ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь...

44
1 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ВОРОНЕЖ 2005

Upload: others

Post on 06-Jun-2020

5 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

1

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

laquoВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТraquo

ОБЩАЯ ХИМИЯ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ВОРОНЕЖ 2005

2

УДК 5771 (0765) ББК 28072 я 7 О28

Издано по решениюучебно-методического совета ВГПУ

Сос т а ви т е л ь

старший преподаватель кафедры химии ЛК Григоренко

Рец ен з ен ты

кандидат химических наук доцент БЯ Коняев (ВГПУ)

кандидат химических наук ассистент кафедры химии ЛАНовикова (ВГЛТА)

О28 Общая химия Учебно-методическое пособие ndash Воронеж ВГПУ 2005 ndash 42 с

Учебно-методическое пособие содержит материалы для само-стоятельной подготовки студентов к лабораторно-семинарским занятиям по общей химии В пособии представлены разнообраз-ные задания для индивидуальной и фронтальной работы студен-тов на занятиях а также предложены расчетные задачи различно-го уровня сложности

Для студентов отделений laquoХимияraquo и laquoБиологияraquo естественно-географического факультета ВГПУ

УДК 5771 (0765) ББК 28072 я 7

copy Григоренко ЛК составление 2005 copy Редакционно-издательское оформление ВГПУ 2005

3

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ХИМИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Атом элемент молекула простое вещество сложное вещество Аллотропия

2 Основные положения атомно-молекулярной теории 3 Относительные и абсолютные атомные и молекулярные массы Их

размерность 4 Моль ndash единица количества вещества Молярная масса молярный

объем число Авогадро 5 Эквивалент фактор эквивалентности молярная масса эквивален-

та количество вещества эквивалента 6 Законы стехиометрии - постоянства состава дальтониды и бертоллиды - сохранения массы веществ - кратных отношений - эквивалентов - объемных отношений 7 Закон Авогадро и следствия из него Относительная плотность газов 8 Законы газового состояния - Бойля ndash Мариотта - Гей ndash Люссака 9 Уравнение Менделеева ndash Клапейрона Универсальная газовая по-

стоянная 10 Парциальное давление газов Закон парциальных давлений Даль-

тона 11 Экспериментальное определение молярных масс эквивалентов

химических элементов 12 Методы определения относительных атомных и молекулярных

масс Мольная теплоемкость простых веществ Правило Дюлонга ndash Пти 13 Химические формулы и уравнения

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какой объем (ну) займут 400middot10 ndash4 м3 газа находящиеся при 50ordmС

и давлении 954middot104 Па Ответ 320middot10 ndash4 м3

2 При ну масса 500middot10 ndash4 м3 газа равна 181middot10 ndash3 кг Определите плотность газа по диоксиду углерода СО2 и метану а также молекуляр-ную массу газа Ответ 184 505 809 middot10 ndash2 кг

3 Плотность газа по воздуху равна 2562 Вычислите массу 100middot10ndash3м3 газа при ну Ответ 3310 middot 10 ndash3 кг

4

4 Средняя плотность по водороду газовой смеси состоящей из во-дорода и кислорода равна 1250 Вычислите объемные доли () водоро-да и кислорода в смеси Ответ 2331 7669

5 Рассчитайте среднюю молекулярную массу и плотность по диок-сиду углерода смеси газов содержащей по объему 380 фосгена СОСl2 и 620 хлора Сl2 Ответ 814

6 Газ плотность которого по воздуху 06 содержится в сосуде емко-стью 002 м3 под давлением 1038middot105 Па при 20ordmС Определите массу газа Ответ 1482middot10 ndash3 кг

7 Сколько молекул СО2 получится при сгорании 4middot10 ndash6 кг углерода Ответ 2 middot 1020

8 Масса 1000middot10 ndash3 м3 газа (ну) равна 1175middot10 ndash3 кг Вычислите мо-лекулярную массу и массу одной молекулы газа

Ответ 2632 1263middot10 ndash25 кг 9 Где содержится больше молекул в 1middot10 ndash3 м3 хлора при давлении

98500 Па и 23ordmС или в 1middot10 ndash3 м3 оксида углерода (IV) при 55ordmС и давлении 10600 Па

10 Определите сколько молекул газа содержится в 1 м3 газа при 32ordmС в космосе при давлении 1333middot10 ndash16 Па Ответ 3163middot105

11 Вычислите приблизительно радиусы атомов железа и золота если плотности этих металлов соответственно равны 790middot103 и 193middot104 кгм3

Ответ 128 middot 10 ndash10 м 144middot10 ndash10 м 12 В одном из двух сосудов объемом 2 л каждый находится кисло-

род а в другом при том же давлении ndash оксид углерода (IV) Масса каж-дого газа составляет 4 г Одинакова ли температура этих газов

Ответ в 1375 раз больше для СО2 13 Для двух газов значение относительной плотности по водороду

одинаково и равно 15 Определите какие это газы если один из них го-рит и при этом образуется газ вызывающий помутнение известковой воды а другой буреет на воздухе

14 В сосуде смешаны газы СО2 О2 N2 массы которых соответствен-но равны 110 160 210 г В каких объемных соотношениях смешаны эти газы Чему равны их объемные доли

Ответ 123 167 333 500 15 Мышьяк образует два оксида массовая доля мышьяка в которых

соответственно равна 652 и 757 Рассчитайте молярную массу экви-валента мышьяка в этих оксидах Ответ 150 гмоль 249 гмоль

16 Чему равна относительная атомная масса металла если в его хло-риде массовая доля хлора составляет 4476 а удельная теплоемкость металла равна 031 Джmiddotгndash1middotКndash1 Ответ8780

17 Чему равна относительная атомная масса металла если известно что его удельная теплоемкость С = 067 Джmiddotг ndash1middotК ndash1 а навеска массой 50 г образует бромид массой 250 г Бром той же массы взаимодейству-ет с водородом объемом 28 л (ну) Ответ 400

5

18 Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой 778 г и обработана соляной кислотой для которой массовая доля HCl 146 ρ=107 гмл На полное растворение навески потребовалось 475 мл кисло-ты Определите по этим данным массовые доли и молярные отношения компонентов в смеси Ответ 02000800 833 167

19 Вещество содержит углерод водород и бром При полном сгорании 752middot10ndash4 кг этого вещества было получено 352middot10ndash4 кг CO2 и 144middot10ndash4 кг Н2O После превращения всего брома в бромид серебра было получено 150middot10ndash3 кг бромида серебра Молекулярная масса вещества равна 188 Оп-ределите формулу этого вещества Ответ C2H4Br2

СТРОЕНИЕ АТОМА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Экспериментальные доказательства сложного строения атома 2 Первые модели строения атома Доказательства достоинства

и недостатки 3 Двойственная природа излучения корпускулярно ndash волновой дуа-

лизм свойств микрочастиц Принцип неопределенности В Гейзенберга соотношение неопределенности Уравнение Луи де Бройля

4 Основное уравнение квантовой механики Волновые функции Фи-зический смысл ψ2

5 Квантовые числа их характеристика Соотношение между ними 6 Атомные орбитали s- p- d- f ndash орбитали 7 Электронное облако Понятие граничной поверхности узловой

плоскости 8 Понятия энергетического уровня и подуровня 9 Правила и принципы заполнения уровней и подуровней

- принцип наименьшей энергии - правило Гунда - принцип Паули 10 Многоэлектронные атомы Правила Клечковского 11 Емкость энергетический уровней 12 Свойства свободных и связанных атомов энергия ионизации

сродство к электрону электроотрицательность степень окисления 13 Электронные и графические формулы атомов

6

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Пылинка массой 1000middot10 ndash6 г движется со скоростью 1 смс можно

ли обнаружить волновые свойства этой частицы Ответ 6625 middot10 ndash14 нм нет

2 Скорость движения электрона равна 20108 мс Рассчитайте длину волны электрона Ответ 3610-12м

3 Неопределенность в скорости электрона равна 100middot10 8 смс Най-дите соответствующую неопределенность в положении электрона

Ответ 0727 нм 4 Какие квантовые числа и в одинаковой ли мере определяют энер-

гию электрона Как она меняется с увеличением их значений Какое квантовое число в магнитном и электрическом полях начинает оказы-вать некоторое влияние на энергетическое состояние электрона Будут ли при этом АО одного и того же энергетического подуровня вырож-денными

5 Что в атоме называют энергетическим уровнем и энергетическим подуровнем При каком условии эти понятия сливаются

6 Чему равно число энергетических подуровней для данного энерге-тического уровня Каким значением главного квантового числа характе-ризуется энергетический уровень если он расщеплен на 4 подуровня Дайте их буквенные обозначения

7 Какие энергетические уровни не имеют а) р- б)d- в) f- подуров-ней Возможно ли отсутствие s ndash подуровня Атомы каких элементов не имеют электронов на p- и d- подуровнях

8 Укажите значения квантовых чисел n и l для внешних электронов в атомах элементов с порядковыми номерами 1114202333

9 Какие энергетические состояния называют вырожденными Чем определяется кратность вырождения Какое значение она имеет для p- d- и f- орбиталей

10 Узловой называют плоскость для всех точек которой ψ2=0Какое электронное облако не имеет узловых плоскостей и сколько их имеют p- и d- электронные облака

11 Учитывая емкость энергетических уровней покажите сколько элек-тронных слоев содержит электронная оболочка атома из 183654 или 86 электронов

12 Покажите на примере как при заполнении электронных оболочек действует принцип Паули и правило Гунда Дайте формулировку правила

13 Почему электроны находящиеся между данным электроном и ядром (промежуточные) называют экранирующими Существуют ли атомы в которых отсутствуют эти электроны

14 Что называют проникающей способностью электрона и как эф-фект экранирования влияет на эффективный заряд ядра для данного электрона

7

15 Что называют электронной формулой и электронной конфигура-цией атома иона или отдельного электронного слоя Какой вид они имеют для следующих атомов и ионов Na и Na+ Ca и Сa2+ Al и Al3+ Cl и Cl - S и S2- K+ и Br - Какие из этих ионов имеют электронное строение атомов Ne Ar Kr

16 Сколько электронных слоев и какое число электронов содержит атом с внешним электронным слоем а) 4s24p2 б)5s25p6

17 Какую атомную орбиталь займет очередной электрон согласно правилу суммы (n+l) а) 4d- или 5s- б) 5p- или 4d- в) 5f- или 4d- г) 5p- или 6s- д) 5f- или 6s- АО 18 Что называют энергией ионизации Какая величина имеет с ней

одинаковое числовое значение В каких единицах они измеряются 19 Что называют сродством атома к электрону Для каких элементов

эта величина имеет наибольшее положительное значение и для каких отрицательное значение Какие экспериментальные данные указывают на невозможность существования многозарядных простых ионов

20 Какой вывод можно сделать о свойствах атома по значению для него ионизационного потенциала и сродства к электрону

21 Что называют абсолютной и относительной электроотрицательно-стью Как по значению этой величины можно судить о направлении смещения электронной плотности при образовании связей

22 Энергия ионизации брома равна 11408 кДжмоль Сродство брома к электрону равно 3414 кДжмоль Вычислите относительную электро-отрицательность брома Ответ 28

ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДИ МЕНДЕЛЕЕВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие периодических и непериодических свойств 2 Первые попытки классификации элементов (Деберейнер Шанкур-

туа Ньюлендс Майер) 3 Открытие ДИ Менделеевым периодического закона Формулиров-

ка ДИ Менделеева и современная 4 Периодическая система (ПС) как отражение периодического закона

Варианты периодических систем длиннопериодный полудлинный краткопериодный (краткая характеристика)

8

5 Структура ПС с точки зрения строения атомов а) период особенности строения атомов элементов малых и больших

периодов б) группа особенности строения атомов IА и I В-групп 6 Периодические и непериодические свойства химических элементов

и их соединений в зависимости от положения элементов в ПС а) эффективные и орбитальные радиусы атомов б) энергия ионизации I потенциал ионизации в) энергия сродства к электрону Е г) электроотрицательность д) степень окисления (со) е) свойства соединений (оксидов гидроксидов водородных соединений) 7 Значение периодического закона

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какой физический смысл имеет порядковый номер и почему хими-ческие свойства элемента в конечном счете определяются зарядом ядра его атома

2 Как объяснить три случая (укажите их) отклонения от последова-тельного расположения элементов в периодической системе по возрас-танию атомных масс

3 В каких случаях емкость заполняемого энергетического уровня и число элементов в периоде а) совпадают б) не совпадают Объясните причину

4 Чем определяется число s- p- d- f ndash элементов в периодах Какие элементы образуют А и В группы Есть ли периоды не содержащие s- p- d- f ndash элементы В каких периодах находятся элементы всех четырех электронных семейств

5 Как объясняется немонотонное изменение энергии ионизации у эле-ментов II и III периодов ПС

6 Исходя из величин потенциалов ионизации укажите какой из при-веденных элементов Li Na K Rb Cs является более сильным восстано-вителем

7 Исходя из величин электроотрицательности укажите как в приве-денном ряду F Cl Br I изменяется способность атомов принимать электроны

8 Учитывая что элементы Be и Al образуют амфотерные гидроксиды напишите химические формулы следующих соединений а) нитрата бериллия бериллиевой кислоты бериллата калия б) гидроксида алюминия нитрата алюминия мета- и орто- алюминие-

вых кислот метаалюмината натрия ортоалюмината калия

9

9 Укажите какое из сравниваемых двух соединений является более сильным основанием а) NaOH или CsOH б) Ca(OH)2 или Ba(OH)2 в) Zn(OH)2 или Cd(OH)2

10 Какое из перечисленных газообразных водородных соединений наи-более прочно и какое наименее прочно NH3 PH3 AsH3 SbH3 BiH3 11 Как меняется восстановительная способность и сила кислот в ряду HF HCl HBr HI 12 На примере кислородных соединений марганца покажите как с уве-личением степени окисления элементов меняется характер оксидов и со-ответствующих им гидроксидов 13 Как меняются окислительные свойства и сила кислот в ряду HСlO HСlO2 HСlO3 HСlO4 14 Укажите какая из сравниваемых двух кислот является более сильной а) H2SO3 и H2SO4 б) H3PO4 или H3VO4 в) H2SO3 или H2SеO4 15 Как изменяется сила кислот в ряду H2SO4 rarr H2SеO4 Hrarr 2TeO4 16 Структуры внешнего и предвнешнего электронных слоев атомов следующие 3s23p63d54s1 4s24p64d55s1 5s25p65d46s2 Назовите эти эле-менты Как изменяются окислительные свойства оксидов этих элемен-тов отвечающих высшим степеням окисления 17 Зная закономерность в изменении свойств элементов в В-группах объясните почему природные соединения хрома и вольфрама не одно-типны основная руда первого элемента ndash хромистый железняк Fe(CrO2)2 а второго ndash шеелит CaWO4 18 Атом элемента имеет электронную конфигурацию 1s22s22p63s23p5 Определите место элемента в периодической системе и напишите для него электронные формулы иона Э ndash и условного иона Э7+ 19 Конфигурация валентных электронов в атомах двух элементов вы-ражается формулами 3s23p2 и 3d24s2 Определите в каких группах и подгруппах они расположены 20 В оксиде трехвалентного элемента массовая доля кислорода равна 30 Укажите относительную атомную массу элемента 21 При взаимодействии с водой 460 г неизвестного металла (со +1) выделилось 224 г (ну) водорода Укажите молярную массу образую-щейся при этом щелочи

10

КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ МЕТОД ВАЛЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Ранние представления о химической связи 2 Общая причина и природа сил образования химической связи любо-

го типа Работа Лондона и Гайтлера 3 Основные положения МВС 4 Основные характеристики связи - длина - энергия - валентный угол 5 Механизмы образования ковалентной связи - обменный - донорно-акцепторный 6 Виды ковалентной связи - полярная и неполярная - кратная связь Сигма пи- и дельта- связи 7 Свойства ковалентной связи - насыщаемость - направленность - поляризуемость 8 Валентные возможности элементов II и III периода 9 Геометрия молекул и ионов в зависимости от гибридизации АО (на

примерах NH3 NH4+ CH4 H2O H3O+ CO2 CO SO2 CO3

2- NO3- и др)

10 Дипольный момент связей и молекул 11 Делокализованная связь Кратность связи

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Рассчитайте длину связи в молекуле IСl если межъядерные расстоя-

ния в молекулах I2 и Cl2 соответственно равны 267middot10-10 и 199middot10-10 м Ответ 233middot10-10 м

2 Будут притягиваться или отталкиваться два атома водорода в сле-дующих случаях

а) l = 015 нм спины электронов параллельны б) l = 003 нм спины антипараллельны в) l = 0074 нм спины антипараллельны 3 Приведите примеры молекул которые содержат а) только σ-связи б) одну σ - и одну π-связи

11

в) две σ - и одну π-связи г) две σ - и две π-связи д) одну σ - и две π-связи Сколько σ - и π-связей содержат молекулы SF6 CCl4 SO3 PCl5

POCl3 C2H4 C2H2 COCl2SO2Cl2 4 В каких случаях кратность связи выражается дробным числом

Почему для аниона SO42- она равна 15 Какой будет кратность связей

в ионах CO32- PO4

3- NO3-

5 Какие условия определяют возможность гибридизации АО Как меняется устойчивость гибридного состояния АО элемента с увеличени-ем его атомного номера в пределах одной подгруппы периодической системы

6 Какие АО не могут участвовать в гибридизации Возможна ли гиб-ридизация орбиталей

а) 3p- и 4s- б) 4s ndash и 5p- в) 4s- и 4p- г) 4s- 4p- 5d- д) 3d- 4s- и 4p- е) 4s- 4p- и 4d- 7 Какие геометрические конфигурации молекул может дать sp3 ndash

гибридизация центрального атома Чем это определяется 8 Перечислите типы гибридизации s- p- и d- орбиталей Какое про-

странственное положение занимают гибридные АО в каждом из этих слу-чаев и какой будет геометрическая форма образованных ими молекул

9 Какие геометрические конфигурации молекул возможны в случае sp3 d- и sp3 d2- гибридизация орбиталей центрального атома а) в отсутствии неподеленных электронных пар б) при наличии одной неподеленной пары в) при наличии двух неподеленных пар 10 Почему однотипные по атомному составу молекулы СО2 и SО2

ВСl3 и РСl3 имеют разную геометрическую конфигурацию 11 Что называют электрическим моментом диполя молекулы В ка-

ких случаях он совпадает с моментом диполя связи 12 Почему молекулы простых веществ и некоторых сложных веществ

с полярными связями не имеют электрического момента диполя При-ведите примеры

13 В каких случаях наличие у центрального атома неподеленной электронной пары а) увеличивает момент диполя молекулы б) уменьшает его Покажите это на примере молекул NH3 и NF3 для которых значения

их соответственно равны 486middot10-30 и 067middot10-30 Кл middotм 14 Как должны меняться значения моментов диполей молекул в ряду

а) ClF ndash BrF ndash IF б) NH3 ndash PH3 ndash AsH3

12

Почему векторная сумма диполей оказывается различной для двух трехатомных молекул СО2 и Н2О

15 Что называют поляризуемостью ковалентной связи Какие части-цы могут играть роль внешнего электрического поля

МЕТОД МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРБИТАЛЕЙ ИОННАЯ СВЯЗЬ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Недостатки МВС в объяснении существования молекулярных ионов и магнитных свойств некоторых частиц 2 Сущность метода молекулярных орбиталей 3 Условия образования молекулярных орбиталей Связывающие и раз-рыхndashляющие орбитали 4 Энергетические диаграммы образования МО для молекул образо-ванных элементами I и II периода (Н2 Н2

+ Не2 Не2+ Ве2 О2 О2

+ О2- N2

CO NO) Принципы и правила заполнения МО 5 Ионная связь Механизм образования 6 Свойства ионной связи и соединений с данным типом связи 7 Поляризуемость и поляризующее действие ионов Закономерности изменения этих характеристик Понятие степени ионности связи 8 Водородная связь Условия образования и свойства 9 Виды водородной связи Влияние их на свойства веществ

10 Межмолекулярное взаимодействие Виды характеристика 11 Характеристика свойств веществ с учетом ММВ 12 Агрегатные состояния вещества Общие представления о твердых

кристаллах атомных молекулярных металлических ионных 13 Жидкокристаллическое состояние

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют поляризующим действием данного иона и его соб-

ственной поляризуемостью В какой зависимости находятся эти свойст-ва от величины заряда иона и его радиуса

2 Какие из ионов должны иметь большую поляризующую способ-ность Na+ или Cs+ Ве2+ или Ва2+ Al3+ или La3+ На основе чего решается этот вопрос

13

3 Поляризуемость какого из ионов больше F- или Br - S2- или Te2- Сl- или I- Объясните причину

4 Какая из приведенных связей Cs ndash Cl Ca ndash S Ba ndash F наиболее прибndashлижается к ионной

5 Какая связь в каждом из соединений HClO NaHSO4 KOH имеет наиболее ионный характер

6 На основании значений электроотрицательности определите как меняется характер связей в водородных соединениях и оксидах элемен-тов третьего периода Как изменяется характер связи в молекулах в ря-ду LiF BeF2 BF3 CF4 F2

7 Как объяснить на основе поляризационных представлений мень-шую устойчивость иодидов меди (II) и свинца (IV) по сравнению с соот-ветствующими хлоридами

8 Определите у какого соединения (KF или KI) температура плавления ниже

9 Какая из солей (RbCl или AgCl) начинает плавиться при более низ-кой температуре

10 Температуры плавления CaI2 и CdI2 575˚С и 388˚С соответственно радиусы ионов Ca2+и Cd2+ близки по размерам В чем причина различия в температурах плавления данных веществ

11 В чем причина меньшей температуры плавления кристаллов PbCl4 по сравнению с PbCl2

12 У какого из соединений (C2H5OH или C2H5SH) температура ки-пения выше

13 При нормальном давлении (101middot105 Па) температура кипения H2O ndash 373 H2S ndash 2128 H2Se ndash 2317 H2Te ndash 271 K Объясните кажущееся laquoнару-шениеraquo в характере изменения температуры кипения в ряду H2O ndash H2S ndash H2Se ndash H2Te

14 Покажите на фрагменте полипептида возможность образования внутримолекулярных водородных связей при скручивании молекулы белка в спираль (вторичная структура белка)

15 Объясните как наличие внутренней водородной связи в молекуле салициловой кислоты (О ndash карбоксифенол) влияет на ее кислотные свойства

16 Какие три вида межмолекулярного взаимодействия называют ван-дер-ваальсовыми силами Чем определяется каждый из них Какое взаимодействие оказывается наиболее слабым

17 Как влияет на ориентационное взаимодействие полярность молекул и температура В чем выражается индукционное взаимодействие поляр-ных молекул с неполярными

