), выход кислорода по току 6%. Рассчитайте количество пропущенного электричества и массу меди, израсходованной на образование оксидной пленки.   

267. При электролизе водного раствора MgCl2 с графитовыми электродами на получение 150 л хлора (объем пересчитан к нормальным условиям) затрачено 12,5·105 Кл. Рассчитайте выход хлора по току.

268. Составьте схему электролиза раствора хлорида калия и вычислите объём водорода, выделившегося при нормальных условиях в случае, когда растворено вещество количеством 2 моль.

269. В каком случае при электролизе раствора соли не происходит выделения металла:

а) AgNO3;

б) PdSO4;

в) CdSO4;

г) NaNO3?

Составьте схемы электролиза.

270. При пропускании постоянного тока силой 6,4 А в течение 30 мин через расплав хлорида трёхвалентного металла на катоде выделилось 1,07 г металла. Определите состав соли, подвергшийся электролизу.

 

Коррозия металлов. Способы защиты металлов от коррозии

 

271. Рассчитайте разность потенциалов под током при коррозии и укажите, в какой последовательности увеличивается коррозионная стойкость с водородной деполяризацией в кислой среде сплавов Al Mn, Al Cu, Al Zn?

272. Имеются пары металлов (Fe/Cu, Fe/Ag, Fe/Sn, Fe/Al), погружённые раствор соляной кислоты. В каком случае не будет протекать коррозия железа?

273. Корпус стального изделия ржавеет на воздухе. Изменится ли скорость коррозии, если: а) на корпус попала капля ртути; б) в воздухе повысилось содержание СО2?

274. Рассчитайте скорость коррозии стального листа размером 2×3×0,003 м, если убыль его массы составила за 325 дней 7,1 кг. Напишите уравнения реакций при коррозии в нейтральной среде.

275. Для обеспечения надежной защиты стали от коррозии необходимо обеспечить защитный ток плотностью 5 мА/см2. Рассчитайте расход протекторов из различных металлов: Mg (примеси Al, Zn, Mn), Al (Zn, Sn), Zn (Al, Cd). Выходы по току: Mg 0,95; Al 0,65; Zn 0,63. Влиянием примесей пренебречь.

276. Следующие пары металлов, находящиеся в тесном контакте, погружены в раствор серной кислоты. Укажите пару, где железо не будет разрушаться: Fe/Cu, Fe/Ag, Fe/Zn, Fe/Au.

277. В аэрированном растворе, содержащем ингибитор, на поверхности стали протекают реакции:

Fe0 = Fe2+ +2ē;

Fe2+ = Fe3+ +ē;

O2 + 2H2O +4ē = 4OH-;

PO + H2O = HPO + H+;

PO + Fe3+ + 2H2O = FePO4·2H2O↓.

Рассчитайте массу защитной пленки, если поглощено 4,1 л кислорода (условия нормальные), а выходы кислорода и железа составляют 70%. Укажите ингибитор и характер его действия.

278. Подземный трубопровод переходит из глинистых почв в песчаные почвы. Где быстрее будет разрушаться стальная труба?

279. Какие виды покрытий используются для защиты металлов от коррозии? Железное изделие покрыли металлом хромом. Какое это покрытие - анодное или катодное? Почему? Составьте уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении цельности покрытия: а) во влажном воздухе; б) в растворе соляной кислоты. Одинаковые или разные продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?

280. При анодном оксидировании магния в щелочном электролите протекают реакции образования защитной пленки из оксида магния (II):

Mg + 2OH- → MgO + H2O +2ē;

и выделения кислорода:

4ОН- → О2 + 2Н2О +4ē.

При токе 5 А выделилось 0,5 л кислорода (объем пересчитан к нормальным условиям) с выходом по току 30%. Рассчитайте продолжительность анодирования и количество магния, израсходованного на образование защитной пленки.

281. Как происходит атмосферная коррозия железа покрытого никелем при нарушении покрытия? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов и напишите продукты коррозии: а) во влажном воздухе; б) в водном растворе кислоты?