18 Какое межмолекулярное взаимодействие является универсальным и действует между любыми частицами

19 Почему с увеличением молярной массы галогенов повышаются температуры их плавления и кипения

14

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ХИМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ ТЕРМОХИМИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие термодинамических систем 2 Основные понятия ТД - система среда фаза фазовое состояние - параметры состояния экстенсивные и интенсивные параметры - виды систем на основе характера обмена со средой веществом

и энергией - виды систем в зависимости от агрегатного состояния вещества - термодинамические функции состояния их особенность - процесс характеристика процессов на основе изменения некото-

рых параметров (изобарические изохорические изотермические и др) 3 Внутренняя энергия Теплота Работа 4 I закон ТД Энтальпия и ее изменение Энергетические эффекты

химических реакций Система знаков для обозначения тепловых эффек-тов Термохимические уравнения

5 Необходимость стандартизации тепловых эффектов Стандартная энтальпия образования простых веществ и соединений Стандартная эн-тальпия сгорания веществ

6 Закон Гесса и следствия из него 7 Самопроизвольные и вынужденные процессы Недостаточность I за-

кона ТД для определения возможности самопроизвольного протекания процессов

8 Понятие энтропии Макро- и микросостояния системы Энтропия веществ в разных агрегатных состояниях Стандартизация энтропии Расчеты ∆S˚298 для химических реакций Второй закон ТД

9 Энергия Гиббса ndash критерий направленности химических реакций в закрытых системах при р Т ndash const Термодинамическая возможность или невозможность самопроизвольного протекания процесса

10 Стандартизация ∆G Расчеты ∆G˚298 по табличным данным

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите количество теплоты выделяющейся при гашении 100

кг извести водой при 25˚С если известны стандартные теплоты образо-вания веществ участвующих в химической реакции

15

∆Н˚298 СаО(к) = - 6351 кДжмоль ∆Н˚298 Н2О(ж) = - 28584 кДжмоль ∆Н˚298 Са (ОН)2 (к) = - 9862 кДжмоль

Ответ 11654 кДж 2 При взрыве 5 л гремучего газа выделилось 36 кДж теплоты Со-

ставьте термохимическое уравнение данной реакции 3 При сжигании ромбической серы массой 16 г выделилось

14860 кДж теплоты а при сжигании той же массы моноклинной серы 14841 кДж теплоты Вычислите энтальпию перехода ромбической серы в моноклинную Ответ 38000 Джмоль

4 Определите ∆Н˚298 процесса образования мочевины 2NH3(г) + СО2(г) = Н2О(ж) + (NН2)2СО(к) используя стандартные эн-тальпии образования участвующих в реакции веществ

Ответ - 48706 кДж 5 Определите тепловой эффект реакции синтеза акриловой кислоты

при 298 К СН equiv СН(г) + СО(г) + Н2О(ж) СНrarr 2 = СН ndash СООН(ж) если из-вестны стандартные теплоты сгорания веществ участвующих в химиче-ской реакции

∆Н˚С298 СН equiv СН(г) = - 129963 кДжмоль ∆Н˚С298 СО(г) = - 2825 кДжмоль ∆Н˚С298 СН2 = СН ndash СООН(ж) = - 1370 кДжмоль 6 При образовании 80 г Fe2О3 поглощается 4265 кДж теплоты со-

гласно уравнению 2Fe + Al2О3 = Fe2О3 + 2 Аl Запишите уравнение реак-ции в термохимической и термодинамической шкале

7 Энтальпия растворения в воде безводной соды и кристаллогидрата Na2CO3 middot 10 Н2О равны соответственно ndash 25 кДж и + 67 кДж Вычислите энтальпию реакции Na2CO3 + 10 Н2О = Na2CO3 middot 10 Н2О

Ответ 92 кДжмоль 8 Предскажите знак изменения энтропии для процессов а) 2КClO3 (к) = 2KCl(к) + 3О2(г) б) N2 + 2O2= 2NO2в) СаСО3(к) = СаО(к) + СО2(г) г) Ag+ (р) + Сl ndash (р) = AgCl(к) Подтвердите вывод расчетом 9 На основе расчетов покажите термодинамическую возможность

получения Cl2О из простых веществ а) в стандартных условиях б) при повышенной температуре

10 Какие оксиды из перечисленных ниже можно восстановить водо-родом в стандартных условиях СuO PbO CaO Cr2O3

11 Вычислите изменение свободной энергии реакции 4Р + 5СО2 Рrarr 4О10 + 5С Можно ли потушить горящий фосфор угле-

кислым газом

16

12 Возможно ли самопроизвольное протекание перечисленных реак-ций при стандартных условиях

FeO(к) + Н2 = Fe (к) + Н2О(г) 2КClO3 (k) = 2 KCl (k) + 3О2(г) 4НСl + О2 = 2Сl2 + 2 H2O(ж) 2NH4NO3 = 4H2O + O2 + 2N2

N2 + 2H2O = NH4NO2 если ∆G˚ (NH4NO2 ) = 11594 кДжмоль 13 При какой температуре процесс FeO(к)+ H2 = Fe(к) + Н2О(г) ста-

новится самопроизвольным при стандартном давлении если изменени-ем ∆Н и ∆S с температурой можно пренебречь Ответ 8279 К

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Химическая кинетика Практическая значимость ее для описания процессов

2 Классификация химических реакций а) по степени сложности б) по кинетическому признаку последовательные параллельные со-

пряженные в) по характеру фаз гомогенные гетерогенные г) по природе частиц ионные молекулярные радикальные д) по числу частиц мономолекулярные бимолекулярные тримолеку-

лярные лимитирующая стадия е) по использованию катализатора ж) по тепловому эффекту 3 Понятие скорости химической реакции определение средняя и ис-

тинная скорость единицы измерения 4 Основной закон химической кинетики Кинетические уравнения

Порядок реакции Константа скорости 5 Энергия активации Энергетическая диаграмма процесса Понятие

активированного комплекса и интермедиата 6 Зависимость скорости реакции от температуры уравнения Вант-

Гоффа и Аррениуса распределение частиц по энергиям 7 Катализ понятие виды теория промежуточных стадий и адсорбци-

онная Селективность катализаторов каталитические яды Ингибиторы

17

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 При некоторой температуре и давлении в сосуде емкостью 05 л на-

ходится 003 моль диоксида азота Вычислите константу скорости пря-мой реакции протекающей по уравнению 2NO2 hArr N2O4 если скорость реакции при данных условиях равна 108 мольл middot с

Ответ 300 middot 102 лмольmiddotс 2 Скорость элементарной реакции А + 2В = АВ2 при концентрации

А 02 мольл и В 04 мольл равна 008 мольлmiddot мин Определите констан-ту скорости взаимодействия А и В и укажите ее размерность

3 Константа скорости реакции А + 2В = АВ2 равна 2middot10-3 лмольmiddotс а) какова скорость указанной реакции в начальный момент если кон-

центрация вещества А равна концентрации вещества В и составляет 040 мольл б) какова будет скорость этой реакции через некоторое время если

к этому моменту образуется 0100 мольл вещества АВ2 Ответ а) 128middot10-4 мольлmiddotс

б) 240middot10-5 мольлmiddotс 4 Напишите кинетические уравнения и определите молекулярность

частные и общие порядки следующих простых реакций а) Н + Вr = HBr б) H2 + O2 = H2O2 в) А + 2В = D г) F + H = HF д) O3 = O2 + O 5 Кинетическое уравнение сложной реакции СО + Сl2 = СОСl2 таково

v = kC(CO)middotC15 (Cl2) Каков общий порядок процесса Как изменится скорость реакции при увеличении втрое а) концентрации СО б) концентрации Сl2 в) давления г) объема реакционной смеси 6 Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен

15 Во сколько раз увеличится скорость данной реакции при повышении температуры на 30degС Ответ в 34 раза Определите температурный коэффициент скорости реакции если при

понижении температуры на 45degС реакция замедлилась в 25 раз Ответ 21

7 На сколько градусов нужно повысить температуру чтобы скорость реакции увеличилась в 81 раз если температурный коэффициент скоро-сти равен 3 Ответ на 40degС

8 Реакция идет по уравнению 2NO + O2 hArr 2NO2 Начальные концен-трации реагирующих веществ были (мольл) C(NO) = 08 C (O2) = 06

18

Как изменится скорость реакции если концентрацию кислорода увели-чить до 09 мольл а концентрацию оксида азота до 1 2 мольл

Ответ возрастет 3 4 раза 9 Разложение N2О на поверхности золота при высоких температурах

протекает по уравнению 2 N2О = 2N2 + О2 Константа скорости данной реакции равна 5middot10-4 лmiddotмоль-1middotмин ndash1 при 1173 К Начальная концентрация N2О 320 мольл Определите скорость реакции при заданной температу-ре в начальный момент и в тот момент когда разложится 25 N2О

Ответ 512middot10 ndash4 288 middot10 ndash4 мольmiddot мин -1middotл -1

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Обратимые и необратимые химические процессы Прямые и обрат-ные реакции

2 Химическое равновесие понятие график зависимости скорости прямой и обратной реакции от времени иллюстрация кинетического вывода константы химического равновесия на примере простой реакции и неприменимость его для сложных реакций

3 Выражение константы равновесия при данной температуре через а) парциальное давление реагирующих веществ Кр б) их молярные кон-центрации Кс Взаимосвязь Кр и Кс

4 Связь константы равновесия с основными термодинамическими величинами

5 Факторы влияющие на увеличение константы равновесия (∆Н ∆S) 6 Смещение химического равновесия принцип Ле-Шателье и иллю-

страция его справедливости на конкретных примерах при изменении концентрации давления и температуры

7 Катализаторы и равновесие 8 Химическое равновесие в живой и неживой природе 9 Примеры химических равновесий имеющих практическое значение

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать выражения констант равновесия для реакций а) 2NH3harr3H2+N2б) Fe3O4 + 4CO 3 Fe + 4COharr 2 в) 3 Fe2O3 + Н2 harr Н2О (пар) + 2 Fe3O4

г) С+СО2 2СО harr

19

В каком направлении сместится равновесие в каждом случае при уве-личении давления

2 В каком направлении сместится равновесие следующих обрати-мых реакций

а) 2SO2 + O2harr 2SO3 + 19274 кДж б) N2O4 2 NOharr 2 ndash 5447 кДж при понижении температуры при понижении давления 3 Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных

реакций вправо а) С + Н2О(пар) harrСО + Н2 ndash 12989 кДж б) N2 + 3H2 harr2NH3 + 9218 кДж 4 Вычислите константу равновесия реакции 2НВr harrH2 + Br2 если

до начала разложения масса бромоводорода была равна 0809 г а к мо-менту равновесия прореагировало 5 исходного вещества

Ответ К = 900middot10 ndash5

5 В сосуд объемом 05 л было помещено 05 моль водорода и 05 моль азота При некоторой температуре к моменту равновесия образова-лось 002 моль аммиака Вычислите константу равновесия данной сис-темы Ответ К = 2middot10 ndash3

6 В сосуде объемом 05 л протекает реакция СН4 + Н2О(пар) СО +3Н

harr

2 Вычислите константу равновесия К данной системы если перво-начальные массы реагирующих веществ в данном объеме были следую-щие СН4 ndash 08 г Н2О ndash 09 г СО ndash 14 г Н2 ndash 01 г и если к моменту рав-новесия прореагировало 50 метана Ответ К = 94middot10 ndash1

7 Вычислите константу равновесия реакции N2 + 3H2harr2 NH3 если при некоторой температуре и давлении в сосуд объемом 10 л введено 14 г азота и 1 г водорода К моменту равновесия образовалось 085 г аммиака Ответ К = 69

8 Константа равновесия К реакции 2 NO2 harrN2O4 при некоторой температуре равна 03 Вычислите молярные концентрации компонентов системы при наступлении равновесия если первоначальная молярная концентрация NO2 равна 92 гл Ответ 018 мольл 0010 мольл

9 Определите исходные концентрации азота и водорода в мольл и гл если при наступлении равновесия системы N2 + 3H2 2NHharr 3 кон-центрации веществ были азота ndash 05 мольл водорода ndash 03 мольл ам-миака ndash 20 мольл

Ответ N2 ndash 15 мольл 42 гл Н2 ndash 33 мольл 66 гл 10 При некоторой температуре в закрытом сосуде были смешаны

212 моль водорода и 523 моль йода Определите состав равновесной смеси (мольл) если константа равновесия реакции Н2 + I2 2HI при данных условиях равна 50

harr

Ответ Н2 = 160 мольл I2 = 0130 мольл HI = 102 мольл

20

11 Константа равновесия Кр реакции 2SO2 + O2harr 2SO3 при 950 К равна 1062 middot 10 ndash2 Вычислите Кс для этой реакции

Ответ Кс = 8388 12 Рассчитайте Кр и Кс для реакции РСl5 harrРСl3 + Cl2 при 500 К если

к моменту равновесия продиссоциировало 54 РСl5 а исходная концен-трация РСl5 была равна 100 мольл

Ответ Кс = 0634 Кр = 264middot10 ndash2

13 Константа равновесия системы H2 + I2 hArr 2HI при некоторой тем-пературе равна 40 Определите какой процент водорода и иода перейдет в HI если исходные молярные концентрации этих веществ одинаковы и составляют 001 мольл Ответ 76

РАСТВОРЫ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ И СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Общие сведения о дисперсных системах Грубодисперсные систе-мы коллоидные растворы (золи) истинные растворы

2 Твердые жидкие и газообразные растворы понятие примеры зна-чение

3 Физическая химическая и современная (физико-химическая) тео-рии растворов Работы ДИ Менделеева

4 Энергетика растворения 5 Растворимость Влияние температуры на растворимость газообраз-

ных жидких и твердых веществ 6 Способы выражения состава растворов а) качественные характеристики б) количественные параметры в) массовая доля растворенного вещества (W) г) молярная концентрация раствора (См) д) молярная концентрация эквивалента (Сэ) е) титр раствора (Т) ё) молярная доля растворенного вещества (χ) ж) моляльная концентрация (b) З) растворимость (S) 7 Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов

(Росм) 8 Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов Первый за-

кон Рауля

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 2: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

2

УДК 5771 (0765) ББК 28072 я 7 О28

Издано по решениюучебно-методического совета ВГПУ

Сос т а ви т е л ь

старший преподаватель кафедры химии ЛК Григоренко

Рец ен з ен ты

кандидат химических наук доцент БЯ Коняев (ВГПУ)

кандидат химических наук ассистент кафедры химии ЛАНовикова (ВГЛТА)

О28 Общая химия Учебно-методическое пособие ndash Воронеж ВГПУ 2005 ndash 42 с

Учебно-методическое пособие содержит материалы для само-стоятельной подготовки студентов к лабораторно-семинарским занятиям по общей химии В пособии представлены разнообраз-ные задания для индивидуальной и фронтальной работы студен-тов на занятиях а также предложены расчетные задачи различно-го уровня сложности

Для студентов отделений laquoХимияraquo и laquoБиологияraquo естественно-географического факультета ВГПУ

УДК 5771 (0765) ББК 28072 я 7

copy Григоренко ЛК составление 2005 copy Редакционно-издательское оформление ВГПУ 2005

3

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ХИМИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Атом элемент молекула простое вещество сложное вещество Аллотропия

2 Основные положения атомно-молекулярной теории 3 Относительные и абсолютные атомные и молекулярные массы Их

размерность 4 Моль ndash единица количества вещества Молярная масса молярный

объем число Авогадро 5 Эквивалент фактор эквивалентности молярная масса эквивален-

та количество вещества эквивалента 6 Законы стехиометрии - постоянства состава дальтониды и бертоллиды - сохранения массы веществ - кратных отношений - эквивалентов - объемных отношений 7 Закон Авогадро и следствия из него Относительная плотность газов 8 Законы газового состояния - Бойля ndash Мариотта - Гей ndash Люссака 9 Уравнение Менделеева ndash Клапейрона Универсальная газовая по-

стоянная 10 Парциальное давление газов Закон парциальных давлений Даль-

тона 11 Экспериментальное определение молярных масс эквивалентов

химических элементов 12 Методы определения относительных атомных и молекулярных

масс Мольная теплоемкость простых веществ Правило Дюлонга ndash Пти 13 Химические формулы и уравнения

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какой объем (ну) займут 400middot10 ndash4 м3 газа находящиеся при 50ordmС

и давлении 954middot104 Па Ответ 320middot10 ndash4 м3

2 При ну масса 500middot10 ndash4 м3 газа равна 181middot10 ndash3 кг Определите плотность газа по диоксиду углерода СО2 и метану а также молекуляр-ную массу газа Ответ 184 505 809 middot10 ndash2 кг

3 Плотность газа по воздуху равна 2562 Вычислите массу 100middot10ndash3м3 газа при ну Ответ 3310 middot 10 ndash3 кг

4

4 Средняя плотность по водороду газовой смеси состоящей из во-дорода и кислорода равна 1250 Вычислите объемные доли () водоро-да и кислорода в смеси Ответ 2331 7669

5 Рассчитайте среднюю молекулярную массу и плотность по диок-сиду углерода смеси газов содержащей по объему 380 фосгена СОСl2 и 620 хлора Сl2 Ответ 814

6 Газ плотность которого по воздуху 06 содержится в сосуде емко-стью 002 м3 под давлением 1038middot105 Па при 20ordmС Определите массу газа Ответ 1482middot10 ndash3 кг

7 Сколько молекул СО2 получится при сгорании 4middot10 ndash6 кг углерода Ответ 2 middot 1020

8 Масса 1000middot10 ndash3 м3 газа (ну) равна 1175middot10 ndash3 кг Вычислите мо-лекулярную массу и массу одной молекулы газа

Ответ 2632 1263middot10 ndash25 кг 9 Где содержится больше молекул в 1middot10 ndash3 м3 хлора при давлении

98500 Па и 23ordmС или в 1middot10 ndash3 м3 оксида углерода (IV) при 55ordmС и давлении 10600 Па

10 Определите сколько молекул газа содержится в 1 м3 газа при 32ordmС в космосе при давлении 1333middot10 ndash16 Па Ответ 3163middot105

11 Вычислите приблизительно радиусы атомов железа и золота если плотности этих металлов соответственно равны 790middot103 и 193middot104 кгм3

Ответ 128 middot 10 ndash10 м 144middot10 ndash10 м 12 В одном из двух сосудов объемом 2 л каждый находится кисло-

род а в другом при том же давлении ndash оксид углерода (IV) Масса каж-дого газа составляет 4 г Одинакова ли температура этих газов

Ответ в 1375 раз больше для СО2 13 Для двух газов значение относительной плотности по водороду

одинаково и равно 15 Определите какие это газы если один из них го-рит и при этом образуется газ вызывающий помутнение известковой воды а другой буреет на воздухе

14 В сосуде смешаны газы СО2 О2 N2 массы которых соответствен-но равны 110 160 210 г В каких объемных соотношениях смешаны эти газы Чему равны их объемные доли

Ответ 123 167 333 500 15 Мышьяк образует два оксида массовая доля мышьяка в которых

соответственно равна 652 и 757 Рассчитайте молярную массу экви-валента мышьяка в этих оксидах Ответ 150 гмоль 249 гмоль

16 Чему равна относительная атомная масса металла если в его хло-риде массовая доля хлора составляет 4476 а удельная теплоемкость металла равна 031 Джmiddotгndash1middotКndash1 Ответ8780

17 Чему равна относительная атомная масса металла если известно что его удельная теплоемкость С = 067 Джmiddotг ndash1middotК ndash1 а навеска массой 50 г образует бромид массой 250 г Бром той же массы взаимодейству-ет с водородом объемом 28 л (ну) Ответ 400

5

18 Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой 778 г и обработана соляной кислотой для которой массовая доля HCl 146 ρ=107 гмл На полное растворение навески потребовалось 475 мл кисло-ты Определите по этим данным массовые доли и молярные отношения компонентов в смеси Ответ 02000800 833 167

19 Вещество содержит углерод водород и бром При полном сгорании 752middot10ndash4 кг этого вещества было получено 352middot10ndash4 кг CO2 и 144middot10ndash4 кг Н2O После превращения всего брома в бромид серебра было получено 150middot10ndash3 кг бромида серебра Молекулярная масса вещества равна 188 Оп-ределите формулу этого вещества Ответ C2H4Br2

СТРОЕНИЕ АТОМА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Экспериментальные доказательства сложного строения атома 2 Первые модели строения атома Доказательства достоинства

и недостатки 3 Двойственная природа излучения корпускулярно ndash волновой дуа-

лизм свойств микрочастиц Принцип неопределенности В Гейзенберга соотношение неопределенности Уравнение Луи де Бройля

4 Основное уравнение квантовой механики Волновые функции Фи-зический смысл ψ2

5 Квантовые числа их характеристика Соотношение между ними 6 Атомные орбитали s- p- d- f ndash орбитали 7 Электронное облако Понятие граничной поверхности узловой

плоскости 8 Понятия энергетического уровня и подуровня 9 Правила и принципы заполнения уровней и подуровней

- принцип наименьшей энергии - правило Гунда - принцип Паули 10 Многоэлектронные атомы Правила Клечковского 11 Емкость энергетический уровней 12 Свойства свободных и связанных атомов энергия ионизации

сродство к электрону электроотрицательность степень окисления 13 Электронные и графические формулы атомов

6

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Пылинка массой 1000middot10 ndash6 г движется со скоростью 1 смс можно

ли обнаружить волновые свойства этой частицы Ответ 6625 middot10 ndash14 нм нет

2 Скорость движения электрона равна 20108 мс Рассчитайте длину волны электрона Ответ 3610-12м

3 Неопределенность в скорости электрона равна 100middot10 8 смс Най-дите соответствующую неопределенность в положении электрона

Ответ 0727 нм 4 Какие квантовые числа и в одинаковой ли мере определяют энер-

гию электрона Как она меняется с увеличением их значений Какое квантовое число в магнитном и электрическом полях начинает оказы-вать некоторое влияние на энергетическое состояние электрона Будут ли при этом АО одного и того же энергетического подуровня вырож-денными

5 Что в атоме называют энергетическим уровнем и энергетическим подуровнем При каком условии эти понятия сливаются

6 Чему равно число энергетических подуровней для данного энерге-тического уровня Каким значением главного квантового числа характе-ризуется энергетический уровень если он расщеплен на 4 подуровня Дайте их буквенные обозначения

7 Какие энергетические уровни не имеют а) р- б)d- в) f- подуров-ней Возможно ли отсутствие s ndash подуровня Атомы каких элементов не имеют электронов на p- и d- подуровнях

8 Укажите значения квантовых чисел n и l для внешних электронов в атомах элементов с порядковыми номерами 1114202333