282. Следующие пары металлов, находящиеся в тесном контакте, погружены в раствор серной кислоты. Укажите пару, где цинк не будет разрушаться: Zn/Ag, Zn/Cu, Zn/Al, Zn/Fe.

283. Как протекает электрохимическая коррозия при контакте двух металлов Mn Ni: а) во влажном воздухе; б) в водном растворе кислоты? Составьте уравнения анодного и катодного процессов.

284. Перекручены две проволоки: стальная и серебряная. Какой металл начнет корродировать (разрушаться) в первую очередь? Составьте уравнения коррозии: а) в кислой среде; б) во влажном воздухе.

285. В раствор соляной кислоты поместили цинковую пластинку и цинковую пластинку, частично покрытую медью. В каком случае процесс растворения цинка будет протекать более интенсивно? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов и напишите продукты коррозии.

286. Стальная конструкция находится в речной воде. Какой металл целесообразнее выбрать в качестве протектора Al, Mg, К или Рb?

287. Следующие пар металлов, находящиеся в тесном соприкосновении, погружены в раствор поваренной соли: Cr/Mg, Cr/Fe, Cr/Al. Укажите пару, где будет корродировать хром.  

288. Какие способы защиты металлов от коррозии могут применяться? В чем сущность протекторной защиты металлов от коррозии? Приведите пример протекторной защиты железа в электролите: а) содержащем растворенный кислород, б) кислоту. Составьте уравнения анодного и катодного процессов коррозии.

289. Серебро не вытесняет водород из разбавленных кислот (НСl, H24, СН3СООН и т.д.). Почему? Однако, если к этому металлу, погруженному в раствор, например, соляной кислоты, прикоснуться палочкой из цинка, то на серебре начинается выделение водорода. Объясните это явление. Составьте уравнения анодного и катодного процессов коррозии. Какая реакция при этом происходит?

290. От длительной эксплуатации изделий позолота на медном контакте поцарапалась, а покрытие на луженой меди (покрытой оловом) отслоилось. В каком случае быстрее разрушится медь, находящаяся на воздухе?

291. Какие защитные покрытия вам известны? Какие покрытия называются анодными и катодными? Приведите примеры катодного и анодного покрытий для металла железа. Составьте уравнения анодного и катодного процессов коррозии, для одного из приведенных примеров, при нарушении цельности покрытия: а) во влажном воздухе; б) в кислой среде, если цельность покрытия нарушена.

292. Какая часть корпуса корабля (подводная или надводная) будет подвергаться коррозии в большей степени? Почему? Составьте уравнения анодного и катодного процессов коррозии.

293. В чем сущность электрохимической защиты металлов от коррозии? Какие разновидности этой защиты вам известны? Напишите уравнения анодного и катодного процессов коррозии, протекающих при электрохимической защите стальных или корпуса корабля.

294. Висмут не вытесняет водород из разбавленных кислот (НСl, H24, СН3СООН и т.д.). Почему? Однако, если к этому металлу, погруженному в раствор, например, соляной кислоты, прикоснуться палочкой из кадмия, то на висмуте начинается выделение водорода. Объясните это явление. Составьте уравнения анодного и катодного процессов коррозии. Какая реакция при этом происходит?

295. Предложите протектор для защиты свинца от почвенной коррозии под действием влаги и кислорода. Составьте уравнения анодного и катодного процессов коррозии. Какие способы защиты металлов от коррозии вы знаете? Перечислите их.

296. Железные листы сложены в пачку на открытом воздухе. Где быстрее появится ржавчина - между листами или сверху? Почему? По какому механизму - химическому или электрохимическому протекает разрушение металла? Составьте электронные уравнения процессов, протекающих на электродах.

297. Почему только сплошное никелевое покрытие предохраняет сталь от коррозии, тогда как хромовое покрытие сохраняет свою защитную функцию и при наличии пор? Составьте уравнения коррозии в кислой среде. Составьте уравнения анодного и катодного процессов коррозии.

298. Как происходит атмосферная коррозия луженного и оцинкованного железа при нарушении целостности покрытия? Составьте уравнения анодного и катодного процессов.