9 Какие энергетические состояния называют вырожденными Чем определяется кратность вырождения Какое значение она имеет для p- d- и f- орбиталей

10 Узловой называют плоскость для всех точек которой ψ2=0Какое электронное облако не имеет узловых плоскостей и сколько их имеют p- и d- электронные облака

11 Учитывая емкость энергетических уровней покажите сколько элек-тронных слоев содержит электронная оболочка атома из 183654 или 86 электронов

12 Покажите на примере как при заполнении электронных оболочек действует принцип Паули и правило Гунда Дайте формулировку правила

13 Почему электроны находящиеся между данным электроном и ядром (промежуточные) называют экранирующими Существуют ли атомы в которых отсутствуют эти электроны

14 Что называют проникающей способностью электрона и как эф-фект экранирования влияет на эффективный заряд ядра для данного электрона

7

15 Что называют электронной формулой и электронной конфигура-цией атома иона или отдельного электронного слоя Какой вид они имеют для следующих атомов и ионов Na и Na+ Ca и Сa2+ Al и Al3+ Cl и Cl - S и S2- K+ и Br - Какие из этих ионов имеют электронное строение атомов Ne Ar Kr

16 Сколько электронных слоев и какое число электронов содержит атом с внешним электронным слоем а) 4s24p2 б)5s25p6

17 Какую атомную орбиталь займет очередной электрон согласно правилу суммы (n+l) а) 4d- или 5s- б) 5p- или 4d- в) 5f- или 4d- г) 5p- или 6s- д) 5f- или 6s- АО 18 Что называют энергией ионизации Какая величина имеет с ней

одинаковое числовое значение В каких единицах они измеряются 19 Что называют сродством атома к электрону Для каких элементов

эта величина имеет наибольшее положительное значение и для каких отрицательное значение Какие экспериментальные данные указывают на невозможность существования многозарядных простых ионов

20 Какой вывод можно сделать о свойствах атома по значению для него ионизационного потенциала и сродства к электрону

21 Что называют абсолютной и относительной электроотрицательно-стью Как по значению этой величины можно судить о направлении смещения электронной плотности при образовании связей

22 Энергия ионизации брома равна 11408 кДжмоль Сродство брома к электрону равно 3414 кДжмоль Вычислите относительную электро-отрицательность брома Ответ 28

ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДИ МЕНДЕЛЕЕВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие периодических и непериодических свойств 2 Первые попытки классификации элементов (Деберейнер Шанкур-

туа Ньюлендс Майер) 3 Открытие ДИ Менделеевым периодического закона Формулиров-

ка ДИ Менделеева и современная 4 Периодическая система (ПС) как отражение периодического закона

Варианты периодических систем длиннопериодный полудлинный краткопериодный (краткая характеристика)

8

5 Структура ПС с точки зрения строения атомов а) период особенности строения атомов элементов малых и больших

периодов б) группа особенности строения атомов IА и I В-групп 6 Периодические и непериодические свойства химических элементов

и их соединений в зависимости от положения элементов в ПС а) эффективные и орбитальные радиусы атомов б) энергия ионизации I потенциал ионизации в) энергия сродства к электрону Е г) электроотрицательность д) степень окисления (со) е) свойства соединений (оксидов гидроксидов водородных соединений) 7 Значение периодического закона

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какой физический смысл имеет порядковый номер и почему хими-ческие свойства элемента в конечном счете определяются зарядом ядра его атома

2 Как объяснить три случая (укажите их) отклонения от последова-тельного расположения элементов в периодической системе по возрас-танию атомных масс

3 В каких случаях емкость заполняемого энергетического уровня и число элементов в периоде а) совпадают б) не совпадают Объясните причину

4 Чем определяется число s- p- d- f ndash элементов в периодах Какие элементы образуют А и В группы Есть ли периоды не содержащие s- p- d- f ndash элементы В каких периодах находятся элементы всех четырех электронных семейств

5 Как объясняется немонотонное изменение энергии ионизации у эле-ментов II и III периодов ПС

6 Исходя из величин потенциалов ионизации укажите какой из при-веденных элементов Li Na K Rb Cs является более сильным восстано-вителем

7 Исходя из величин электроотрицательности укажите как в приве-денном ряду F Cl Br I изменяется способность атомов принимать электроны

8 Учитывая что элементы Be и Al образуют амфотерные гидроксиды напишите химические формулы следующих соединений а) нитрата бериллия бериллиевой кислоты бериллата калия б) гидроксида алюминия нитрата алюминия мета- и орто- алюминие-

вых кислот метаалюмината натрия ортоалюмината калия

9

9 Укажите какое из сравниваемых двух соединений является более сильным основанием а) NaOH или CsOH б) Ca(OH)2 или Ba(OH)2 в) Zn(OH)2 или Cd(OH)2

10 Какое из перечисленных газообразных водородных соединений наи-более прочно и какое наименее прочно NH3 PH3 AsH3 SbH3 BiH3 11 Как меняется восстановительная способность и сила кислот в ряду HF HCl HBr HI 12 На примере кислородных соединений марганца покажите как с уве-личением степени окисления элементов меняется характер оксидов и со-ответствующих им гидроксидов 13 Как меняются окислительные свойства и сила кислот в ряду HСlO HСlO2 HСlO3 HСlO4 14 Укажите какая из сравниваемых двух кислот является более сильной а) H2SO3 и H2SO4 б) H3PO4 или H3VO4 в) H2SO3 или H2SеO4 15 Как изменяется сила кислот в ряду H2SO4 rarr H2SеO4 Hrarr 2TeO4 16 Структуры внешнего и предвнешнего электронных слоев атомов следующие 3s23p63d54s1 4s24p64d55s1 5s25p65d46s2 Назовите эти эле-менты Как изменяются окислительные свойства оксидов этих элемен-тов отвечающих высшим степеням окисления 17 Зная закономерность в изменении свойств элементов в В-группах объясните почему природные соединения хрома и вольфрама не одно-типны основная руда первого элемента ndash хромистый железняк Fe(CrO2)2 а второго ndash шеелит CaWO4 18 Атом элемента имеет электронную конфигурацию 1s22s22p63s23p5 Определите место элемента в периодической системе и напишите для него электронные формулы иона Э ndash и условного иона Э7+ 19 Конфигурация валентных электронов в атомах двух элементов вы-ражается формулами 3s23p2 и 3d24s2 Определите в каких группах и подгруппах они расположены 20 В оксиде трехвалентного элемента массовая доля кислорода равна 30 Укажите относительную атомную массу элемента 21 При взаимодействии с водой 460 г неизвестного металла (со +1) выделилось 224 г (ну) водорода Укажите молярную массу образую-щейся при этом щелочи

10

КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ МЕТОД ВАЛЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Ранние представления о химической связи 2 Общая причина и природа сил образования химической связи любо-

го типа Работа Лондона и Гайтлера 3 Основные положения МВС 4 Основные характеристики связи - длина - энергия - валентный угол 5 Механизмы образования ковалентной связи - обменный - донорно-акцепторный 6 Виды ковалентной связи - полярная и неполярная - кратная связь Сигма пи- и дельта- связи 7 Свойства ковалентной связи - насыщаемость - направленность - поляризуемость 8 Валентные возможности элементов II и III периода 9 Геометрия молекул и ионов в зависимости от гибридизации АО (на

примерах NH3 NH4+ CH4 H2O H3O+ CO2 CO SO2 CO3

2- NO3- и др)

10 Дипольный момент связей и молекул 11 Делокализованная связь Кратность связи

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Рассчитайте длину связи в молекуле IСl если межъядерные расстоя-

ния в молекулах I2 и Cl2 соответственно равны 267middot10-10 и 199middot10-10 м Ответ 233middot10-10 м

2 Будут притягиваться или отталкиваться два атома водорода в сле-дующих случаях

а) l = 015 нм спины электронов параллельны б) l = 003 нм спины антипараллельны в) l = 0074 нм спины антипараллельны 3 Приведите примеры молекул которые содержат а) только σ-связи б) одну σ - и одну π-связи

11

в) две σ - и одну π-связи г) две σ - и две π-связи д) одну σ - и две π-связи Сколько σ - и π-связей содержат молекулы SF6 CCl4 SO3 PCl5

POCl3 C2H4 C2H2 COCl2SO2Cl2 4 В каких случаях кратность связи выражается дробным числом

Почему для аниона SO42- она равна 15 Какой будет кратность связей

в ионах CO32- PO4

3- NO3-

5 Какие условия определяют возможность гибридизации АО Как меняется устойчивость гибридного состояния АО элемента с увеличени-ем его атомного номера в пределах одной подгруппы периодической системы

6 Какие АО не могут участвовать в гибридизации Возможна ли гиб-ридизация орбиталей

а) 3p- и 4s- б) 4s ndash и 5p- в) 4s- и 4p- г) 4s- 4p- 5d- д) 3d- 4s- и 4p- е) 4s- 4p- и 4d- 7 Какие геометрические конфигурации молекул может дать sp3 ndash

гибридизация центрального атома Чем это определяется 8 Перечислите типы гибридизации s- p- и d- орбиталей Какое про-

странственное положение занимают гибридные АО в каждом из этих слу-чаев и какой будет геометрическая форма образованных ими молекул

9 Какие геометрические конфигурации молекул возможны в случае sp3 d- и sp3 d2- гибридизация орбиталей центрального атома а) в отсутствии неподеленных электронных пар б) при наличии одной неподеленной пары в) при наличии двух неподеленных пар 10 Почему однотипные по атомному составу молекулы СО2 и SО2

ВСl3 и РСl3 имеют разную геометрическую конфигурацию 11 Что называют электрическим моментом диполя молекулы В ка-

ких случаях он совпадает с моментом диполя связи 12 Почему молекулы простых веществ и некоторых сложных веществ

с полярными связями не имеют электрического момента диполя При-ведите примеры

13 В каких случаях наличие у центрального атома неподеленной электронной пары а) увеличивает момент диполя молекулы б) уменьшает его Покажите это на примере молекул NH3 и NF3 для которых значения

их соответственно равны 486middot10-30 и 067middot10-30 Кл middotм 14 Как должны меняться значения моментов диполей молекул в ряду

а) ClF ndash BrF ndash IF б) NH3 ndash PH3 ndash AsH3

12

Почему векторная сумма диполей оказывается различной для двух трехатомных молекул СО2 и Н2О

15 Что называют поляризуемостью ковалентной связи Какие части-цы могут играть роль внешнего электрического поля

МЕТОД МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРБИТАЛЕЙ ИОННАЯ СВЯЗЬ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Недостатки МВС в объяснении существования молекулярных ионов и магнитных свойств некоторых частиц 2 Сущность метода молекулярных орбиталей 3 Условия образования молекулярных орбиталей Связывающие и раз-рыхndashляющие орбитали 4 Энергетические диаграммы образования МО для молекул образо-ванных элементами I и II периода (Н2 Н2

+ Не2 Не2+ Ве2 О2 О2

+ О2- N2

CO NO) Принципы и правила заполнения МО 5 Ионная связь Механизм образования 6 Свойства ионной связи и соединений с данным типом связи 7 Поляризуемость и поляризующее действие ионов Закономерности изменения этих характеристик Понятие степени ионности связи 8 Водородная связь Условия образования и свойства 9 Виды водородной связи Влияние их на свойства веществ

10 Межмолекулярное взаимодействие Виды характеристика 11 Характеристика свойств веществ с учетом ММВ 12 Агрегатные состояния вещества Общие представления о твердых

кристаллах атомных молекулярных металлических ионных 13 Жидкокристаллическое состояние

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют поляризующим действием данного иона и его соб-

ственной поляризуемостью В какой зависимости находятся эти свойст-ва от величины заряда иона и его радиуса

2 Какие из ионов должны иметь большую поляризующую способ-ность Na+ или Cs+ Ве2+ или Ва2+ Al3+ или La3+ На основе чего решается этот вопрос

13

3 Поляризуемость какого из ионов больше F- или Br - S2- или Te2- Сl- или I- Объясните причину

4 Какая из приведенных связей Cs ndash Cl Ca ndash S Ba ndash F наиболее прибndashлижается к ионной

5 Какая связь в каждом из соединений HClO NaHSO4 KOH имеет наиболее ионный характер

6 На основании значений электроотрицательности определите как меняется характер связей в водородных соединениях и оксидах элемен-тов третьего периода Как изменяется характер связи в молекулах в ря-ду LiF BeF2 BF3 CF4 F2

7 Как объяснить на основе поляризационных представлений мень-шую устойчивость иодидов меди (II) и свинца (IV) по сравнению с соот-ветствующими хлоридами

8 Определите у какого соединения (KF или KI) температура плавления ниже

9 Какая из солей (RbCl или AgCl) начинает плавиться при более низ-кой температуре

10 Температуры плавления CaI2 и CdI2 575˚С и 388˚С соответственно радиусы ионов Ca2+и Cd2+ близки по размерам В чем причина различия в температурах плавления данных веществ

11 В чем причина меньшей температуры плавления кристаллов PbCl4 по сравнению с PbCl2

12 У какого из соединений (C2H5OH или C2H5SH) температура ки-пения выше

13 При нормальном давлении (101middot105 Па) температура кипения H2O ndash 373 H2S ndash 2128 H2Se ndash 2317 H2Te ndash 271 K Объясните кажущееся laquoнару-шениеraquo в характере изменения температуры кипения в ряду H2O ndash H2S ndash H2Se ndash H2Te

14 Покажите на фрагменте полипептида возможность образования внутримолекулярных водородных связей при скручивании молекулы белка в спираль (вторичная структура белка)

15 Объясните как наличие внутренней водородной связи в молекуле салициловой кислоты (О ndash карбоксифенол) влияет на ее кислотные свойства

16 Какие три вида межмолекулярного взаимодействия называют ван-дер-ваальсовыми силами Чем определяется каждый из них Какое взаимодействие оказывается наиболее слабым

17 Как влияет на ориентационное взаимодействие полярность молекул и температура В чем выражается индукционное взаимодействие поляр-ных молекул с неполярными

18 Какое межмолекулярное взаимодействие является универсальным и действует между любыми частицами

19 Почему с увеличением молярной массы галогенов повышаются температуры их плавления и кипения

14

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ХИМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ ТЕРМОХИМИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие термодинамических систем 2 Основные понятия ТД - система среда фаза фазовое состояние - параметры состояния экстенсивные и интенсивные параметры - виды систем на основе характера обмена со средой веществом

и энергией - виды систем в зависимости от агрегатного состояния вещества - термодинамические функции состояния их особенность - процесс характеристика процессов на основе изменения некото-

рых параметров (изобарические изохорические изотермические и др) 3 Внутренняя энергия Теплота Работа 4 I закон ТД Энтальпия и ее изменение Энергетические эффекты

химических реакций Система знаков для обозначения тепловых эффек-тов Термохимические уравнения

5 Необходимость стандартизации тепловых эффектов Стандартная энтальпия образования простых веществ и соединений Стандартная эн-тальпия сгорания веществ

6 Закон Гесса и следствия из него 7 Самопроизвольные и вынужденные процессы Недостаточность I за-

кона ТД для определения возможности самопроизвольного протекания процессов

8 Понятие энтропии Макро- и микросостояния системы Энтропия веществ в разных агрегатных состояниях Стандартизация энтропии Расчеты ∆S˚298 для химических реакций Второй закон ТД

9 Энергия Гиббса ndash критерий направленности химических реакций в закрытых системах при р Т ndash const Термодинамическая возможность или невозможность самопроизвольного протекания процесса

10 Стандартизация ∆G Расчеты ∆G˚298 по табличным данным

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите количество теплоты выделяющейся при гашении 100

кг извести водой при 25˚С если известны стандартные теплоты образо-вания веществ участвующих в химической реакции

15

∆Н˚298 СаО(к) = - 6351 кДжмоль ∆Н˚298 Н2О(ж) = - 28584 кДжмоль ∆Н˚298 Са (ОН)2 (к) = - 9862 кДжмоль

Ответ 11654 кДж 2 При взрыве 5 л гремучего газа выделилось 36 кДж теплоты Со-

ставьте термохимическое уравнение данной реакции 3 При сжигании ромбической серы массой 16 г выделилось

14860 кДж теплоты а при сжигании той же массы моноклинной серы 14841 кДж теплоты Вычислите энтальпию перехода ромбической серы в моноклинную Ответ 38000 Джмоль

4 Определите ∆Н˚298 процесса образования мочевины 2NH3(г) + СО2(г) = Н2О(ж) + (NН2)2СО(к) используя стандартные эн-тальпии образования участвующих в реакции веществ

Ответ - 48706 кДж 5 Определите тепловой эффект реакции синтеза акриловой кислоты

при 298 К СН equiv СН(г) + СО(г) + Н2О(ж) СНrarr 2 = СН ndash СООН(ж) если из-вестны стандартные теплоты сгорания веществ участвующих в химиче-ской реакции

∆Н˚С298 СН equiv СН(г) = - 129963 кДжмоль ∆Н˚С298 СО(г) = - 2825 кДжмоль ∆Н˚С298 СН2 = СН ndash СООН(ж) = - 1370 кДжмоль 6 При образовании 80 г Fe2О3 поглощается 4265 кДж теплоты со-

гласно уравнению 2Fe + Al2О3 = Fe2О3 + 2 Аl Запишите уравнение реак-ции в термохимической и термодинамической шкале

7 Энтальпия растворения в воде безводной соды и кристаллогидрата Na2CO3 middot 10 Н2О равны соответственно ndash 25 кДж и + 67 кДж Вычислите энтальпию реакции Na2CO3 + 10 Н2О = Na2CO3 middot 10 Н2О

Ответ 92 кДжмоль 8 Предскажите знак изменения энтропии для процессов а) 2КClO3 (к) = 2KCl(к) + 3О2(г) б) N2 + 2O2= 2NO2в) СаСО3(к) = СаО(к) + СО2(г) г) Ag+ (р) + Сl ndash (р) = AgCl(к) Подтвердите вывод расчетом 9 На основе расчетов покажите термодинамическую возможность

получения Cl2О из простых веществ а) в стандартных условиях б) при повышенной температуре

10 Какие оксиды из перечисленных ниже можно восстановить водо-родом в стандартных условиях СuO PbO CaO Cr2O3

11 Вычислите изменение свободной энергии реакции 4Р + 5СО2 Рrarr 4О10 + 5С Можно ли потушить горящий фосфор угле-

кислым газом

16

12 Возможно ли самопроизвольное протекание перечисленных реак-ций при стандартных условиях

FeO(к) + Н2 = Fe (к) + Н2О(г) 2КClO3 (k) = 2 KCl (k) + 3О2(г) 4НСl + О2 = 2Сl2 + 2 H2O(ж) 2NH4NO3 = 4H2O + O2 + 2N2

N2 + 2H2O = NH4NO2 если ∆G˚ (NH4NO2 ) = 11594 кДжмоль 13 При какой температуре процесс FeO(к)+ H2 = Fe(к) + Н2О(г) ста-

новится самопроизвольным при стандартном давлении если изменени-ем ∆Н и ∆S с температурой можно пренебречь Ответ 8279 К

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Химическая кинетика Практическая значимость ее для описания процессов

2 Классификация химических реакций а) по степени сложности б) по кинетическому признаку последовательные параллельные со-

пряженные в) по характеру фаз гомогенные гетерогенные г) по природе частиц ионные молекулярные радикальные д) по числу частиц мономолекулярные бимолекулярные тримолеку-

лярные лимитирующая стадия е) по использованию катализатора ж) по тепловому эффекту 3 Понятие скорости химической реакции определение средняя и ис-

тинная скорость единицы измерения 4 Основной закон химической кинетики Кинетические уравнения

Порядок реакции Константа скорости 5 Энергия активации Энергетическая диаграмма процесса Понятие

активированного комплекса и интермедиата 6 Зависимость скорости реакции от температуры уравнения Вант-

Гоффа и Аррениуса распределение частиц по энергиям 7 Катализ понятие виды теория промежуточных стадий и адсорбци-

онная Селективность катализаторов каталитические яды Ингибиторы

17

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 При некоторой температуре и давлении в сосуде емкостью 05 л на-

ходится 003 моль диоксида азота Вычислите константу скорости пря-мой реакции протекающей по уравнению 2NO2 hArr N2O4 если скорость реакции при данных условиях равна 108 мольл middot с

Ответ 300 middot 102 лмольmiddotс 2 Скорость элементарной реакции А + 2В = АВ2 при концентрации

А 02 мольл и В 04 мольл равна 008 мольлmiddot мин Определите констан-ту скорости взаимодействия А и В и укажите ее размерность

3 Константа скорости реакции А + 2В = АВ2 равна 2middot10-3 лмольmiddotс а) какова скорость указанной реакции в начальный момент если кон-

центрация вещества А равна концентрации вещества В и составляет 040 мольл б) какова будет скорость этой реакции через некоторое время если

к этому моменту образуется 0100 мольл вещества АВ2 Ответ а) 128middot10-4 мольлmiddotс

б) 240middot10-5 мольлmiddotс 4 Напишите кинетические уравнения и определите молекулярность

частные и общие порядки следующих простых реакций а) Н + Вr = HBr б) H2 + O2 = H2O2 в) А + 2В = D г) F + H = HF д) O3 = O2 + O 5 Кинетическое уравнение сложной реакции СО + Сl2 = СОСl2 таково

v = kC(CO)middotC15 (Cl2) Каков общий порядок процесса Как изменится скорость реакции при увеличении втрое а) концентрации СО б) концентрации Сl2 в) давления г) объема реакционной смеси 6 Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен

15 Во сколько раз увеличится скорость данной реакции при повышении температуры на 30degС Ответ в 34 раза Определите температурный коэффициент скорости реакции если при

понижении температуры на 45degС реакция замедлилась в 25 раз Ответ 21

7 На сколько градусов нужно повысить температуру чтобы скорость реакции увеличилась в 81 раз если температурный коэффициент скоро-сти равен 3 Ответ на 40degС

8 Реакция идет по уравнению 2NO + O2 hArr 2NO2 Начальные концен-трации реагирующих веществ были (мольл) C(NO) = 08 C (O2) = 06

18

Как изменится скорость реакции если концентрацию кислорода увели-чить до 09 мольл а концентрацию оксида азота до 1 2 мольл

Ответ возрастет 3 4 раза 9 Разложение N2О на поверхности золота при высоких температурах

протекает по уравнению 2 N2О = 2N2 + О2 Константа скорости данной реакции равна 5middot10-4 лmiddotмоль-1middotмин ndash1 при 1173 К Начальная концентрация N2О 320 мольл Определите скорость реакции при заданной температу-ре в начальный момент и в тот момент когда разложится 25 N2О

Ответ 512middot10 ndash4 288 middot10 ndash4 мольmiddot мин -1middotл -1

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Обратимые и необратимые химические процессы Прямые и обрат-ные реакции