299. Почему химически чистое железо более устойчиво к коррозии, чем техническое? Составьте уравнения анодного и катодного процессов, происходящих при коррозии технического железа во влажном воздухе и в кислой среде. Какие участки поверхности технического железа могут играть роль катодов в процессе коррозии?

300. Как происходит коррозия луженого (покрытого оловом) кадмия при нарушении покрытия в растворе: а) соляной кислоты, б) на влажном воздухе? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов и напишите продукты коррозии.

  

11 Варианты  заданий  

Номер варианта

Номера задач, относящихся к данному заданию

№1 РГР

№2 РГР

01

    1        31        61         91        121

  151      181      211      241      271

02

    2        32        62         92        122

  152      182      212      242      272

03

    3        33        63         93        123

  153      183      213      243      273

04

    4        34        64         94        124

  154      184      214      244      274

05

    5        35        65         95        125

  155      185      215      245      275

06

    6        36        66         96        126

  156      186      216      246      276

07

    7        37        67         97        127

  157      187      217      247      277

08

    8        38        68         98        128

  158      188      218      248      278

09

    9        39        69         99        129

  159      189      219      249      279

10

  10        40        70       100        130

  160      190      220      250      280  

11

  11        41        71       101        131

  161      191      221      251      281

12

  12        42        72       102        132

  162      192      222      252      282

13

  13        43        73       103        133

  163      193      223      253      283

14

  14        44        74       104        134

  164      194      224      254      284

15

  15        45        75       105        135

  165      195      225      255      285

16

  16        46        76       106        136

  166      196      226      256      286

17

  17        47        77       107        137

  167      197      227      257      287

18

  18        48        78       108        138

  168      198      228      258      288

19

  19        49        79       109        139

  169      199      229      259      289

20

  20        50        80       110        140

  170      200      230      260      290

21

  21        51        81       111        141

  171      201      231      261      291

22

  22        52        82       112        142

  172      202      232      262      292

23

  23        53        83       113        143

  173      203      233      263      293

24

  24        54        84       114        144

  174      204      234      264      294

25

  25        55        85       115        145

  175      205      235      265      295

26

  26        56        86       116        146

  176      206      236      266      296

27

  27        57        87       117        147

  177      207      237      267      297

28

  28        58        88       118        148

  178      208      238      268      298

29

  29        59        89       119        149

  179      209      239      269      299

30

  30        60        90       120        150

  180      210      240      270      300

31

    2        33        64         95        126

  152      183      214      245      276

32

    1        32        63         94        125

  151      182      213      244      275

33

    4        35        66         97        128

  154      185      216      247      278

34

    3        34        65         96        127

  153      184      215      246      277

35

    6        37        68         99        130

  156      187      218      249      280

36

    5        36        67         98        129

  155      186      217      248      279

37

    8        39        70         91        122

  158      189      220      241      272

38

    7        38        69       100        121

  157      188      219      240      271

39

  10        31        62         93        124

  160      181      212      243      274

40

    9        40        61         92        123

  159      190      211      242      273

41

  12        43        74       105        136

  162      193      224      255      286

42

  11        42        73       104        135

  161      192      223      254      285

43

  14        45        76       107        138

  164      195      226      257      288

44

  13        44        75       106        137

  163      194      225      256      287

45

  16        47        78       109        140

  166      197      228      259      290

46

  15        46        77       108        139

  165      196      227      258      289

47

  18        49        80       101        132

  168      199      230      251      282

48

  17        48        79       110        131

  167      198      229      260      281

49

  20        41        72       103        134

  170      191      222      253      284

50

  19        50        71       102        133

  169      200      221      252      283

51

  22        53        84       115        146

  172      203      234      265      296

52

  21        52        83       114        145

  171      202      233      264      295

53

  24        55        86       117        148

  174      205      236      267      298

54

  23        54        85       116        147

  173      204      235      266      297

55

  26        57        88       119        150

  176      207      238      269      300

56

  25        56        87       118        149

  175      206      237      268      299

57

  28        59        90       111        142

  178      209      240      261      292

58

  27        58        89       120        141