2 Химическое равновесие понятие график зависимости скорости прямой и обратной реакции от времени иллюстрация кинетического вывода константы химического равновесия на примере простой реакции и неприменимость его для сложных реакций

3 Выражение константы равновесия при данной температуре через а) парциальное давление реагирующих веществ Кр б) их молярные кон-центрации Кс Взаимосвязь Кр и Кс

4 Связь константы равновесия с основными термодинамическими величинами

5 Факторы влияющие на увеличение константы равновесия (∆Н ∆S) 6 Смещение химического равновесия принцип Ле-Шателье и иллю-

страция его справедливости на конкретных примерах при изменении концентрации давления и температуры

7 Катализаторы и равновесие 8 Химическое равновесие в живой и неживой природе 9 Примеры химических равновесий имеющих практическое значение

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать выражения констант равновесия для реакций а) 2NH3harr3H2+N2б) Fe3O4 + 4CO 3 Fe + 4COharr 2 в) 3 Fe2O3 + Н2 harr Н2О (пар) + 2 Fe3O4

г) С+СО2 2СО harr

19

В каком направлении сместится равновесие в каждом случае при уве-личении давления

2 В каком направлении сместится равновесие следующих обрати-мых реакций

а) 2SO2 + O2harr 2SO3 + 19274 кДж б) N2O4 2 NOharr 2 ndash 5447 кДж при понижении температуры при понижении давления 3 Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных

реакций вправо а) С + Н2О(пар) harrСО + Н2 ndash 12989 кДж б) N2 + 3H2 harr2NH3 + 9218 кДж 4 Вычислите константу равновесия реакции 2НВr harrH2 + Br2 если

до начала разложения масса бромоводорода была равна 0809 г а к мо-менту равновесия прореагировало 5 исходного вещества

Ответ К = 900middot10 ndash5

5 В сосуд объемом 05 л было помещено 05 моль водорода и 05 моль азота При некоторой температуре к моменту равновесия образова-лось 002 моль аммиака Вычислите константу равновесия данной сис-темы Ответ К = 2middot10 ndash3

6 В сосуде объемом 05 л протекает реакция СН4 + Н2О(пар) СО +3Н

harr

2 Вычислите константу равновесия К данной системы если перво-начальные массы реагирующих веществ в данном объеме были следую-щие СН4 ndash 08 г Н2О ndash 09 г СО ndash 14 г Н2 ndash 01 г и если к моменту рав-новесия прореагировало 50 метана Ответ К = 94middot10 ndash1

7 Вычислите константу равновесия реакции N2 + 3H2harr2 NH3 если при некоторой температуре и давлении в сосуд объемом 10 л введено 14 г азота и 1 г водорода К моменту равновесия образовалось 085 г аммиака Ответ К = 69

8 Константа равновесия К реакции 2 NO2 harrN2O4 при некоторой температуре равна 03 Вычислите молярные концентрации компонентов системы при наступлении равновесия если первоначальная молярная концентрация NO2 равна 92 гл Ответ 018 мольл 0010 мольл

9 Определите исходные концентрации азота и водорода в мольл и гл если при наступлении равновесия системы N2 + 3H2 2NHharr 3 кон-центрации веществ были азота ndash 05 мольл водорода ndash 03 мольл ам-миака ndash 20 мольл

Ответ N2 ndash 15 мольл 42 гл Н2 ndash 33 мольл 66 гл 10 При некоторой температуре в закрытом сосуде были смешаны

212 моль водорода и 523 моль йода Определите состав равновесной смеси (мольл) если константа равновесия реакции Н2 + I2 2HI при данных условиях равна 50

harr

Ответ Н2 = 160 мольл I2 = 0130 мольл HI = 102 мольл

20

11 Константа равновесия Кр реакции 2SO2 + O2harr 2SO3 при 950 К равна 1062 middot 10 ndash2 Вычислите Кс для этой реакции

Ответ Кс = 8388 12 Рассчитайте Кр и Кс для реакции РСl5 harrРСl3 + Cl2 при 500 К если

к моменту равновесия продиссоциировало 54 РСl5 а исходная концен-трация РСl5 была равна 100 мольл

Ответ Кс = 0634 Кр = 264middot10 ndash2

13 Константа равновесия системы H2 + I2 hArr 2HI при некоторой тем-пературе равна 40 Определите какой процент водорода и иода перейдет в HI если исходные молярные концентрации этих веществ одинаковы и составляют 001 мольл Ответ 76

РАСТВОРЫ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ И СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Общие сведения о дисперсных системах Грубодисперсные систе-мы коллоидные растворы (золи) истинные растворы

2 Твердые жидкие и газообразные растворы понятие примеры зна-чение

3 Физическая химическая и современная (физико-химическая) тео-рии растворов Работы ДИ Менделеева

4 Энергетика растворения 5 Растворимость Влияние температуры на растворимость газообраз-

ных жидких и твердых веществ 6 Способы выражения состава растворов а) качественные характеристики б) количественные параметры в) массовая доля растворенного вещества (W) г) молярная концентрация раствора (См) д) молярная концентрация эквивалента (Сэ) е) титр раствора (Т) ё) молярная доля растворенного вещества (χ) ж) моляльная концентрация (b) З) растворимость (S) 7 Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов

(Росм) 8 Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов Первый за-

кон Рауля

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 3: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

3

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ХИМИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Атом элемент молекула простое вещество сложное вещество Аллотропия

2 Основные положения атомно-молекулярной теории 3 Относительные и абсолютные атомные и молекулярные массы Их

размерность 4 Моль ndash единица количества вещества Молярная масса молярный

объем число Авогадро 5 Эквивалент фактор эквивалентности молярная масса эквивален-

та количество вещества эквивалента 6 Законы стехиометрии - постоянства состава дальтониды и бертоллиды - сохранения массы веществ - кратных отношений - эквивалентов - объемных отношений 7 Закон Авогадро и следствия из него Относительная плотность газов 8 Законы газового состояния - Бойля ndash Мариотта - Гей ndash Люссака 9 Уравнение Менделеева ndash Клапейрона Универсальная газовая по-

стоянная 10 Парциальное давление газов Закон парциальных давлений Даль-

тона 11 Экспериментальное определение молярных масс эквивалентов

химических элементов 12 Методы определения относительных атомных и молекулярных

масс Мольная теплоемкость простых веществ Правило Дюлонга ndash Пти 13 Химические формулы и уравнения

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какой объем (ну) займут 400middot10 ndash4 м3 газа находящиеся при 50ordmС

и давлении 954middot104 Па Ответ 320middot10 ndash4 м3

2 При ну масса 500middot10 ndash4 м3 газа равна 181middot10 ndash3 кг Определите плотность газа по диоксиду углерода СО2 и метану а также молекуляр-ную массу газа Ответ 184 505 809 middot10 ndash2 кг

3 Плотность газа по воздуху равна 2562 Вычислите массу 100middot10ndash3м3 газа при ну Ответ 3310 middot 10 ndash3 кг

4

4 Средняя плотность по водороду газовой смеси состоящей из во-дорода и кислорода равна 1250 Вычислите объемные доли () водоро-да и кислорода в смеси Ответ 2331 7669

5 Рассчитайте среднюю молекулярную массу и плотность по диок-сиду углерода смеси газов содержащей по объему 380 фосгена СОСl2 и 620 хлора Сl2 Ответ 814

6 Газ плотность которого по воздуху 06 содержится в сосуде емко-стью 002 м3 под давлением 1038middot105 Па при 20ordmС Определите массу газа Ответ 1482middot10 ndash3 кг

7 Сколько молекул СО2 получится при сгорании 4middot10 ndash6 кг углерода Ответ 2 middot 1020

8 Масса 1000middot10 ndash3 м3 газа (ну) равна 1175middot10 ndash3 кг Вычислите мо-лекулярную массу и массу одной молекулы газа

Ответ 2632 1263middot10 ndash25 кг 9 Где содержится больше молекул в 1middot10 ndash3 м3 хлора при давлении

98500 Па и 23ordmС или в 1middot10 ndash3 м3 оксида углерода (IV) при 55ordmС и давлении 10600 Па

10 Определите сколько молекул газа содержится в 1 м3 газа при 32ordmС в космосе при давлении 1333middot10 ndash16 Па Ответ 3163middot105

11 Вычислите приблизительно радиусы атомов железа и золота если плотности этих металлов соответственно равны 790middot103 и 193middot104 кгм3

Ответ 128 middot 10 ndash10 м 144middot10 ndash10 м 12 В одном из двух сосудов объемом 2 л каждый находится кисло-

род а в другом при том же давлении ndash оксид углерода (IV) Масса каж-дого газа составляет 4 г Одинакова ли температура этих газов

Ответ в 1375 раз больше для СО2 13 Для двух газов значение относительной плотности по водороду

одинаково и равно 15 Определите какие это газы если один из них го-рит и при этом образуется газ вызывающий помутнение известковой воды а другой буреет на воздухе

14 В сосуде смешаны газы СО2 О2 N2 массы которых соответствен-но равны 110 160 210 г В каких объемных соотношениях смешаны эти газы Чему равны их объемные доли

Ответ 123 167 333 500 15 Мышьяк образует два оксида массовая доля мышьяка в которых

соответственно равна 652 и 757 Рассчитайте молярную массу экви-валента мышьяка в этих оксидах Ответ 150 гмоль 249 гмоль

16 Чему равна относительная атомная масса металла если в его хло-риде массовая доля хлора составляет 4476 а удельная теплоемкость металла равна 031 Джmiddotгndash1middotКndash1 Ответ8780

17 Чему равна относительная атомная масса металла если известно что его удельная теплоемкость С = 067 Джmiddotг ndash1middotК ndash1 а навеска массой 50 г образует бромид массой 250 г Бром той же массы взаимодейству-ет с водородом объемом 28 л (ну) Ответ 400

5

18 Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой 778 г и обработана соляной кислотой для которой массовая доля HCl 146 ρ=107 гмл На полное растворение навески потребовалось 475 мл кисло-ты Определите по этим данным массовые доли и молярные отношения компонентов в смеси Ответ 02000800 833 167

19 Вещество содержит углерод водород и бром При полном сгорании 752middot10ndash4 кг этого вещества было получено 352middot10ndash4 кг CO2 и 144middot10ndash4 кг Н2O После превращения всего брома в бромид серебра было получено 150middot10ndash3 кг бромида серебра Молекулярная масса вещества равна 188 Оп-ределите формулу этого вещества Ответ C2H4Br2

СТРОЕНИЕ АТОМА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Экспериментальные доказательства сложного строения атома 2 Первые модели строения атома Доказательства достоинства

и недостатки 3 Двойственная природа излучения корпускулярно ndash волновой дуа-

лизм свойств микрочастиц Принцип неопределенности В Гейзенберга соотношение неопределенности Уравнение Луи де Бройля

4 Основное уравнение квантовой механики Волновые функции Фи-зический смысл ψ2

5 Квантовые числа их характеристика Соотношение между ними 6 Атомные орбитали s- p- d- f ndash орбитали 7 Электронное облако Понятие граничной поверхности узловой

плоскости 8 Понятия энергетического уровня и подуровня 9 Правила и принципы заполнения уровней и подуровней

- принцип наименьшей энергии - правило Гунда - принцип Паули 10 Многоэлектронные атомы Правила Клечковского 11 Емкость энергетический уровней 12 Свойства свободных и связанных атомов энергия ионизации

сродство к электрону электроотрицательность степень окисления 13 Электронные и графические формулы атомов

6

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Пылинка массой 1000middot10 ndash6 г движется со скоростью 1 смс можно

ли обнаружить волновые свойства этой частицы Ответ 6625 middot10 ndash14 нм нет

2 Скорость движения электрона равна 20108 мс Рассчитайте длину волны электрона Ответ 3610-12м

3 Неопределенность в скорости электрона равна 100middot10 8 смс Най-дите соответствующую неопределенность в положении электрона

Ответ 0727 нм 4 Какие квантовые числа и в одинаковой ли мере определяют энер-

гию электрона Как она меняется с увеличением их значений Какое квантовое число в магнитном и электрическом полях начинает оказы-вать некоторое влияние на энергетическое состояние электрона Будут ли при этом АО одного и того же энергетического подуровня вырож-денными

5 Что в атоме называют энергетическим уровнем и энергетическим подуровнем При каком условии эти понятия сливаются

6 Чему равно число энергетических подуровней для данного энерге-тического уровня Каким значением главного квантового числа характе-ризуется энергетический уровень если он расщеплен на 4 подуровня Дайте их буквенные обозначения

7 Какие энергетические уровни не имеют а) р- б)d- в) f- подуров-ней Возможно ли отсутствие s ndash подуровня Атомы каких элементов не имеют электронов на p- и d- подуровнях

8 Укажите значения квантовых чисел n и l для внешних электронов в атомах элементов с порядковыми номерами 1114202333

9 Какие энергетические состояния называют вырожденными Чем определяется кратность вырождения Какое значение она имеет для p- d- и f- орбиталей

10 Узловой называют плоскость для всех точек которой ψ2=0Какое электронное облако не имеет узловых плоскостей и сколько их имеют p- и d- электронные облака

11 Учитывая емкость энергетических уровней покажите сколько элек-тронных слоев содержит электронная оболочка атома из 183654 или 86 электронов

12 Покажите на примере как при заполнении электронных оболочек действует принцип Паули и правило Гунда Дайте формулировку правила

13 Почему электроны находящиеся между данным электроном и ядром (промежуточные) называют экранирующими Существуют ли атомы в которых отсутствуют эти электроны

14 Что называют проникающей способностью электрона и как эф-фект экранирования влияет на эффективный заряд ядра для данного электрона

7

15 Что называют электронной формулой и электронной конфигура-цией атома иона или отдельного электронного слоя Какой вид они имеют для следующих атомов и ионов Na и Na+ Ca и Сa2+ Al и Al3+ Cl и Cl - S и S2- K+ и Br - Какие из этих ионов имеют электронное строение атомов Ne Ar Kr

16 Сколько электронных слоев и какое число электронов содержит атом с внешним электронным слоем а) 4s24p2 б)5s25p6

17 Какую атомную орбиталь займет очередной электрон согласно правилу суммы (n+l) а) 4d- или 5s- б) 5p- или 4d- в) 5f- или 4d- г) 5p- или 6s- д) 5f- или 6s- АО 18 Что называют энергией ионизации Какая величина имеет с ней

одинаковое числовое значение В каких единицах они измеряются 19 Что называют сродством атома к электрону Для каких элементов

эта величина имеет наибольшее положительное значение и для каких отрицательное значение Какие экспериментальные данные указывают на невозможность существования многозарядных простых ионов

20 Какой вывод можно сделать о свойствах атома по значению для него ионизационного потенциала и сродства к электрону

21 Что называют абсолютной и относительной электроотрицательно-стью Как по значению этой величины можно судить о направлении смещения электронной плотности при образовании связей

22 Энергия ионизации брома равна 11408 кДжмоль Сродство брома к электрону равно 3414 кДжмоль Вычислите относительную электро-отрицательность брома Ответ 28

ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДИ МЕНДЕЛЕЕВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие периодических и непериодических свойств 2 Первые попытки классификации элементов (Деберейнер Шанкур-

туа Ньюлендс Майер) 3 Открытие ДИ Менделеевым периодического закона Формулиров-

ка ДИ Менделеева и современная 4 Периодическая система (ПС) как отражение периодического закона

Варианты периодических систем длиннопериодный полудлинный краткопериодный (краткая характеристика)

8

5 Структура ПС с точки зрения строения атомов а) период особенности строения атомов элементов малых и больших

периодов б) группа особенности строения атомов IА и I В-групп 6 Периодические и непериодические свойства химических элементов

и их соединений в зависимости от положения элементов в ПС а) эффективные и орбитальные радиусы атомов б) энергия ионизации I потенциал ионизации в) энергия сродства к электрону Е г) электроотрицательность д) степень окисления (со) е) свойства соединений (оксидов гидроксидов водородных соединений) 7 Значение периодического закона

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какой физический смысл имеет порядковый номер и почему хими-ческие свойства элемента в конечном счете определяются зарядом ядра его атома

2 Как объяснить три случая (укажите их) отклонения от последова-тельного расположения элементов в периодической системе по возрас-танию атомных масс

3 В каких случаях емкость заполняемого энергетического уровня и число элементов в периоде а) совпадают б) не совпадают Объясните причину

4 Чем определяется число s- p- d- f ndash элементов в периодах Какие элементы образуют А и В группы Есть ли периоды не содержащие s- p- d- f ndash элементы В каких периодах находятся элементы всех четырех электронных семейств

5 Как объясняется немонотонное изменение энергии ионизации у эле-ментов II и III периодов ПС

6 Исходя из величин потенциалов ионизации укажите какой из при-веденных элементов Li Na K Rb Cs является более сильным восстано-вителем

7 Исходя из величин электроотрицательности укажите как в приве-денном ряду F Cl Br I изменяется способность атомов принимать электроны

8 Учитывая что элементы Be и Al образуют амфотерные гидроксиды напишите химические формулы следующих соединений а) нитрата бериллия бериллиевой кислоты бериллата калия б) гидроксида алюминия нитрата алюминия мета- и орто- алюминие-

вых кислот метаалюмината натрия ортоалюмината калия

9

9 Укажите какое из сравниваемых двух соединений является более сильным основанием а) NaOH или CsOH б) Ca(OH)2 или Ba(OH)2 в) Zn(OH)2 или Cd(OH)2

10 Какое из перечисленных газообразных водородных соединений наи-более прочно и какое наименее прочно NH3 PH3 AsH3 SbH3 BiH3 11 Как меняется восстановительная способность и сила кислот в ряду HF HCl HBr HI 12 На примере кислородных соединений марганца покажите как с уве-личением степени окисления элементов меняется характер оксидов и со-ответствующих им гидроксидов 13 Как меняются окислительные свойства и сила кислот в ряду HСlO HСlO2 HСlO3 HСlO4 14 Укажите какая из сравниваемых двух кислот является более сильной а) H2SO3 и H2SO4 б) H3PO4 или H3VO4 в) H2SO3 или H2SеO4 15 Как изменяется сила кислот в ряду H2SO4 rarr H2SеO4 Hrarr 2TeO4 16 Структуры внешнего и предвнешнего электронных слоев атомов следующие 3s23p63d54s1 4s24p64d55s1 5s25p65d46s2 Назовите эти эле-менты Как изменяются окислительные свойства оксидов этих элемен-тов отвечающих высшим степеням окисления 17 Зная закономерность в изменении свойств элементов в В-группах объясните почему природные соединения хрома и вольфрама не одно-типны основная руда первого элемента ndash хромистый железняк Fe(CrO2)2 а второго ndash шеелит CaWO4 18 Атом элемента имеет электронную конфигурацию 1s22s22p63s23p5 Определите место элемента в периодической системе и напишите для него электронные формулы иона Э ndash и условного иона Э7+ 19 Конфигурация валентных электронов в атомах двух элементов вы-ражается формулами 3s23p2 и 3d24s2 Определите в каких группах и подгруппах они расположены 20 В оксиде трехвалентного элемента массовая доля кислорода равна 30 Укажите относительную атомную массу элемента 21 При взаимодействии с водой 460 г неизвестного металла (со +1) выделилось 224 г (ну) водорода Укажите молярную массу образую-щейся при этом щелочи

10

КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ МЕТОД ВАЛЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Ранние представления о химической связи 2 Общая причина и природа сил образования химической связи любо-

го типа Работа Лондона и Гайтлера 3 Основные положения МВС 4 Основные характеристики связи - длина - энергия - валентный угол 5 Механизмы образования ковалентной связи - обменный - донорно-акцепторный 6 Виды ковалентной связи - полярная и неполярная - кратная связь Сигма пи- и дельта- связи 7 Свойства ковалентной связи - насыщаемость - направленность - поляризуемость 8 Валентные возможности элементов II и III периода 9 Геометрия молекул и ионов в зависимости от гибридизации АО (на

примерах NH3 NH4+ CH4 H2O H3O+ CO2 CO SO2 CO3

2- NO3- и др)

10 Дипольный момент связей и молекул 11 Делокализованная связь Кратность связи

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Рассчитайте длину связи в молекуле IСl если межъядерные расстоя-

ния в молекулах I2 и Cl2 соответственно равны 267middot10-10 и 199middot10-10 м Ответ 233middot10-10 м

2 Будут притягиваться или отталкиваться два атома водорода в сле-дующих случаях

а) l = 015 нм спины электронов параллельны б) l = 003 нм спины антипараллельны в) l = 0074 нм спины антипараллельны 3 Приведите примеры молекул которые содержат а) только σ-связи б) одну σ - и одну π-связи

11

в) две σ - и одну π-связи г) две σ - и две π-связи д) одну σ - и две π-связи Сколько σ - и π-связей содержат молекулы SF6 CCl4 SO3 PCl5

POCl3 C2H4 C2H2 COCl2SO2Cl2 4 В каких случаях кратность связи выражается дробным числом

Почему для аниона SO42- она равна 15 Какой будет кратность связей

в ионах CO32- PO4

3- NO3-

5 Какие условия определяют возможность гибридизации АО Как меняется устойчивость гибридного состояния АО элемента с увеличени-ем его атомного номера в пределах одной подгруппы периодической системы

6 Какие АО не могут участвовать в гибридизации Возможна ли гиб-ридизация орбиталей

а) 3p- и 4s- б) 4s ndash и 5p- в) 4s- и 4p- г) 4s- 4p- 5d- д) 3d- 4s- и 4p- е) 4s- 4p- и 4d- 7 Какие геометрические конфигурации молекул может дать sp3 ndash

гибридизация центрального атома Чем это определяется 8 Перечислите типы гибридизации s- p- и d- орбиталей Какое про-

странственное положение занимают гибридные АО в каждом из этих слу-чаев и какой будет геометрическая форма образованных ими молекул

9 Какие геометрические конфигурации молекул возможны в случае sp3 d- и sp3 d2- гибридизация орбиталей центрального атома а) в отсутствии неподеленных электронных пар б) при наличии одной неподеленной пары в) при наличии двух неподеленных пар 10 Почему однотипные по атомному составу молекулы СО2 и SО2

ВСl3 и РСl3 имеют разную геометрическую конфигурацию 11 Что называют электрическим моментом диполя молекулы В ка-

ких случаях он совпадает с моментом диполя связи 12 Почему молекулы простых веществ и некоторых сложных веществ

с полярными связями не имеют электрического момента диполя При-ведите примеры

13 В каких случаях наличие у центрального атома неподеленной электронной пары а) увеличивает момент диполя молекулы б) уменьшает его Покажите это на примере молекул NH3 и NF3 для которых значения

их соответственно равны 486middot10-30 и 067middot10-30 Кл middotм 14 Как должны меняться значения моментов диполей молекул в ряду