  177      208      239      270      291

59

  30        51        82       113        144

  180      201      232      263      294

60

  29        60        81       112        143

  179      210      231      262      293

61

    3        36        69       102        135

  168      201      234      267      300

62

    6        39        72       105        138

  171      204      237      270      273

63

    9        42        75       108        141

  174      207      240      243      276

64

  12        45        78       111        144

  177      210      213      246      279

65

  15        48        81       114        147

  180      183      216      249      282

66

  18        51        84       117        150

  153      186      219      252      285

67

  21        54        87       120        123

  156      189      222      255      288

68

  24        57        90         93        126

  159      192      225      258      291

69

  27        60        63         96        129

  162      195      228      261      294

70

  30        33        66         99        132

  165      198      231      264      297

71

    2        34        66         98        130

  162      194      226      258      290

72

    4        36        68       100        132

  164      196      228      260      292

73

    6        38        70       102        134

  166      198      230      262      294

74

    8        40        72       104        136

  168      200      232      264      296

75

  10        42        74       106        138

  170      202      234      266      298

76

    1        43        71       103        131

  163      191      223      251      283

77

    3        46        73       106        133

  166      193      226      253      286

78

    5        47        75       107        135

  167      195      227      255      287

79

    7        41        77       101        137

  161      197      221      257      281

80

    9        44        76       105        139

  178      203      211      265      284       

81

  20        49        80       109        140

  169      190      229      250      289

82

  18        50        79       118        149

  160      188      220      269      300

83

  16        37        88       119        150

  151      192      233      254      295

84

  14        35        86         91        142

  173      184      235      256      277

85

  12        31        82       115        124

  155      187      236      267      299

86

  11        32        83         94        125

  176      207      218      259      280

87

  13        52        85       116        122

  175      183      212      245      293

88

  15        53        62         95        143

  172      185      213      242      275

89

  17        55        61       112        127

  152      181      215      247      271

90

  19        58        67         92        146

  154      199      214      248      274

91

  30        56        64       113        128

  156      205      217      241      272

92

  29        49        69         97        121

  158      208      224      244      278

93

  28        60        65       110        145

  157      206      239      263      273

94

  27        36        89         97        148

  168      201      238      268      292

95

  26        46        78       103        142

  155      196      220      243      275

96

  25        47        66       105        144

  153      184      221      254      292

97

  24        35        76       117        128

  159      200      231      252      283

98

  23        32        84       107        147

  174      185      214      241      276

99

  22        42        62       112        132

  152      202      222      262      272

00

  21        48        83       119        126

  151      189      235      267      294

Список литературы

 

1.  Коровин Н.В., Масленникова Г.Н., Мингулина Э.И., Филиппов Э.Л. Общая химия. – М.: Высшая школа, 2005.

2. Харин А.Н., Катаева Н.А., Харина Л.Г. Курс химии. – М.: Высшая школа,1983.

3. Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Химия, 1999.

4. Гольбрайх З.Е., Маслов Е.И. Сборник задач и упражнений по химии. – М.: АСТ-Астрель, 2004.

5. Богатиков А.Н., Красицкий В.А., Лапко К.Н. Сборник задач, вопросов и упражнений по общей и неорганической химии. – Минск: Электронная книга БГУ, 2002.

6. Задачи и упражнения по общей химии. Под. ред. Коровина Н.В. – М.: Высшая школа, 2004.

7. Задачник по химии. Под ред. Амирхановой Н.А. – Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2002.

  

Содержание  

Введение                                                                                                             3

1 Строение атомов и периодическая система химических элементов                 4

2 Химическая связь                                                                                            6

3 Химическая термодинамика и термохимия                                                         8

4 Скорость химической реакции и химическое равновесие                               13

5 Растворы. Концентрация растворов                                                                   16

6 Электролитическая диссоциация растворов и гидролиз солей                       19

7 Окислительно-восстановительные реакции                                                      22

8 Электродные потенциалы и ЭДС                                                                       24

9 Электролиз                                                                                                       28

10 Коррозия металлов. Способы защиты металлов от коррозии                       32

11 Варианты заданий                                                                                              36

Список литературы                                                                                                 39

 

Св. план 2011 г., поз.   9  .