а) ClF ndash BrF ndash IF б) NH3 ndash PH3 ndash AsH3

12

Почему векторная сумма диполей оказывается различной для двух трехатомных молекул СО2 и Н2О

15 Что называют поляризуемостью ковалентной связи Какие части-цы могут играть роль внешнего электрического поля

МЕТОД МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРБИТАЛЕЙ ИОННАЯ СВЯЗЬ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Недостатки МВС в объяснении существования молекулярных ионов и магнитных свойств некоторых частиц 2 Сущность метода молекулярных орбиталей 3 Условия образования молекулярных орбиталей Связывающие и раз-рыхndashляющие орбитали 4 Энергетические диаграммы образования МО для молекул образо-ванных элементами I и II периода (Н2 Н2

+ Не2 Не2+ Ве2 О2 О2

+ О2- N2

CO NO) Принципы и правила заполнения МО 5 Ионная связь Механизм образования 6 Свойства ионной связи и соединений с данным типом связи 7 Поляризуемость и поляризующее действие ионов Закономерности изменения этих характеристик Понятие степени ионности связи 8 Водородная связь Условия образования и свойства 9 Виды водородной связи Влияние их на свойства веществ

10 Межмолекулярное взаимодействие Виды характеристика 11 Характеристика свойств веществ с учетом ММВ 12 Агрегатные состояния вещества Общие представления о твердых

кристаллах атомных молекулярных металлических ионных 13 Жидкокристаллическое состояние

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют поляризующим действием данного иона и его соб-

ственной поляризуемостью В какой зависимости находятся эти свойст-ва от величины заряда иона и его радиуса

2 Какие из ионов должны иметь большую поляризующую способ-ность Na+ или Cs+ Ве2+ или Ва2+ Al3+ или La3+ На основе чего решается этот вопрос

13

3 Поляризуемость какого из ионов больше F- или Br - S2- или Te2- Сl- или I- Объясните причину

4 Какая из приведенных связей Cs ndash Cl Ca ndash S Ba ndash F наиболее прибndashлижается к ионной

5 Какая связь в каждом из соединений HClO NaHSO4 KOH имеет наиболее ионный характер

6 На основании значений электроотрицательности определите как меняется характер связей в водородных соединениях и оксидах элемен-тов третьего периода Как изменяется характер связи в молекулах в ря-ду LiF BeF2 BF3 CF4 F2

7 Как объяснить на основе поляризационных представлений мень-шую устойчивость иодидов меди (II) и свинца (IV) по сравнению с соот-ветствующими хлоридами

8 Определите у какого соединения (KF или KI) температура плавления ниже

9 Какая из солей (RbCl или AgCl) начинает плавиться при более низ-кой температуре

10 Температуры плавления CaI2 и CdI2 575˚С и 388˚С соответственно радиусы ионов Ca2+и Cd2+ близки по размерам В чем причина различия в температурах плавления данных веществ

11 В чем причина меньшей температуры плавления кристаллов PbCl4 по сравнению с PbCl2

12 У какого из соединений (C2H5OH или C2H5SH) температура ки-пения выше

13 При нормальном давлении (101middot105 Па) температура кипения H2O ndash 373 H2S ndash 2128 H2Se ndash 2317 H2Te ndash 271 K Объясните кажущееся laquoнару-шениеraquo в характере изменения температуры кипения в ряду H2O ndash H2S ndash H2Se ndash H2Te

14 Покажите на фрагменте полипептида возможность образования внутримолекулярных водородных связей при скручивании молекулы белка в спираль (вторичная структура белка)

15 Объясните как наличие внутренней водородной связи в молекуле салициловой кислоты (О ndash карбоксифенол) влияет на ее кислотные свойства

16 Какие три вида межмолекулярного взаимодействия называют ван-дер-ваальсовыми силами Чем определяется каждый из них Какое взаимодействие оказывается наиболее слабым

17 Как влияет на ориентационное взаимодействие полярность молекул и температура В чем выражается индукционное взаимодействие поляр-ных молекул с неполярными

18 Какое межмолекулярное взаимодействие является универсальным и действует между любыми частицами

19 Почему с увеличением молярной массы галогенов повышаются температуры их плавления и кипения

14

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ХИМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ ТЕРМОХИМИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие термодинамических систем 2 Основные понятия ТД - система среда фаза фазовое состояние - параметры состояния экстенсивные и интенсивные параметры - виды систем на основе характера обмена со средой веществом

и энергией - виды систем в зависимости от агрегатного состояния вещества - термодинамические функции состояния их особенность - процесс характеристика процессов на основе изменения некото-

рых параметров (изобарические изохорические изотермические и др) 3 Внутренняя энергия Теплота Работа 4 I закон ТД Энтальпия и ее изменение Энергетические эффекты

химических реакций Система знаков для обозначения тепловых эффек-тов Термохимические уравнения

5 Необходимость стандартизации тепловых эффектов Стандартная энтальпия образования простых веществ и соединений Стандартная эн-тальпия сгорания веществ

6 Закон Гесса и следствия из него 7 Самопроизвольные и вынужденные процессы Недостаточность I за-

кона ТД для определения возможности самопроизвольного протекания процессов

8 Понятие энтропии Макро- и микросостояния системы Энтропия веществ в разных агрегатных состояниях Стандартизация энтропии Расчеты ∆S˚298 для химических реакций Второй закон ТД

9 Энергия Гиббса ndash критерий направленности химических реакций в закрытых системах при р Т ndash const Термодинамическая возможность или невозможность самопроизвольного протекания процесса

10 Стандартизация ∆G Расчеты ∆G˚298 по табличным данным

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите количество теплоты выделяющейся при гашении 100

кг извести водой при 25˚С если известны стандартные теплоты образо-вания веществ участвующих в химической реакции

15

∆Н˚298 СаО(к) = - 6351 кДжмоль ∆Н˚298 Н2О(ж) = - 28584 кДжмоль ∆Н˚298 Са (ОН)2 (к) = - 9862 кДжмоль

Ответ 11654 кДж 2 При взрыве 5 л гремучего газа выделилось 36 кДж теплоты Со-

ставьте термохимическое уравнение данной реакции 3 При сжигании ромбической серы массой 16 г выделилось

14860 кДж теплоты а при сжигании той же массы моноклинной серы 14841 кДж теплоты Вычислите энтальпию перехода ромбической серы в моноклинную Ответ 38000 Джмоль

4 Определите ∆Н˚298 процесса образования мочевины 2NH3(г) + СО2(г) = Н2О(ж) + (NН2)2СО(к) используя стандартные эн-тальпии образования участвующих в реакции веществ

Ответ - 48706 кДж 5 Определите тепловой эффект реакции синтеза акриловой кислоты

при 298 К СН equiv СН(г) + СО(г) + Н2О(ж) СНrarr 2 = СН ndash СООН(ж) если из-вестны стандартные теплоты сгорания веществ участвующих в химиче-ской реакции

∆Н˚С298 СН equiv СН(г) = - 129963 кДжмоль ∆Н˚С298 СО(г) = - 2825 кДжмоль ∆Н˚С298 СН2 = СН ndash СООН(ж) = - 1370 кДжмоль 6 При образовании 80 г Fe2О3 поглощается 4265 кДж теплоты со-

гласно уравнению 2Fe + Al2О3 = Fe2О3 + 2 Аl Запишите уравнение реак-ции в термохимической и термодинамической шкале

7 Энтальпия растворения в воде безводной соды и кристаллогидрата Na2CO3 middot 10 Н2О равны соответственно ndash 25 кДж и + 67 кДж Вычислите энтальпию реакции Na2CO3 + 10 Н2О = Na2CO3 middot 10 Н2О

Ответ 92 кДжмоль 8 Предскажите знак изменения энтропии для процессов а) 2КClO3 (к) = 2KCl(к) + 3О2(г) б) N2 + 2O2= 2NO2в) СаСО3(к) = СаО(к) + СО2(г) г) Ag+ (р) + Сl ndash (р) = AgCl(к) Подтвердите вывод расчетом 9 На основе расчетов покажите термодинамическую возможность

получения Cl2О из простых веществ а) в стандартных условиях б) при повышенной температуре

10 Какие оксиды из перечисленных ниже можно восстановить водо-родом в стандартных условиях СuO PbO CaO Cr2O3

11 Вычислите изменение свободной энергии реакции 4Р + 5СО2 Рrarr 4О10 + 5С Можно ли потушить горящий фосфор угле-

кислым газом

16

12 Возможно ли самопроизвольное протекание перечисленных реак-ций при стандартных условиях

FeO(к) + Н2 = Fe (к) + Н2О(г) 2КClO3 (k) = 2 KCl (k) + 3О2(г) 4НСl + О2 = 2Сl2 + 2 H2O(ж) 2NH4NO3 = 4H2O + O2 + 2N2

N2 + 2H2O = NH4NO2 если ∆G˚ (NH4NO2 ) = 11594 кДжмоль 13 При какой температуре процесс FeO(к)+ H2 = Fe(к) + Н2О(г) ста-

новится самопроизвольным при стандартном давлении если изменени-ем ∆Н и ∆S с температурой можно пренебречь Ответ 8279 К

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Химическая кинетика Практическая значимость ее для описания процессов

2 Классификация химических реакций а) по степени сложности б) по кинетическому признаку последовательные параллельные со-

пряженные в) по характеру фаз гомогенные гетерогенные г) по природе частиц ионные молекулярные радикальные д) по числу частиц мономолекулярные бимолекулярные тримолеку-

лярные лимитирующая стадия е) по использованию катализатора ж) по тепловому эффекту 3 Понятие скорости химической реакции определение средняя и ис-

тинная скорость единицы измерения 4 Основной закон химической кинетики Кинетические уравнения

Порядок реакции Константа скорости 5 Энергия активации Энергетическая диаграмма процесса Понятие

активированного комплекса и интермедиата 6 Зависимость скорости реакции от температуры уравнения Вант-

Гоффа и Аррениуса распределение частиц по энергиям 7 Катализ понятие виды теория промежуточных стадий и адсорбци-

онная Селективность катализаторов каталитические яды Ингибиторы

17

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 При некоторой температуре и давлении в сосуде емкостью 05 л на-

ходится 003 моль диоксида азота Вычислите константу скорости пря-мой реакции протекающей по уравнению 2NO2 hArr N2O4 если скорость реакции при данных условиях равна 108 мольл middot с

Ответ 300 middot 102 лмольmiddotс 2 Скорость элементарной реакции А + 2В = АВ2 при концентрации

А 02 мольл и В 04 мольл равна 008 мольлmiddot мин Определите констан-ту скорости взаимодействия А и В и укажите ее размерность

3 Константа скорости реакции А + 2В = АВ2 равна 2middot10-3 лмольmiddotс а) какова скорость указанной реакции в начальный момент если кон-

центрация вещества А равна концентрации вещества В и составляет 040 мольл б) какова будет скорость этой реакции через некоторое время если

к этому моменту образуется 0100 мольл вещества АВ2 Ответ а) 128middot10-4 мольлmiddotс

б) 240middot10-5 мольлmiddotс 4 Напишите кинетические уравнения и определите молекулярность

частные и общие порядки следующих простых реакций а) Н + Вr = HBr б) H2 + O2 = H2O2 в) А + 2В = D г) F + H = HF д) O3 = O2 + O 5 Кинетическое уравнение сложной реакции СО + Сl2 = СОСl2 таково

v = kC(CO)middotC15 (Cl2) Каков общий порядок процесса Как изменится скорость реакции при увеличении втрое а) концентрации СО б) концентрации Сl2 в) давления г) объема реакционной смеси 6 Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен

15 Во сколько раз увеличится скорость данной реакции при повышении температуры на 30degС Ответ в 34 раза Определите температурный коэффициент скорости реакции если при

понижении температуры на 45degС реакция замедлилась в 25 раз Ответ 21

7 На сколько градусов нужно повысить температуру чтобы скорость реакции увеличилась в 81 раз если температурный коэффициент скоро-сти равен 3 Ответ на 40degС

8 Реакция идет по уравнению 2NO + O2 hArr 2NO2 Начальные концен-трации реагирующих веществ были (мольл) C(NO) = 08 C (O2) = 06

18

Как изменится скорость реакции если концентрацию кислорода увели-чить до 09 мольл а концентрацию оксида азота до 1 2 мольл

Ответ возрастет 3 4 раза 9 Разложение N2О на поверхности золота при высоких температурах

протекает по уравнению 2 N2О = 2N2 + О2 Константа скорости данной реакции равна 5middot10-4 лmiddotмоль-1middotмин ndash1 при 1173 К Начальная концентрация N2О 320 мольл Определите скорость реакции при заданной температу-ре в начальный момент и в тот момент когда разложится 25 N2О

Ответ 512middot10 ndash4 288 middot10 ndash4 мольmiddot мин -1middotл -1

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Обратимые и необратимые химические процессы Прямые и обрат-ные реакции

2 Химическое равновесие понятие график зависимости скорости прямой и обратной реакции от времени иллюстрация кинетического вывода константы химического равновесия на примере простой реакции и неприменимость его для сложных реакций

3 Выражение константы равновесия при данной температуре через а) парциальное давление реагирующих веществ Кр б) их молярные кон-центрации Кс Взаимосвязь Кр и Кс

4 Связь константы равновесия с основными термодинамическими величинами

5 Факторы влияющие на увеличение константы равновесия (∆Н ∆S) 6 Смещение химического равновесия принцип Ле-Шателье и иллю-

страция его справедливости на конкретных примерах при изменении концентрации давления и температуры

7 Катализаторы и равновесие 8 Химическое равновесие в живой и неживой природе 9 Примеры химических равновесий имеющих практическое значение

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать выражения констант равновесия для реакций а) 2NH3harr3H2+N2б) Fe3O4 + 4CO 3 Fe + 4COharr 2 в) 3 Fe2O3 + Н2 harr Н2О (пар) + 2 Fe3O4

г) С+СО2 2СО harr

19

В каком направлении сместится равновесие в каждом случае при уве-личении давления

2 В каком направлении сместится равновесие следующих обрати-мых реакций

а) 2SO2 + O2harr 2SO3 + 19274 кДж б) N2O4 2 NOharr 2 ndash 5447 кДж при понижении температуры при понижении давления 3 Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных

реакций вправо а) С + Н2О(пар) harrСО + Н2 ndash 12989 кДж б) N2 + 3H2 harr2NH3 + 9218 кДж 4 Вычислите константу равновесия реакции 2НВr harrH2 + Br2 если

до начала разложения масса бромоводорода была равна 0809 г а к мо-менту равновесия прореагировало 5 исходного вещества

Ответ К = 900middot10 ndash5

5 В сосуд объемом 05 л было помещено 05 моль водорода и 05 моль азота При некоторой температуре к моменту равновесия образова-лось 002 моль аммиака Вычислите константу равновесия данной сис-темы Ответ К = 2middot10 ndash3

6 В сосуде объемом 05 л протекает реакция СН4 + Н2О(пар) СО +3Н

harr

2 Вычислите константу равновесия К данной системы если перво-начальные массы реагирующих веществ в данном объеме были следую-щие СН4 ndash 08 г Н2О ndash 09 г СО ndash 14 г Н2 ndash 01 г и если к моменту рав-новесия прореагировало 50 метана Ответ К = 94middot10 ndash1

7 Вычислите константу равновесия реакции N2 + 3H2harr2 NH3 если при некоторой температуре и давлении в сосуд объемом 10 л введено 14 г азота и 1 г водорода К моменту равновесия образовалось 085 г аммиака Ответ К = 69

8 Константа равновесия К реакции 2 NO2 harrN2O4 при некоторой температуре равна 03 Вычислите молярные концентрации компонентов системы при наступлении равновесия если первоначальная молярная концентрация NO2 равна 92 гл Ответ 018 мольл 0010 мольл

9 Определите исходные концентрации азота и водорода в мольл и гл если при наступлении равновесия системы N2 + 3H2 2NHharr 3 кон-центрации веществ были азота ndash 05 мольл водорода ndash 03 мольл ам-миака ndash 20 мольл

Ответ N2 ndash 15 мольл 42 гл Н2 ndash 33 мольл 66 гл 10 При некоторой температуре в закрытом сосуде были смешаны

212 моль водорода и 523 моль йода Определите состав равновесной смеси (мольл) если константа равновесия реакции Н2 + I2 2HI при данных условиях равна 50

harr

Ответ Н2 = 160 мольл I2 = 0130 мольл HI = 102 мольл

20

11 Константа равновесия Кр реакции 2SO2 + O2harr 2SO3 при 950 К равна 1062 middot 10 ndash2 Вычислите Кс для этой реакции

Ответ Кс = 8388 12 Рассчитайте Кр и Кс для реакции РСl5 harrРСl3 + Cl2 при 500 К если

к моменту равновесия продиссоциировало 54 РСl5 а исходная концен-трация РСl5 была равна 100 мольл

Ответ Кс = 0634 Кр = 264middot10 ndash2

13 Константа равновесия системы H2 + I2 hArr 2HI при некоторой тем-пературе равна 40 Определите какой процент водорода и иода перейдет в HI если исходные молярные концентрации этих веществ одинаковы и составляют 001 мольл Ответ 76

РАСТВОРЫ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ И СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Общие сведения о дисперсных системах Грубодисперсные систе-мы коллоидные растворы (золи) истинные растворы

2 Твердые жидкие и газообразные растворы понятие примеры зна-чение

3 Физическая химическая и современная (физико-химическая) тео-рии растворов Работы ДИ Менделеева

4 Энергетика растворения 5 Растворимость Влияние температуры на растворимость газообраз-

ных жидких и твердых веществ 6 Способы выражения состава растворов а) качественные характеристики б) количественные параметры в) массовая доля растворенного вещества (W) г) молярная концентрация раствора (См) д) молярная концентрация эквивалента (Сэ) е) титр раствора (Т) ё) молярная доля растворенного вещества (χ) ж) моляльная концентрация (b) З) растворимость (S) 7 Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов

(Росм) 8 Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов Первый за-

кон Рауля

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 4: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

4

4 Средняя плотность по водороду газовой смеси состоящей из во-дорода и кислорода равна 1250 Вычислите объемные доли () водоро-да и кислорода в смеси Ответ 2331 7669

5 Рассчитайте среднюю молекулярную массу и плотность по диок-сиду углерода смеси газов содержащей по объему 380 фосгена СОСl2 и 620 хлора Сl2 Ответ 814

6 Газ плотность которого по воздуху 06 содержится в сосуде емко-стью 002 м3 под давлением 1038middot105 Па при 20ordmС Определите массу газа Ответ 1482middot10 ndash3 кг

7 Сколько молекул СО2 получится при сгорании 4middot10 ndash6 кг углерода Ответ 2 middot 1020

8 Масса 1000middot10 ndash3 м3 газа (ну) равна 1175middot10 ndash3 кг Вычислите мо-лекулярную массу и массу одной молекулы газа

Ответ 2632 1263middot10 ndash25 кг 9 Где содержится больше молекул в 1middot10 ndash3 м3 хлора при давлении

98500 Па и 23ordmС или в 1middot10 ndash3 м3 оксида углерода (IV) при 55ordmС и давлении 10600 Па

10 Определите сколько молекул газа содержится в 1 м3 газа при 32ordmС в космосе при давлении 1333middot10 ndash16 Па Ответ 3163middot105

11 Вычислите приблизительно радиусы атомов железа и золота если плотности этих металлов соответственно равны 790middot103 и 193middot104 кгм3

Ответ 128 middot 10 ndash10 м 144middot10 ndash10 м 12 В одном из двух сосудов объемом 2 л каждый находится кисло-

род а в другом при том же давлении ndash оксид углерода (IV) Масса каж-дого газа составляет 4 г Одинакова ли температура этих газов

Ответ в 1375 раз больше для СО2 13 Для двух газов значение относительной плотности по водороду

одинаково и равно 15 Определите какие это газы если один из них го-рит и при этом образуется газ вызывающий помутнение известковой воды а другой буреет на воздухе

14 В сосуде смешаны газы СО2 О2 N2 массы которых соответствен-но равны 110 160 210 г В каких объемных соотношениях смешаны эти газы Чему равны их объемные доли

Ответ 123 167 333 500 15 Мышьяк образует два оксида массовая доля мышьяка в которых

соответственно равна 652 и 757 Рассчитайте молярную массу экви-валента мышьяка в этих оксидах Ответ 150 гмоль 249 гмоль

16 Чему равна относительная атомная масса металла если в его хло-риде массовая доля хлора составляет 4476 а удельная теплоемкость металла равна 031 Джmiddotгndash1middotКndash1 Ответ8780

17 Чему равна относительная атомная масса металла если известно что его удельная теплоемкость С = 067 Джmiddotг ndash1middotК ndash1 а навеска массой 50 г образует бромид массой 250 г Бром той же массы взаимодейству-ет с водородом объемом 28 л (ну) Ответ 400

5

18 Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой 778 г и обработана соляной кислотой для которой массовая доля HCl 146 ρ=107 гмл На полное растворение навески потребовалось 475 мл кисло-ты Определите по этим данным массовые доли и молярные отношения компонентов в смеси Ответ 02000800 833 167

19 Вещество содержит углерод водород и бром При полном сгорании 752middot10ndash4 кг этого вещества было получено 352middot10ndash4 кг CO2 и 144middot10ndash4 кг Н2O После превращения всего брома в бромид серебра было получено 150middot10ndash3 кг бромида серебра Молекулярная масса вещества равна 188 Оп-ределите формулу этого вещества Ответ C2H4Br2

СТРОЕНИЕ АТОМА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Экспериментальные доказательства сложного строения атома 2 Первые модели строения атома Доказательства достоинства

и недостатки 3 Двойственная природа излучения корпускулярно ndash волновой дуа-

лизм свойств микрочастиц Принцип неопределенности В Гейзенберга соотношение неопределенности Уравнение Луи де Бройля

4 Основное уравнение квантовой механики Волновые функции Фи-зический смысл ψ2

5 Квантовые числа их характеристика Соотношение между ними 6 Атомные орбитали s- p- d- f ndash орбитали 7 Электронное облако Понятие граничной поверхности узловой

плоскости 8 Понятия энергетического уровня и подуровня 9 Правила и принципы заполнения уровней и подуровней

- принцип наименьшей энергии - правило Гунда - принцип Паули 10 Многоэлектронные атомы Правила Клечковского 11 Емкость энергетический уровней 12 Свойства свободных и связанных атомов энергия ионизации

сродство к электрону электроотрицательность степень окисления 13 Электронные и графические формулы атомов

6

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Пылинка массой 1000middot10 ndash6 г движется со скоростью 1 смс можно

ли обнаружить волновые свойства этой частицы Ответ 6625 middot10 ndash14 нм нет

2 Скорость движения электрона равна 20108 мс Рассчитайте длину волны электрона Ответ 3610-12м

3 Неопределенность в скорости электрона равна 100middot10 8 смс Най-дите соответствующую неопределенность в положении электрона

Ответ 0727 нм 4 Какие квантовые числа и в одинаковой ли мере определяют энер-

гию электрона Как она меняется с увеличением их значений Какое квантовое число в магнитном и электрическом полях начинает оказы-вать некоторое влияние на энергетическое состояние электрона Будут ли при этом АО одного и того же энергетического подуровня вырож-денными

5 Что в атоме называют энергетическим уровнем и энергетическим подуровнем При каком условии эти понятия сливаются

6 Чему равно число энергетических подуровней для данного энерге-тического уровня Каким значением главного квантового числа характе-ризуется энергетический уровень если он расщеплен на 4 подуровня Дайте их буквенные обозначения

7 Какие энергетические уровни не имеют а) р- б)d- в) f- подуров-ней Возможно ли отсутствие s ndash подуровня Атомы каких элементов не имеют электронов на p- и d- подуровнях

8 Укажите значения квантовых чисел n и l для внешних электронов в атомах элементов с порядковыми номерами 1114202333

9 Какие энергетические состояния называют вырожденными Чем определяется кратность вырождения Какое значение она имеет для p- d- и f- орбиталей

10 Узловой называют плоскость для всех точек которой ψ2=0Какое электронное облако не имеет узловых плоскостей и сколько их имеют p- и d- электронные облака

11 Учитывая емкость энергетических уровней покажите сколько элек-тронных слоев содержит электронная оболочка атома из 183654 или 86 электронов

12 Покажите на примере как при заполнении электронных оболочек действует принцип Паули и правило Гунда Дайте формулировку правила

13 Почему электроны находящиеся между данным электроном и ядром (промежуточные) называют экранирующими Существуют ли атомы в которых отсутствуют эти электроны

14 Что называют проникающей способностью электрона и как эф-фект экранирования влияет на эффективный заряд ядра для данного электрона

7

15 Что называют электронной формулой и электронной конфигура-цией атома иона или отдельного электронного слоя Какой вид они имеют для следующих атомов и ионов Na и Na+ Ca и Сa2+ Al и Al3+ Cl и Cl - S и S2- K+ и Br - Какие из этих ионов имеют электронное строение атомов Ne Ar Kr

16 Сколько электронных слоев и какое число электронов содержит атом с внешним электронным слоем а) 4s24p2 б)5s25p6

17 Какую атомную орбиталь займет очередной электрон согласно правилу суммы (n+l) а) 4d- или 5s- б) 5p- или 4d- в) 5f- или 4d- г) 5p- или 6s- д) 5f- или 6s- АО 18 Что называют энергией ионизации Какая величина имеет с ней

одинаковое числовое значение В каких единицах они измеряются 19 Что называют сродством атома к электрону Для каких элементов

эта величина имеет наибольшее положительное значение и для каких отрицательное значение Какие экспериментальные данные указывают на невозможность существования многозарядных простых ионов

20 Какой вывод можно сделать о свойствах атома по значению для него ионизационного потенциала и сродства к электрону

21 Что называют абсолютной и относительной электроотрицательно-стью Как по значению этой величины можно судить о направлении смещения электронной плотности при образовании связей

22 Энергия ионизации брома равна 11408 кДжмоль Сродство брома к электрону равно 3414 кДжмоль Вычислите относительную электро-отрицательность брома Ответ 28

ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДИ МЕНДЕЛЕЕВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие периодических и непериодических свойств 2 Первые попытки классификации элементов (Деберейнер Шанкур-

туа Ньюлендс Майер) 3 Открытие ДИ Менделеевым периодического закона Формулиров-

ка ДИ Менделеева и современная 4 Периодическая система (ПС) как отражение периодического закона

Варианты периодических систем длиннопериодный полудлинный краткопериодный (краткая характеристика)

8

5 Структура ПС с точки зрения строения атомов а) период особенности строения атомов элементов малых и больших

периодов б) группа особенности строения атомов IА и I В-групп 6 Периодические и непериодические свойства химических элементов

и их соединений в зависимости от положения элементов в ПС а) эффективные и орбитальные радиусы атомов б) энергия ионизации I потенциал ионизации в) энергия сродства к электрону Е г) электроотрицательность д) степень окисления (со) е) свойства соединений (оксидов гидроксидов водородных соединений) 7 Значение периодического закона

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какой физический смысл имеет порядковый номер и почему хими-ческие свойства элемента в конечном счете определяются зарядом ядра его атома

2 Как объяснить три случая (укажите их) отклонения от последова-тельного расположения элементов в периодической системе по возрас-танию атомных масс

3 В каких случаях емкость заполняемого энергетического уровня и число элементов в периоде а) совпадают б) не совпадают Объясните причину

4 Чем определяется число s- p- d- f ndash элементов в периодах Какие элементы образуют А и В группы Есть ли периоды не содержащие s- p- d- f ndash элементы В каких периодах находятся элементы всех четырех электронных семейств

5 Как объясняется немонотонное изменение энергии ионизации у эле-ментов II и III периодов ПС

6 Исходя из величин потенциалов ионизации укажите какой из при-веденных элементов Li Na K Rb Cs является более сильным восстано-вителем

7 Исходя из величин электроотрицательности укажите как в приве-денном ряду F Cl Br I изменяется способность атомов принимать электроны

8 Учитывая что элементы Be и Al образуют амфотерные гидроксиды напишите химические формулы следующих соединений а) нитрата бериллия бериллиевой кислоты бериллата калия б) гидроксида алюминия нитрата алюминия мета- и орто- алюминие-

вых кислот метаалюмината натрия ортоалюмината калия

9

9 Укажите какое из сравниваемых двух соединений является более сильным основанием а) NaOH или CsOH б) Ca(OH)2 или Ba(OH)2 в) Zn(OH)2 или Cd(OH)2

10 Какое из перечисленных газообразных водородных соединений наи-более прочно и какое наименее прочно NH3 PH3 AsH3 SbH3 BiH3 11 Как меняется восстановительная способность и сила кислот в ряду HF HCl HBr HI 12 На примере кислородных соединений марганца покажите как с уве-личением степени окисления элементов меняется характер оксидов и со-ответствующих им гидроксидов 13 Как меняются окислительные свойства и сила кислот в ряду HСlO HСlO2 HСlO3 HСlO4 14 Укажите какая из сравниваемых двух кислот является более сильной а) H2SO3 и H2SO4 б) H3PO4 или H3VO4 в) H2SO3 или H2SеO4 15 Как изменяется сила кислот в ряду H2SO4 rarr H2SеO4 Hrarr 2TeO4 16 Структуры внешнего и предвнешнего электронных слоев атомов следующие 3s23p63d54s1 4s24p64d55s1 5s25p65d46s2 Назовите эти эле-менты Как изменяются окислительные свойства оксидов этих элемен-тов отвечающих высшим степеням окисления 17 Зная закономерность в изменении свойств элементов в В-группах объясните почему природные соединения хрома и вольфрама не одно-типны основная руда первого элемента ndash хромистый железняк Fe(CrO2)2 а второго ndash шеелит CaWO4 18 Атом элемента имеет электронную конфигурацию 1s22s22p63s23p5 Определите место элемента в периодической системе и напишите для него электронные формулы иона Э ndash и условного иона Э7+ 19 Конфигурация валентных электронов в атомах двух элементов вы-ражается формулами 3s23p2 и 3d24s2 Определите в каких группах и подгруппах они расположены 20 В оксиде трехвалентного элемента массовая доля кислорода равна 30 Укажите относительную атомную массу элемента 21 При взаимодействии с водой 460 г неизвестного металла (со +1) выделилось 224 г (ну) водорода Укажите молярную массу образую-щейся при этом щелочи

10

КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ МЕТОД ВАЛЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Ранние представления о химической связи 2 Общая причина и природа сил образования химической связи любо-

го типа Работа Лондона и Гайтлера 3 Основные положения МВС 4 Основные характеристики связи - длина - энергия - валентный угол 5 Механизмы образования ковалентной связи - обменный - донорно-акцепторный 6 Виды ковалентной связи - полярная и неполярная - кратная связь Сигма пи- и дельта- связи 7 Свойства ковалентной связи - насыщаемость - направленность - поляризуемость 8 Валентные возможности элементов II и III периода 9 Геометрия молекул и ионов в зависимости от гибридизации АО (на

примерах NH3 NH4+ CH4 H2O H3O+ CO2 CO SO2 CO3

2- NO3- и др)

10 Дипольный момент связей и молекул 11 Делокализованная связь Кратность связи

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Рассчитайте длину связи в молекуле IСl если межъядерные расстоя-

ния в молекулах I2 и Cl2 соответственно равны 267middot10-10 и 199middot10-10 м Ответ 233middot10-10 м

2 Будут притягиваться или отталкиваться два атома водорода в сле-дующих случаях

а) l = 015 нм спины электронов параллельны б) l = 003 нм спины антипараллельны в) l = 0074 нм спины антипараллельны 3 Приведите примеры молекул которые содержат а) только σ-связи б) одну σ - и одну π-связи

11

в) две σ - и одну π-связи г) две σ - и две π-связи д) одну σ - и две π-связи Сколько σ - и π-связей содержат молекулы SF6 CCl4 SO3 PCl5

POCl3 C2H4 C2H2 COCl2SO2Cl2 4 В каких случаях кратность связи выражается дробным числом

Почему для аниона SO42- она равна 15 Какой будет кратность связей

в ионах CO32- PO4

3- NO3-

5 Какие условия определяют возможность гибридизации АО Как меняется устойчивость гибридного состояния АО элемента с увеличени-ем его атомного номера в пределах одной подгруппы периодической системы

6 Какие АО не могут участвовать в гибридизации Возможна ли гиб-ридизация орбиталей

а) 3p- и 4s- б) 4s ndash и 5p- в) 4s- и 4p- г) 4s- 4p- 5d- д) 3d- 4s- и 4p- е) 4s- 4p- и 4d- 7 Какие геометрические конфигурации молекул может дать sp3 ndash

гибридизация центрального атома Чем это определяется 8 Перечислите типы гибридизации s- p- и d- орбиталей Какое про-

странственное положение занимают гибридные АО в каждом из этих слу-чаев и какой будет геометрическая форма образованных ими молекул

9 Какие геометрические конфигурации молекул возможны в случае sp3 d- и sp3 d2- гибридизация орбиталей центрального атома а) в отсутствии неподеленных электронных пар б) при наличии одной неподеленной пары в) при наличии двух неподеленных пар 10 Почему однотипные по атомному составу молекулы СО2 и SО2

ВСl3 и РСl3 имеют разную геометрическую конфигурацию 11 Что называют электрическим моментом диполя молекулы В ка-

ких случаях он совпадает с моментом диполя связи 12 Почему молекулы простых веществ и некоторых сложных веществ

с полярными связями не имеют электрического момента диполя При-ведите примеры

13 В каких случаях наличие у центрального атома неподеленной электронной пары а) увеличивает момент диполя молекулы б) уменьшает его Покажите это на примере молекул NH3 и NF3 для которых значения

их соответственно равны 486middot10-30 и 067middot10-30 Кл middotм 14 Как должны меняться значения моментов диполей молекул в ряду

а) ClF ndash BrF ndash IF б) NH3 ndash PH3 ndash AsH3

12

Почему векторная сумма диполей оказывается различной для двух трехатомных молекул СО2 и Н2О

15 Что называют поляризуемостью ковалентной связи Какие части-цы могут играть роль внешнего электрического поля

МЕТОД МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРБИТАЛЕЙ ИОННАЯ СВЯЗЬ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Недостатки МВС в объяснении существования молекулярных ионов и магнитных свойств некоторых частиц 2 Сущность метода молекулярных орбиталей 3 Условия образования молекулярных орбиталей Связывающие и раз-рыхndashляющие орбитали 4 Энергетические диаграммы образования МО для молекул образо-ванных элементами I и II периода (Н2 Н2

+ Не2 Не2+ Ве2 О2 О2

+ О2- N2

CO NO) Принципы и правила заполнения МО 5 Ионная связь Механизм образования 6 Свойства ионной связи и соединений с данным типом связи 7 Поляризуемость и поляризующее действие ионов Закономерности изменения этих характеристик Понятие степени ионности связи 8 Водородная связь Условия образования и свойства 9 Виды водородной связи Влияние их на свойства веществ

10 Межмолекулярное взаимодействие Виды характеристика 11 Характеристика свойств веществ с учетом ММВ 12 Агрегатные состояния вещества Общие представления о твердых

кристаллах атомных молекулярных металлических ионных 13 Жидкокристаллическое состояние

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют поляризующим действием данного иона и его соб-

ственной поляризуемостью В какой зависимости находятся эти свойст-ва от величины заряда иона и его радиуса

2 Какие из ионов должны иметь большую поляризующую способ-ность Na+ или Cs+ Ве2+ или Ва2+ Al3+ или La3+ На основе чего решается этот вопрос

13

3 Поляризуемость какого из ионов больше F- или Br - S2- или Te2- Сl- или I- Объясните причину

4 Какая из приведенных связей Cs ndash Cl Ca ndash S Ba ndash F наиболее прибndashлижается к ионной

5 Какая связь в каждом из соединений HClO NaHSO4 KOH имеет наиболее ионный характер

6 На основании значений электроотрицательности определите как меняется характер связей в водородных соединениях и оксидах элемен-тов третьего периода Как изменяется характер связи в молекулах в ря-ду LiF BeF2 BF3 CF4 F2

7 Как объяснить на основе поляризационных представлений мень-шую устойчивость иодидов меди (II) и свинца (IV) по сравнению с соот-ветствующими хлоридами

8 Определите у какого соединения (KF или KI) температура плавления ниже

9 Какая из солей (RbCl или AgCl) начинает плавиться при более низ-кой температуре

10 Температуры плавления CaI2 и CdI2 575˚С и 388˚С соответственно радиусы ионов Ca2+и Cd2+ близки по размерам В чем причина различия в температурах плавления данных веществ

11 В чем причина меньшей температуры плавления кристаллов PbCl4 по сравнению с PbCl2

12 У какого из соединений (C2H5OH или C2H5SH) температура ки-пения выше

13 При нормальном давлении (101middot105 Па) температура кипения H2O ndash 373 H2S ndash 2128 H2Se ndash 2317 H2Te ndash 271 K Объясните кажущееся laquoнару-шениеraquo в характере изменения температуры кипения в ряду H2O ndash H2S ndash H2Se ndash H2Te

14 Покажите на фрагменте полипептида возможность образования внутримолекулярных водородных связей при скручивании молекулы белка в спираль (вторичная структура белка)

15 Объясните как наличие внутренней водородной связи в молекуле салициловой кислоты (О ndash карбоксифенол) влияет на ее кислотные свойства

16 Какие три вида межмолекулярного взаимодействия называют ван-дер-ваальсовыми силами Чем определяется каждый из них Какое взаимодействие оказывается наиболее слабым

17 Как влияет на ориентационное взаимодействие полярность молекул и температура В чем выражается индукционное взаимодействие поляр-ных молекул с неполярными

18 Какое межмолекулярное взаимодействие является универсальным и действует между любыми частицами

19 Почему с увеличением молярной массы галогенов повышаются температуры их плавления и кипения

14

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ХИМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ ТЕРМОХИМИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие термодинамических систем 2 Основные понятия ТД - система среда фаза фазовое состояние - параметры состояния экстенсивные и интенсивные параметры - виды систем на основе характера обмена со средой веществом

и энергией - виды систем в зависимости от агрегатного состояния вещества - термодинамические функции состояния их особенность - процесс характеристика процессов на основе изменения некото-

рых параметров (изобарические изохорические изотермические и др) 3 Внутренняя энергия Теплота Работа 4 I закон ТД Энтальпия и ее изменение Энергетические эффекты

химических реакций Система знаков для обозначения тепловых эффек-тов Термохимические уравнения

5 Необходимость стандартизации тепловых эффектов Стандартная энтальпия образования простых веществ и соединений Стандартная эн-тальпия сгорания веществ

6 Закон Гесса и следствия из него 7 Самопроизвольные и вынужденные процессы Недостаточность I за-

кона ТД для определения возможности самопроизвольного протекания процессов

8 Понятие энтропии Макро- и микросостояния системы Энтропия веществ в разных агрегатных состояниях Стандартизация энтропии Расчеты ∆S˚298 для химических реакций Второй закон ТД

9 Энергия Гиббса ndash критерий направленности химических реакций в закрытых системах при р Т ndash const Термодинамическая возможность или невозможность самопроизвольного протекания процесса

10 Стандартизация ∆G Расчеты ∆G˚298 по табличным данным

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите количество теплоты выделяющейся при гашении 100

кг извести водой при 25˚С если известны стандартные теплоты образо-вания веществ участвующих в химической реакции

15

∆Н˚298 СаО(к) = - 6351 кДжмоль ∆Н˚298 Н2О(ж) = - 28584 кДжмоль ∆Н˚298 Са (ОН)2 (к) = - 9862 кДжмоль

Ответ 11654 кДж 2 При взрыве 5 л гремучего газа выделилось 36 кДж теплоты Со-

ставьте термохимическое уравнение данной реакции 3 При сжигании ромбической серы массой 16 г выделилось

14860 кДж теплоты а при сжигании той же массы моноклинной серы 14841 кДж теплоты Вычислите энтальпию перехода ромбической серы в моноклинную Ответ 38000 Джмоль

4 Определите ∆Н˚298 процесса образования мочевины 2NH3(г) + СО2(г) = Н2О(ж) + (NН2)2СО(к) используя стандартные эн-тальпии образования участвующих в реакции веществ

Ответ - 48706 кДж 5 Определите тепловой эффект реакции синтеза акриловой кислоты

при 298 К СН equiv СН(г) + СО(г) + Н2О(ж) СНrarr 2 = СН ndash СООН(ж) если из-вестны стандартные теплоты сгорания веществ участвующих в химиче-ской реакции

∆Н˚С298 СН equiv СН(г) = - 129963 кДжмоль ∆Н˚С298 СО(г) = - 2825 кДжмоль ∆Н˚С298 СН2 = СН ndash СООН(ж) = - 1370 кДжмоль 6 При образовании 80 г Fe2О3 поглощается 4265 кДж теплоты со-

гласно уравнению 2Fe + Al2О3 = Fe2О3 + 2 Аl Запишите уравнение реак-ции в термохимической и термодинамической шкале

7 Энтальпия растворения в воде безводной соды и кристаллогидрата Na2CO3 middot 10 Н2О равны соответственно ndash 25 кДж и + 67 кДж Вычислите энтальпию реакции Na2CO3 + 10 Н2О = Na2CO3 middot 10 Н2О

Ответ 92 кДжмоль 8 Предскажите знак изменения энтропии для процессов а) 2КClO3 (к) = 2KCl(к) + 3О2(г) б) N2 + 2O2= 2NO2в) СаСО3(к) = СаО(к) + СО2(г) г) Ag+ (р) + Сl ndash (р) = AgCl(к) Подтвердите вывод расчетом 9 На основе расчетов покажите термодинамическую возможность

получения Cl2О из простых веществ а) в стандартных условиях б) при повышенной температуре

10 Какие оксиды из перечисленных ниже можно восстановить водо-родом в стандартных условиях СuO PbO CaO Cr2O3

11 Вычислите изменение свободной энергии реакции 4Р + 5СО2 Рrarr 4О10 + 5С Можно ли потушить горящий фосфор угле-

кислым газом

16

12 Возможно ли самопроизвольное протекание перечисленных реак-ций при стандартных условиях

FeO(к) + Н2 = Fe (к) + Н2О(г) 2КClO3 (k) = 2 KCl (k) + 3О2(г) 4НСl + О2 = 2Сl2 + 2 H2O(ж) 2NH4NO3 = 4H2O + O2 + 2N2

N2 + 2H2O = NH4NO2 если ∆G˚ (NH4NO2 ) = 11594 кДжмоль 13 При какой температуре процесс FeO(к)+ H2 = Fe(к) + Н2О(г) ста-

новится самопроизвольным при стандартном давлении если изменени-ем ∆Н и ∆S с температурой можно пренебречь Ответ 8279 К

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Химическая кинетика Практическая значимость ее для описания процессов

2 Классификация химических реакций а) по степени сложности б) по кинетическому признаку последовательные параллельные со-

пряженные в) по характеру фаз гомогенные гетерогенные г) по природе частиц ионные молекулярные радикальные д) по числу частиц мономолекулярные бимолекулярные тримолеку-

лярные лимитирующая стадия е) по использованию катализатора ж) по тепловому эффекту 3 Понятие скорости химической реакции определение средняя и ис-

тинная скорость единицы измерения 4 Основной закон химической кинетики Кинетические уравнения

Порядок реакции Константа скорости 5 Энергия активации Энергетическая диаграмма процесса Понятие

активированного комплекса и интермедиата 6 Зависимость скорости реакции от температуры уравнения Вант-

Гоффа и Аррениуса распределение частиц по энергиям 7 Катализ понятие виды теория промежуточных стадий и адсорбци-

онная Селективность катализаторов каталитические яды Ингибиторы

17

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 При некоторой температуре и давлении в сосуде емкостью 05 л на-

ходится 003 моль диоксида азота Вычислите константу скорости пря-мой реакции протекающей по уравнению 2NO2 hArr N2O4 если скорость реакции при данных условиях равна 108 мольл middot с

Ответ 300 middot 102 лмольmiddotс 2 Скорость элементарной реакции А + 2В = АВ2 при концентрации

А 02 мольл и В 04 мольл равна 008 мольлmiddot мин Определите констан-ту скорости взаимодействия А и В и укажите ее размерность

3 Константа скорости реакции А + 2В = АВ2 равна 2middot10-3 лмольmiddotс а) какова скорость указанной реакции в начальный момент если кон-

центрация вещества А равна концентрации вещества В и составляет 040 мольл б) какова будет скорость этой реакции через некоторое время если

к этому моменту образуется 0100 мольл вещества АВ2 Ответ а) 128middot10-4 мольлmiddotс

б) 240middot10-5 мольлmiddotс 4 Напишите кинетические уравнения и определите молекулярность

частные и общие порядки следующих простых реакций а) Н + Вr = HBr б) H2 + O2 = H2O2 в) А + 2В = D г) F + H = HF д) O3 = O2 + O 5 Кинетическое уравнение сложной реакции СО + Сl2 = СОСl2 таково

v = kC(CO)middotC15 (Cl2) Каков общий порядок процесса Как изменится скорость реакции при увеличении втрое а) концентрации СО б) концентрации Сl2 в) давления г) объема реакционной смеси 6 Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен

15 Во сколько раз увеличится скорость данной реакции при повышении температуры на 30degС Ответ в 34 раза Определите температурный коэффициент скорости реакции если при

понижении температуры на 45degС реакция замедлилась в 25 раз Ответ 21

7 На сколько градусов нужно повысить температуру чтобы скорость реакции увеличилась в 81 раз если температурный коэффициент скоро-сти равен 3 Ответ на 40degС

8 Реакция идет по уравнению 2NO + O2 hArr 2NO2 Начальные концен-трации реагирующих веществ были (мольл) C(NO) = 08 C (O2) = 06

18

Как изменится скорость реакции если концентрацию кислорода увели-чить до 09 мольл а концентрацию оксида азота до 1 2 мольл

Ответ возрастет 3 4 раза 9 Разложение N2О на поверхности золота при высоких температурах

протекает по уравнению 2 N2О = 2N2 + О2 Константа скорости данной реакции равна 5middot10-4 лmiddotмоль-1middotмин ndash1 при 1173 К Начальная концентрация N2О 320 мольл Определите скорость реакции при заданной температу-ре в начальный момент и в тот момент когда разложится 25 N2О

Ответ 512middot10 ndash4 288 middot10 ndash4 мольmiddot мин -1middotл -1

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Обратимые и необратимые химические процессы Прямые и обрат-ные реакции

2 Химическое равновесие понятие график зависимости скорости прямой и обратной реакции от времени иллюстрация кинетического вывода константы химического равновесия на примере простой реакции и неприменимость его для сложных реакций

3 Выражение константы равновесия при данной температуре через а) парциальное давление реагирующих веществ Кр б) их молярные кон-центрации Кс Взаимосвязь Кр и Кс

4 Связь константы равновесия с основными термодинамическими величинами

5 Факторы влияющие на увеличение константы равновесия (∆Н ∆S) 6 Смещение химического равновесия принцип Ле-Шателье и иллю-

страция его справедливости на конкретных примерах при изменении концентрации давления и температуры

7 Катализаторы и равновесие 8 Химическое равновесие в живой и неживой природе 9 Примеры химических равновесий имеющих практическое значение

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать выражения констант равновесия для реакций а) 2NH3harr3H2+N2б) Fe3O4 + 4CO 3 Fe + 4COharr 2 в) 3 Fe2O3 + Н2 harr Н2О (пар) + 2 Fe3O4

г) С+СО2 2СО harr

19

В каком направлении сместится равновесие в каждом случае при уве-личении давления

2 В каком направлении сместится равновесие следующих обрати-мых реакций

а) 2SO2 + O2harr 2SO3 + 19274 кДж б) N2O4 2 NOharr 2 ndash 5447 кДж при понижении температуры при понижении давления 3 Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных

реакций вправо а) С + Н2О(пар) harrСО + Н2 ndash 12989 кДж б) N2 + 3H2 harr2NH3 + 9218 кДж 4 Вычислите константу равновесия реакции 2НВr harrH2 + Br2 если

до начала разложения масса бромоводорода была равна 0809 г а к мо-менту равновесия прореагировало 5 исходного вещества

Ответ К = 900middot10 ndash5

5 В сосуд объемом 05 л было помещено 05 моль водорода и 05 моль азота При некоторой температуре к моменту равновесия образова-лось 002 моль аммиака Вычислите константу равновесия данной сис-темы Ответ К = 2middot10 ndash3

6 В сосуде объемом 05 л протекает реакция СН4 + Н2О(пар) СО +3Н

harr

2 Вычислите константу равновесия К данной системы если перво-начальные массы реагирующих веществ в данном объеме были следую-щие СН4 ndash 08 г Н2О ndash 09 г СО ndash 14 г Н2 ndash 01 г и если к моменту рав-новесия прореагировало 50 метана Ответ К = 94middot10 ndash1

7 Вычислите константу равновесия реакции N2 + 3H2harr2 NH3 если при некоторой температуре и давлении в сосуд объемом 10 л введено 14 г азота и 1 г водорода К моменту равновесия образовалось 085 г аммиака Ответ К = 69

8 Константа равновесия К реакции 2 NO2 harrN2O4 при некоторой температуре равна 03 Вычислите молярные концентрации компонентов системы при наступлении равновесия если первоначальная молярная концентрация NO2 равна 92 гл Ответ 018 мольл 0010 мольл

9 Определите исходные концентрации азота и водорода в мольл и гл если при наступлении равновесия системы N2 + 3H2 2NHharr 3 кон-центрации веществ были азота ndash 05 мольл водорода ndash 03 мольл ам-миака ndash 20 мольл

Ответ N2 ndash 15 мольл 42 гл Н2 ndash 33 мольл 66 гл 10 При некоторой температуре в закрытом сосуде были смешаны

212 моль водорода и 523 моль йода Определите состав равновесной смеси (мольл) если константа равновесия реакции Н2 + I2 2HI при данных условиях равна 50

harr

Ответ Н2 = 160 мольл I2 = 0130 мольл HI = 102 мольл

20

11 Константа равновесия Кр реакции 2SO2 + O2harr 2SO3 при 950 К равна 1062 middot 10 ndash2 Вычислите Кс для этой реакции

Ответ Кс = 8388 12 Рассчитайте Кр и Кс для реакции РСl5 harrРСl3 + Cl2 при 500 К если

к моменту равновесия продиссоциировало 54 РСl5 а исходная концен-трация РСl5 была равна 100 мольл

Ответ Кс = 0634 Кр = 264middot10 ndash2

13 Константа равновесия системы H2 + I2 hArr 2HI при некоторой тем-пературе равна 40 Определите какой процент водорода и иода перейдет в HI если исходные молярные концентрации этих веществ одинаковы и составляют 001 мольл Ответ 76

РАСТВОРЫ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ И СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Общие сведения о дисперсных системах Грубодисперсные систе-мы коллоидные растворы (золи) истинные растворы

2 Твердые жидкие и газообразные растворы понятие примеры зна-чение

3 Физическая химическая и современная (физико-химическая) тео-рии растворов Работы ДИ Менделеева

4 Энергетика растворения 5 Растворимость Влияние температуры на растворимость газообраз-

ных жидких и твердых веществ 6 Способы выражения состава растворов а) качественные характеристики б) количественные параметры в) массовая доля растворенного вещества (W) г) молярная концентрация раствора (См) д) молярная концентрация эквивалента (Сэ) е) титр раствора (Т) ё) молярная доля растворенного вещества (χ) ж) моляльная концентрация (b) З) растворимость (S) 7 Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов

(Росм) 8 Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов Первый за-

кон Рауля

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 5: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

5

18 Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой 778 г и обработана соляной кислотой для которой массовая доля HCl 146 ρ=107 гмл На полное растворение навески потребовалось 475 мл кисло-ты Определите по этим данным массовые доли и молярные отношения компонентов в смеси Ответ 02000800 833 167

19 Вещество содержит углерод водород и бром При полном сгорании 752middot10ndash4 кг этого вещества было получено 352middot10ndash4 кг CO2 и 144middot10ndash4 кг Н2O После превращения всего брома в бромид серебра было получено 150middot10ndash3 кг бромида серебра Молекулярная масса вещества равна 188 Оп-ределите формулу этого вещества Ответ C2H4Br2

СТРОЕНИЕ АТОМА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Экспериментальные доказательства сложного строения атома 2 Первые модели строения атома Доказательства достоинства

и недостатки 3 Двойственная природа излучения корпускулярно ndash волновой дуа-

лизм свойств микрочастиц Принцип неопределенности В Гейзенберга соотношение неопределенности Уравнение Луи де Бройля

4 Основное уравнение квантовой механики Волновые функции Фи-зический смысл ψ2

5 Квантовые числа их характеристика Соотношение между ними 6 Атомные орбитали s- p- d- f ndash орбитали 7 Электронное облако Понятие граничной поверхности узловой

плоскости 8 Понятия энергетического уровня и подуровня 9 Правила и принципы заполнения уровней и подуровней

- принцип наименьшей энергии - правило Гунда - принцип Паули 10 Многоэлектронные атомы Правила Клечковского 11 Емкость энергетический уровней 12 Свойства свободных и связанных атомов энергия ионизации

сродство к электрону электроотрицательность степень окисления 13 Электронные и графические формулы атомов

6

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Пылинка массой 1000middot10 ndash6 г движется со скоростью 1 смс можно

ли обнаружить волновые свойства этой частицы Ответ 6625 middot10 ndash14 нм нет

2 Скорость движения электрона равна 20108 мс Рассчитайте длину волны электрона Ответ 3610-12м

3 Неопределенность в скорости электрона равна 100middot10 8 смс Най-дите соответствующую неопределенность в положении электрона

Ответ 0727 нм 4 Какие квантовые числа и в одинаковой ли мере определяют энер-

гию электрона Как она меняется с увеличением их значений Какое квантовое число в магнитном и электрическом полях начинает оказы-вать некоторое влияние на энергетическое состояние электрона Будут ли при этом АО одного и того же энергетического подуровня вырож-денными

5 Что в атоме называют энергетическим уровнем и энергетическим подуровнем При каком условии эти понятия сливаются

6 Чему равно число энергетических подуровней для данного энерге-тического уровня Каким значением главного квантового числа характе-ризуется энергетический уровень если он расщеплен на 4 подуровня Дайте их буквенные обозначения

7 Какие энергетические уровни не имеют а) р- б)d- в) f- подуров-ней Возможно ли отсутствие s ndash подуровня Атомы каких элементов не имеют электронов на p- и d- подуровнях

8 Укажите значения квантовых чисел n и l для внешних электронов в атомах элементов с порядковыми номерами 1114202333

9 Какие энергетические состояния называют вырожденными Чем определяется кратность вырождения Какое значение она имеет для p- d- и f- орбиталей

10 Узловой называют плоскость для всех точек которой ψ2=0Какое электронное облако не имеет узловых плоскостей и сколько их имеют p- и d- электронные облака

11 Учитывая емкость энергетических уровней покажите сколько элек-тронных слоев содержит электронная оболочка атома из 183654 или 86 электронов

12 Покажите на примере как при заполнении электронных оболочек действует принцип Паули и правило Гунда Дайте формулировку правила

13 Почему электроны находящиеся между данным электроном и ядром (промежуточные) называют экранирующими Существуют ли атомы в которых отсутствуют эти электроны

14 Что называют проникающей способностью электрона и как эф-фект экранирования влияет на эффективный заряд ядра для данного электрона

7

15 Что называют электронной формулой и электронной конфигура-цией атома иона или отдельного электронного слоя Какой вид они имеют для следующих атомов и ионов Na и Na+ Ca и Сa2+ Al и Al3+ Cl и Cl - S и S2- K+ и Br - Какие из этих ионов имеют электронное строение атомов Ne Ar Kr

16 Сколько электронных слоев и какое число электронов содержит атом с внешним электронным слоем а) 4s24p2 б)5s25p6

17 Какую атомную орбиталь займет очередной электрон согласно правилу суммы (n+l) а) 4d- или 5s- б) 5p- или 4d- в) 5f- или 4d- г) 5p- или 6s- д) 5f- или 6s- АО 18 Что называют энергией ионизации Какая величина имеет с ней

одинаковое числовое значение В каких единицах они измеряются 19 Что называют сродством атома к электрону Для каких элементов

эта величина имеет наибольшее положительное значение и для каких отрицательное значение Какие экспериментальные данные указывают на невозможность существования многозарядных простых ионов

20 Какой вывод можно сделать о свойствах атома по значению для него ионизационного потенциала и сродства к электрону

21 Что называют абсолютной и относительной электроотрицательно-стью Как по значению этой величины можно судить о направлении смещения электронной плотности при образовании связей

22 Энергия ионизации брома равна 11408 кДжмоль Сродство брома к электрону равно 3414 кДжмоль Вычислите относительную электро-отрицательность брома Ответ 28

ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДИ МЕНДЕЛЕЕВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие периодических и непериодических свойств 2 Первые попытки классификации элементов (Деберейнер Шанкур-

туа Ньюлендс Майер) 3 Открытие ДИ Менделеевым периодического закона Формулиров-

ка ДИ Менделеева и современная 4 Периодическая система (ПС) как отражение периодического закона

Варианты периодических систем длиннопериодный полудлинный краткопериодный (краткая характеристика)

8

5 Структура ПС с точки зрения строения атомов а) период особенности строения атомов элементов малых и больших

периодов б) группа особенности строения атомов IА и I В-групп 6 Периодические и непериодические свойства химических элементов

и их соединений в зависимости от положения элементов в ПС а) эффективные и орбитальные радиусы атомов б) энергия ионизации I потенциал ионизации в) энергия сродства к электрону Е г) электроотрицательность д) степень окисления (со) е) свойства соединений (оксидов гидроксидов водородных соединений) 7 Значение периодического закона

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какой физический смысл имеет порядковый номер и почему хими-ческие свойства элемента в конечном счете определяются зарядом ядра его атома

2 Как объяснить три случая (укажите их) отклонения от последова-тельного расположения элементов в периодической системе по возрас-танию атомных масс

3 В каких случаях емкость заполняемого энергетического уровня и число элементов в периоде а) совпадают б) не совпадают Объясните причину

4 Чем определяется число s- p- d- f ndash элементов в периодах Какие элементы образуют А и В группы Есть ли периоды не содержащие s- p- d- f ndash элементы В каких периодах находятся элементы всех четырех электронных семейств

5 Как объясняется немонотонное изменение энергии ионизации у эле-ментов II и III периодов ПС

6 Исходя из величин потенциалов ионизации укажите какой из при-веденных элементов Li Na K Rb Cs является более сильным восстано-вителем

7 Исходя из величин электроотрицательности укажите как в приве-денном ряду F Cl Br I изменяется способность атомов принимать электроны

8 Учитывая что элементы Be и Al образуют амфотерные гидроксиды напишите химические формулы следующих соединений а) нитрата бериллия бериллиевой кислоты бериллата калия б) гидроксида алюминия нитрата алюминия мета- и орто- алюминие-

вых кислот метаалюмината натрия ортоалюмината калия

9

9 Укажите какое из сравниваемых двух соединений является более сильным основанием а) NaOH или CsOH б) Ca(OH)2 или Ba(OH)2 в) Zn(OH)2 или Cd(OH)2

10 Какое из перечисленных газообразных водородных соединений наи-более прочно и какое наименее прочно NH3 PH3 AsH3 SbH3 BiH3 11 Как меняется восстановительная способность и сила кислот в ряду HF HCl HBr HI 12 На примере кислородных соединений марганца покажите как с уве-личением степени окисления элементов меняется характер оксидов и со-ответствующих им гидроксидов 13 Как меняются окислительные свойства и сила кислот в ряду HСlO HСlO2 HСlO3 HСlO4 14 Укажите какая из сравниваемых двух кислот является более сильной а) H2SO3 и H2SO4 б) H3PO4 или H3VO4 в) H2SO3 или H2SеO4 15 Как изменяется сила кислот в ряду H2SO4 rarr H2SеO4 Hrarr 2TeO4 16 Структуры внешнего и предвнешнего электронных слоев атомов следующие 3s23p63d54s1 4s24p64d55s1 5s25p65d46s2 Назовите эти эле-менты Как изменяются окислительные свойства оксидов этих элемен-тов отвечающих высшим степеням окисления 17 Зная закономерность в изменении свойств элементов в В-группах объясните почему природные соединения хрома и вольфрама не одно-типны основная руда первого элемента ndash хромистый железняк Fe(CrO2)2 а второго ndash шеелит CaWO4 18 Атом элемента имеет электронную конфигурацию 1s22s22p63s23p5 Определите место элемента в периодической системе и напишите для него электронные формулы иона Э ndash и условного иона Э7+ 19 Конфигурация валентных электронов в атомах двух элементов вы-ражается формулами 3s23p2 и 3d24s2 Определите в каких группах и подгруппах они расположены 20 В оксиде трехвалентного элемента массовая доля кислорода равна 30 Укажите относительную атомную массу элемента 21 При взаимодействии с водой 460 г неизвестного металла (со +1) выделилось 224 г (ну) водорода Укажите молярную массу образую-щейся при этом щелочи

10

КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ МЕТОД ВАЛЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Ранние представления о химической связи 2 Общая причина и природа сил образования химической связи любо-

го типа Работа Лондона и Гайтлера 3 Основные положения МВС 4 Основные характеристики связи - длина - энергия - валентный угол 5 Механизмы образования ковалентной связи - обменный - донорно-акцепторный 6 Виды ковалентной связи - полярная и неполярная - кратная связь Сигма пи- и дельта- связи 7 Свойства ковалентной связи - насыщаемость - направленность - поляризуемость 8 Валентные возможности элементов II и III периода 9 Геометрия молекул и ионов в зависимости от гибридизации АО (на

примерах NH3 NH4+ CH4 H2O H3O+ CO2 CO SO2 CO3

2- NO3- и др)

10 Дипольный момент связей и молекул 11 Делокализованная связь Кратность связи

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Рассчитайте длину связи в молекуле IСl если межъядерные расстоя-

ния в молекулах I2 и Cl2 соответственно равны 267middot10-10 и 199middot10-10 м Ответ 233middot10-10 м

2 Будут притягиваться или отталкиваться два атома водорода в сле-дующих случаях

а) l = 015 нм спины электронов параллельны б) l = 003 нм спины антипараллельны в) l = 0074 нм спины антипараллельны 3 Приведите примеры молекул которые содержат а) только σ-связи б) одну σ - и одну π-связи

11

в) две σ - и одну π-связи г) две σ - и две π-связи д) одну σ - и две π-связи Сколько σ - и π-связей содержат молекулы SF6 CCl4 SO3 PCl5

POCl3 C2H4 C2H2 COCl2SO2Cl2 4 В каких случаях кратность связи выражается дробным числом

Почему для аниона SO42- она равна 15 Какой будет кратность связей

в ионах CO32- PO4

3- NO3-

5 Какие условия определяют возможность гибридизации АО Как меняется устойчивость гибридного состояния АО элемента с увеличени-ем его атомного номера в пределах одной подгруппы периодической системы

6 Какие АО не могут участвовать в гибридизации Возможна ли гиб-ридизация орбиталей

а) 3p- и 4s- б) 4s ndash и 5p- в) 4s- и 4p- г) 4s- 4p- 5d- д) 3d- 4s- и 4p- е) 4s- 4p- и 4d- 7 Какие геометрические конфигурации молекул может дать sp3 ndash

гибридизация центрального атома Чем это определяется 8 Перечислите типы гибридизации s- p- и d- орбиталей Какое про-

странственное положение занимают гибридные АО в каждом из этих слу-чаев и какой будет геометрическая форма образованных ими молекул

9 Какие геометрические конфигурации молекул возможны в случае sp3 d- и sp3 d2- гибридизация орбиталей центрального атома а) в отсутствии неподеленных электронных пар б) при наличии одной неподеленной пары в) при наличии двух неподеленных пар 10 Почему однотипные по атомному составу молекулы СО2 и SО2

ВСl3 и РСl3 имеют разную геометрическую конфигурацию 11 Что называют электрическим моментом диполя молекулы В ка-

ких случаях он совпадает с моментом диполя связи 12 Почему молекулы простых веществ и некоторых сложных веществ

с полярными связями не имеют электрического момента диполя При-ведите примеры

13 В каких случаях наличие у центрального атома неподеленной электронной пары а) увеличивает момент диполя молекулы б) уменьшает его Покажите это на примере молекул NH3 и NF3 для которых значения

их соответственно равны 486middot10-30 и 067middot10-30 Кл middotм 14 Как должны меняться значения моментов диполей молекул в ряду

а) ClF ndash BrF ndash IF б) NH3 ndash PH3 ndash AsH3

12

Почему векторная сумма диполей оказывается различной для двух трехатомных молекул СО2 и Н2О

15 Что называют поляризуемостью ковалентной связи Какие части-цы могут играть роль внешнего электрического поля

МЕТОД МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРБИТАЛЕЙ ИОННАЯ СВЯЗЬ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Недостатки МВС в объяснении существования молекулярных ионов и магнитных свойств некоторых частиц 2 Сущность метода молекулярных орбиталей 3 Условия образования молекулярных орбиталей Связывающие и раз-рыхndashляющие орбитали 4 Энергетические диаграммы образования МО для молекул образо-ванных элементами I и II периода (Н2 Н2

+ Не2 Не2+ Ве2 О2 О2

+ О2- N2

CO NO) Принципы и правила заполнения МО 5 Ионная связь Механизм образования 6 Свойства ионной связи и соединений с данным типом связи 7 Поляризуемость и поляризующее действие ионов Закономерности изменения этих характеристик Понятие степени ионности связи 8 Водородная связь Условия образования и свойства 9 Виды водородной связи Влияние их на свойства веществ

10 Межмолекулярное взаимодействие Виды характеристика 11 Характеристика свойств веществ с учетом ММВ 12 Агрегатные состояния вещества Общие представления о твердых

кристаллах атомных молекулярных металлических ионных 13 Жидкокристаллическое состояние

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют поляризующим действием данного иона и его соб-

ственной поляризуемостью В какой зависимости находятся эти свойст-ва от величины заряда иона и его радиуса

2 Какие из ионов должны иметь большую поляризующую способ-ность Na+ или Cs+ Ве2+ или Ва2+ Al3+ или La3+ На основе чего решается этот вопрос

13

3 Поляризуемость какого из ионов больше F- или Br - S2- или Te2- Сl- или I- Объясните причину

4 Какая из приведенных связей Cs ndash Cl Ca ndash S Ba ndash F наиболее прибndashлижается к ионной

5 Какая связь в каждом из соединений HClO NaHSO4 KOH имеет наиболее ионный характер

6 На основании значений электроотрицательности определите как меняется характер связей в водородных соединениях и оксидах элемен-тов третьего периода Как изменяется характер связи в молекулах в ря-ду LiF BeF2 BF3 CF4 F2

7 Как объяснить на основе поляризационных представлений мень-шую устойчивость иодидов меди (II) и свинца (IV) по сравнению с соот-ветствующими хлоридами

8 Определите у какого соединения (KF или KI) температура плавления ниже

9 Какая из солей (RbCl или AgCl) начинает плавиться при более низ-кой температуре

10 Температуры плавления CaI2 и CdI2 575˚С и 388˚С соответственно радиусы ионов Ca2+и Cd2+ близки по размерам В чем причина различия в температурах плавления данных веществ

11 В чем причина меньшей температуры плавления кристаллов PbCl4 по сравнению с PbCl2

12 У какого из соединений (C2H5OH или C2H5SH) температура ки-пения выше

13 При нормальном давлении (101middot105 Па) температура кипения H2O ndash 373 H2S ndash 2128 H2Se ndash 2317 H2Te ndash 271 K Объясните кажущееся laquoнару-шениеraquo в характере изменения температуры кипения в ряду H2O ndash H2S ndash H2Se ndash H2Te

14 Покажите на фрагменте полипептида возможность образования внутримолекулярных водородных связей при скручивании молекулы белка в спираль (вторичная структура белка)

15 Объясните как наличие внутренней водородной связи в молекуле салициловой кислоты (О ndash карбоксифенол) влияет на ее кислотные свойства

16 Какие три вида межмолекулярного взаимодействия называют ван-дер-ваальсовыми силами Чем определяется каждый из них Какое взаимодействие оказывается наиболее слабым

17 Как влияет на ориентационное взаимодействие полярность молекул и температура В чем выражается индукционное взаимодействие поляр-ных молекул с неполярными

18 Какое межмолекулярное взаимодействие является универсальным и действует между любыми частицами

19 Почему с увеличением молярной массы галогенов повышаются температуры их плавления и кипения

14

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ХИМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ ТЕРМОХИМИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие термодинамических систем 2 Основные понятия ТД - система среда фаза фазовое состояние - параметры состояния экстенсивные и интенсивные параметры - виды систем на основе характера обмена со средой веществом

и энергией - виды систем в зависимости от агрегатного состояния вещества - термодинамические функции состояния их особенность - процесс характеристика процессов на основе изменения некото-

рых параметров (изобарические изохорические изотермические и др) 3 Внутренняя энергия Теплота Работа 4 I закон ТД Энтальпия и ее изменение Энергетические эффекты

химических реакций Система знаков для обозначения тепловых эффек-тов Термохимические уравнения

5 Необходимость стандартизации тепловых эффектов Стандартная энтальпия образования простых веществ и соединений Стандартная эн-тальпия сгорания веществ

6 Закон Гесса и следствия из него 7 Самопроизвольные и вынужденные процессы Недостаточность I за-

кона ТД для определения возможности самопроизвольного протекания процессов

8 Понятие энтропии Макро- и микросостояния системы Энтропия веществ в разных агрегатных состояниях Стандартизация энтропии Расчеты ∆S˚298 для химических реакций Второй закон ТД

9 Энергия Гиббса ndash критерий направленности химических реакций в закрытых системах при р Т ndash const Термодинамическая возможность или невозможность самопроизвольного протекания процесса

10 Стандартизация ∆G Расчеты ∆G˚298 по табличным данным

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите количество теплоты выделяющейся при гашении 100

кг извести водой при 25˚С если известны стандартные теплоты образо-вания веществ участвующих в химической реакции

15

∆Н˚298 СаО(к) = - 6351 кДжмоль ∆Н˚298 Н2О(ж) = - 28584 кДжмоль ∆Н˚298 Са (ОН)2 (к) = - 9862 кДжмоль

Ответ 11654 кДж 2 При взрыве 5 л гремучего газа выделилось 36 кДж теплоты Со-

ставьте термохимическое уравнение данной реакции 3 При сжигании ромбической серы массой 16 г выделилось

14860 кДж теплоты а при сжигании той же массы моноклинной серы 14841 кДж теплоты Вычислите энтальпию перехода ромбической серы в моноклинную Ответ 38000 Джмоль

4 Определите ∆Н˚298 процесса образования мочевины 2NH3(г) + СО2(г) = Н2О(ж) + (NН2)2СО(к) используя стандартные эн-тальпии образования участвующих в реакции веществ

Ответ - 48706 кДж 5 Определите тепловой эффект реакции синтеза акриловой кислоты

при 298 К СН equiv СН(г) + СО(г) + Н2О(ж) СНrarr 2 = СН ndash СООН(ж) если из-вестны стандартные теплоты сгорания веществ участвующих в химиче-ской реакции

∆Н˚С298 СН equiv СН(г) = - 129963 кДжмоль ∆Н˚С298 СО(г) = - 2825 кДжмоль ∆Н˚С298 СН2 = СН ndash СООН(ж) = - 1370 кДжмоль 6 При образовании 80 г Fe2О3 поглощается 4265 кДж теплоты со-

гласно уравнению 2Fe + Al2О3 = Fe2О3 + 2 Аl Запишите уравнение реак-ции в термохимической и термодинамической шкале

7 Энтальпия растворения в воде безводной соды и кристаллогидрата Na2CO3 middot 10 Н2О равны соответственно ndash 25 кДж и + 67 кДж Вычислите энтальпию реакции Na2CO3 + 10 Н2О = Na2CO3 middot 10 Н2О

Ответ 92 кДжмоль 8 Предскажите знак изменения энтропии для процессов а) 2КClO3 (к) = 2KCl(к) + 3О2(г) б) N2 + 2O2= 2NO2в) СаСО3(к) = СаО(к) + СО2(г) г) Ag+ (р) + Сl ndash (р) = AgCl(к) Подтвердите вывод расчетом 9 На основе расчетов покажите термодинамическую возможность

получения Cl2О из простых веществ а) в стандартных условиях б) при повышенной температуре

10 Какие оксиды из перечисленных ниже можно восстановить водо-родом в стандартных условиях СuO PbO CaO Cr2O3

11 Вычислите изменение свободной энергии реакции 4Р + 5СО2 Рrarr 4О10 + 5С Можно ли потушить горящий фосфор угле-

кислым газом

16

12 Возможно ли самопроизвольное протекание перечисленных реак-ций при стандартных условиях

FeO(к) + Н2 = Fe (к) + Н2О(г) 2КClO3 (k) = 2 KCl (k) + 3О2(г) 4НСl + О2 = 2Сl2 + 2 H2O(ж) 2NH4NO3 = 4H2O + O2 + 2N2

N2 + 2H2O = NH4NO2 если ∆G˚ (NH4NO2 ) = 11594 кДжмоль 13 При какой температуре процесс FeO(к)+ H2 = Fe(к) + Н2О(г) ста-

новится самопроизвольным при стандартном давлении если изменени-ем ∆Н и ∆S с температурой можно пренебречь Ответ 8279 К

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Химическая кинетика Практическая значимость ее для описания процессов

2 Классификация химических реакций а) по степени сложности б) по кинетическому признаку последовательные параллельные со-

пряженные в) по характеру фаз гомогенные гетерогенные г) по природе частиц ионные молекулярные радикальные д) по числу частиц мономолекулярные бимолекулярные тримолеку-

лярные лимитирующая стадия е) по использованию катализатора ж) по тепловому эффекту 3 Понятие скорости химической реакции определение средняя и ис-

тинная скорость единицы измерения 4 Основной закон химической кинетики Кинетические уравнения

Порядок реакции Константа скорости 5 Энергия активации Энергетическая диаграмма процесса Понятие

активированного комплекса и интермедиата 6 Зависимость скорости реакции от температуры уравнения Вант-

Гоффа и Аррениуса распределение частиц по энергиям 7 Катализ понятие виды теория промежуточных стадий и адсорбци-

онная Селективность катализаторов каталитические яды Ингибиторы

17

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 При некоторой температуре и давлении в сосуде емкостью 05 л на-

ходится 003 моль диоксида азота Вычислите константу скорости пря-мой реакции протекающей по уравнению 2NO2 hArr N2O4 если скорость реакции при данных условиях равна 108 мольл middot с

Ответ 300 middot 102 лмольmiddotс 2 Скорость элементарной реакции А + 2В = АВ2 при концентрации

А 02 мольл и В 04 мольл равна 008 мольлmiddot мин Определите констан-ту скорости взаимодействия А и В и укажите ее размерность

3 Константа скорости реакции А + 2В = АВ2 равна 2middot10-3 лмольmiddotс а) какова скорость указанной реакции в начальный момент если кон-

центрация вещества А равна концентрации вещества В и составляет 040 мольл б) какова будет скорость этой реакции через некоторое время если

к этому моменту образуется 0100 мольл вещества АВ2 Ответ а) 128middot10-4 мольлmiddotс

б) 240middot10-5 мольлmiddotс 4 Напишите кинетические уравнения и определите молекулярность

частные и общие порядки следующих простых реакций а) Н + Вr = HBr б) H2 + O2 = H2O2 в) А + 2В = D г) F + H = HF д) O3 = O2 + O 5 Кинетическое уравнение сложной реакции СО + Сl2 = СОСl2 таково

v = kC(CO)middotC15 (Cl2) Каков общий порядок процесса Как изменится скорость реакции при увеличении втрое а) концентрации СО б) концентрации Сl2 в) давления г) объема реакционной смеси 6 Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен

15 Во сколько раз увеличится скорость данной реакции при повышении температуры на 30degС Ответ в 34 раза Определите температурный коэффициент скорости реакции если при

понижении температуры на 45degС реакция замедлилась в 25 раз Ответ 21

7 На сколько градусов нужно повысить температуру чтобы скорость реакции увеличилась в 81 раз если температурный коэффициент скоро-сти равен 3 Ответ на 40degС

8 Реакция идет по уравнению 2NO + O2 hArr 2NO2 Начальные концен-трации реагирующих веществ были (мольл) C(NO) = 08 C (O2) = 06

18

Как изменится скорость реакции если концентрацию кислорода увели-чить до 09 мольл а концентрацию оксида азота до 1 2 мольл

Ответ возрастет 3 4 раза 9 Разложение N2О на поверхности золота при высоких температурах

протекает по уравнению 2 N2О = 2N2 + О2 Константа скорости данной реакции равна 5middot10-4 лmiddotмоль-1middotмин ndash1 при 1173 К Начальная концентрация N2О 320 мольл Определите скорость реакции при заданной температу-ре в начальный момент и в тот момент когда разложится 25 N2О

Ответ 512middot10 ndash4 288 middot10 ndash4 мольmiddot мин -1middotл -1

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Обратимые и необратимые химические процессы Прямые и обрат-ные реакции

2 Химическое равновесие понятие график зависимости скорости прямой и обратной реакции от времени иллюстрация кинетического вывода константы химического равновесия на примере простой реакции и неприменимость его для сложных реакций

3 Выражение константы равновесия при данной температуре через а) парциальное давление реагирующих веществ Кр б) их молярные кон-центрации Кс Взаимосвязь Кр и Кс

4 Связь константы равновесия с основными термодинамическими величинами

5 Факторы влияющие на увеличение константы равновесия (∆Н ∆S) 6 Смещение химического равновесия принцип Ле-Шателье и иллю-

страция его справедливости на конкретных примерах при изменении концентрации давления и температуры

7 Катализаторы и равновесие 8 Химическое равновесие в живой и неживой природе 9 Примеры химических равновесий имеющих практическое значение

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать выражения констант равновесия для реакций а) 2NH3harr3H2+N2б) Fe3O4 + 4CO 3 Fe + 4COharr 2 в) 3 Fe2O3 + Н2 harr Н2О (пар) + 2 Fe3O4

г) С+СО2 2СО harr

19

В каком направлении сместится равновесие в каждом случае при уве-личении давления

2 В каком направлении сместится равновесие следующих обрати-мых реакций

а) 2SO2 + O2harr 2SO3 + 19274 кДж б) N2O4 2 NOharr 2 ndash 5447 кДж при понижении температуры при понижении давления 3 Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных

реакций вправо а) С + Н2О(пар) harrСО + Н2 ndash 12989 кДж б) N2 + 3H2 harr2NH3 + 9218 кДж 4 Вычислите константу равновесия реакции 2НВr harrH2 + Br2 если

до начала разложения масса бромоводорода была равна 0809 г а к мо-менту равновесия прореагировало 5 исходного вещества

Ответ К = 900middot10 ndash5

5 В сосуд объемом 05 л было помещено 05 моль водорода и 05 моль азота При некоторой температуре к моменту равновесия образова-лось 002 моль аммиака Вычислите константу равновесия данной сис-темы Ответ К = 2middot10 ndash3

6 В сосуде объемом 05 л протекает реакция СН4 + Н2О(пар) СО +3Н

harr

2 Вычислите константу равновесия К данной системы если перво-начальные массы реагирующих веществ в данном объеме были следую-щие СН4 ndash 08 г Н2О ndash 09 г СО ndash 14 г Н2 ndash 01 г и если к моменту рав-новесия прореагировало 50 метана Ответ К = 94middot10 ndash1

7 Вычислите константу равновесия реакции N2 + 3H2harr2 NH3 если при некоторой температуре и давлении в сосуд объемом 10 л введено 14 г азота и 1 г водорода К моменту равновесия образовалось 085 г аммиака Ответ К = 69

8 Константа равновесия К реакции 2 NO2 harrN2O4 при некоторой температуре равна 03 Вычислите молярные концентрации компонентов системы при наступлении равновесия если первоначальная молярная концентрация NO2 равна 92 гл Ответ 018 мольл 0010 мольл

9 Определите исходные концентрации азота и водорода в мольл и гл если при наступлении равновесия системы N2 + 3H2 2NHharr 3 кон-центрации веществ были азота ndash 05 мольл водорода ndash 03 мольл ам-миака ndash 20 мольл

Ответ N2 ndash 15 мольл 42 гл Н2 ndash 33 мольл 66 гл 10 При некоторой температуре в закрытом сосуде были смешаны

212 моль водорода и 523 моль йода Определите состав равновесной смеси (мольл) если константа равновесия реакции Н2 + I2 2HI при данных условиях равна 50

harr

Ответ Н2 = 160 мольл I2 = 0130 мольл HI = 102 мольл

20

11 Константа равновесия Кр реакции 2SO2 + O2harr 2SO3 при 950 К равна 1062 middot 10 ndash2 Вычислите Кс для этой реакции

Ответ Кс = 8388 12 Рассчитайте Кр и Кс для реакции РСl5 harrРСl3 + Cl2 при 500 К если

к моменту равновесия продиссоциировало 54 РСl5 а исходная концен-трация РСl5 была равна 100 мольл

Ответ Кс = 0634 Кр = 264middot10 ndash2

13 Константа равновесия системы H2 + I2 hArr 2HI при некоторой тем-пературе равна 40 Определите какой процент водорода и иода перейдет в HI если исходные молярные концентрации этих веществ одинаковы и составляют 001 мольл Ответ 76

РАСТВОРЫ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ И СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Общие сведения о дисперсных системах Грубодисперсные систе-мы коллоидные растворы (золи) истинные растворы

2 Твердые жидкие и газообразные растворы понятие примеры зна-чение

3 Физическая химическая и современная (физико-химическая) тео-рии растворов Работы ДИ Менделеева

4 Энергетика растворения 5 Растворимость Влияние температуры на растворимость газообраз-

ных жидких и твердых веществ 6 Способы выражения состава растворов а) качественные характеристики б) количественные параметры в) массовая доля растворенного вещества (W) г) молярная концентрация раствора (См) д) молярная концентрация эквивалента (Сэ) е) титр раствора (Т) ё) молярная доля растворенного вещества (χ) ж) моляльная концентрация (b) З) растворимость (S) 7 Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов

(Росм) 8 Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов Первый за-

кон Рауля

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 6: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

6

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Пылинка массой 1000middot10 ndash6 г движется со скоростью 1 смс можно

ли обнаружить волновые свойства этой частицы Ответ 6625 middot10 ndash14 нм нет

2 Скорость движения электрона равна 20108 мс Рассчитайте длину волны электрона Ответ 3610-12м

3 Неопределенность в скорости электрона равна 100middot10 8 смс Най-дите соответствующую неопределенность в положении электрона

Ответ 0727 нм 4 Какие квантовые числа и в одинаковой ли мере определяют энер-

гию электрона Как она меняется с увеличением их значений Какое квантовое число в магнитном и электрическом полях начинает оказы-вать некоторое влияние на энергетическое состояние электрона Будут ли при этом АО одного и того же энергетического подуровня вырож-денными

5 Что в атоме называют энергетическим уровнем и энергетическим подуровнем При каком условии эти понятия сливаются

6 Чему равно число энергетических подуровней для данного энерге-тического уровня Каким значением главного квантового числа характе-ризуется энергетический уровень если он расщеплен на 4 подуровня Дайте их буквенные обозначения

7 Какие энергетические уровни не имеют а) р- б)d- в) f- подуров-ней Возможно ли отсутствие s ndash подуровня Атомы каких элементов не имеют электронов на p- и d- подуровнях

8 Укажите значения квантовых чисел n и l для внешних электронов в атомах элементов с порядковыми номерами 1114202333

9 Какие энергетические состояния называют вырожденными Чем определяется кратность вырождения Какое значение она имеет для p- d- и f- орбиталей

10 Узловой называют плоскость для всех точек которой ψ2=0Какое электронное облако не имеет узловых плоскостей и сколько их имеют p- и d- электронные облака

11 Учитывая емкость энергетических уровней покажите сколько элек-тронных слоев содержит электронная оболочка атома из 183654 или 86 электронов

12 Покажите на примере как при заполнении электронных оболочек действует принцип Паули и правило Гунда Дайте формулировку правила

13 Почему электроны находящиеся между данным электроном и ядром (промежуточные) называют экранирующими Существуют ли атомы в которых отсутствуют эти электроны

14 Что называют проникающей способностью электрона и как эф-фект экранирования влияет на эффективный заряд ядра для данного электрона

7

15 Что называют электронной формулой и электронной конфигура-цией атома иона или отдельного электронного слоя Какой вид они имеют для следующих атомов и ионов Na и Na+ Ca и Сa2+ Al и Al3+ Cl и Cl - S и S2- K+ и Br - Какие из этих ионов имеют электронное строение атомов Ne Ar Kr

16 Сколько электронных слоев и какое число электронов содержит атом с внешним электронным слоем а) 4s24p2 б)5s25p6

17 Какую атомную орбиталь займет очередной электрон согласно правилу суммы (n+l) а) 4d- или 5s- б) 5p- или 4d- в) 5f- или 4d- г) 5p- или 6s- д) 5f- или 6s- АО 18 Что называют энергией ионизации Какая величина имеет с ней

одинаковое числовое значение В каких единицах они измеряются 19 Что называют сродством атома к электрону Для каких элементов

эта величина имеет наибольшее положительное значение и для каких отрицательное значение Какие экспериментальные данные указывают на невозможность существования многозарядных простых ионов

20 Какой вывод можно сделать о свойствах атома по значению для него ионизационного потенциала и сродства к электрону

21 Что называют абсолютной и относительной электроотрицательно-стью Как по значению этой величины можно судить о направлении смещения электронной плотности при образовании связей

22 Энергия ионизации брома равна 11408 кДжмоль Сродство брома к электрону равно 3414 кДжмоль Вычислите относительную электро-отрицательность брома Ответ 28

ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДИ МЕНДЕЛЕЕВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие периодических и непериодических свойств 2 Первые попытки классификации элементов (Деберейнер Шанкур-

туа Ньюлендс Майер) 3 Открытие ДИ Менделеевым периодического закона Формулиров-

ка ДИ Менделеева и современная 4 Периодическая система (ПС) как отражение периодического закона

Варианты периодических систем длиннопериодный полудлинный краткопериодный (краткая характеристика)

8

5 Структура ПС с точки зрения строения атомов а) период особенности строения атомов элементов малых и больших

периодов б) группа особенности строения атомов IА и I В-групп 6 Периодические и непериодические свойства химических элементов

и их соединений в зависимости от положения элементов в ПС а) эффективные и орбитальные радиусы атомов б) энергия ионизации I потенциал ионизации в) энергия сродства к электрону Е г) электроотрицательность д) степень окисления (со) е) свойства соединений (оксидов гидроксидов водородных соединений) 7 Значение периодического закона

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какой физический смысл имеет порядковый номер и почему хими-ческие свойства элемента в конечном счете определяются зарядом ядра его атома

2 Как объяснить три случая (укажите их) отклонения от последова-тельного расположения элементов в периодической системе по возрас-танию атомных масс

3 В каких случаях емкость заполняемого энергетического уровня и число элементов в периоде а) совпадают б) не совпадают Объясните причину

4 Чем определяется число s- p- d- f ndash элементов в периодах Какие элементы образуют А и В группы Есть ли периоды не содержащие s- p- d- f ndash элементы В каких периодах находятся элементы всех четырех электронных семейств

5 Как объясняется немонотонное изменение энергии ионизации у эле-ментов II и III периодов ПС

6 Исходя из величин потенциалов ионизации укажите какой из при-веденных элементов Li Na K Rb Cs является более сильным восстано-вителем

7 Исходя из величин электроотрицательности укажите как в приве-денном ряду F Cl Br I изменяется способность атомов принимать электроны

8 Учитывая что элементы Be и Al образуют амфотерные гидроксиды напишите химические формулы следующих соединений а) нитрата бериллия бериллиевой кислоты бериллата калия б) гидроксида алюминия нитрата алюминия мета- и орто- алюминие-

вых кислот метаалюмината натрия ортоалюмината калия

9

9 Укажите какое из сравниваемых двух соединений является более сильным основанием а) NaOH или CsOH б) Ca(OH)2 или Ba(OH)2 в) Zn(OH)2 или Cd(OH)2

10 Какое из перечисленных газообразных водородных соединений наи-более прочно и какое наименее прочно NH3 PH3 AsH3 SbH3 BiH3 11 Как меняется восстановительная способность и сила кислот в ряду HF HCl HBr HI 12 На примере кислородных соединений марганца покажите как с уве-личением степени окисления элементов меняется характер оксидов и со-ответствующих им гидроксидов 13 Как меняются окислительные свойства и сила кислот в ряду HСlO HСlO2 HСlO3 HСlO4 14 Укажите какая из сравниваемых двух кислот является более сильной а) H2SO3 и H2SO4 б) H3PO4 или H3VO4 в) H2SO3 или H2SеO4 15 Как изменяется сила кислот в ряду H2SO4 rarr H2SеO4 Hrarr 2TeO4 16 Структуры внешнего и предвнешнего электронных слоев атомов следующие 3s23p63d54s1 4s24p64d55s1 5s25p65d46s2 Назовите эти эле-менты Как изменяются окислительные свойства оксидов этих элемен-тов отвечающих высшим степеням окисления 17 Зная закономерность в изменении свойств элементов в В-группах объясните почему природные соединения хрома и вольфрама не одно-типны основная руда первого элемента ndash хромистый железняк Fe(CrO2)2 а второго ndash шеелит CaWO4 18 Атом элемента имеет электронную конфигурацию 1s22s22p63s23p5 Определите место элемента в периодической системе и напишите для него электронные формулы иона Э ndash и условного иона Э7+ 19 Конфигурация валентных электронов в атомах двух элементов вы-ражается формулами 3s23p2 и 3d24s2 Определите в каких группах и подгруппах они расположены 20 В оксиде трехвалентного элемента массовая доля кислорода равна 30 Укажите относительную атомную массу элемента 21 При взаимодействии с водой 460 г неизвестного металла (со +1) выделилось 224 г (ну) водорода Укажите молярную массу образую-щейся при этом щелочи

10

КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ МЕТОД ВАЛЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Ранние представления о химической связи 2 Общая причина и природа сил образования химической связи любо-

го типа Работа Лондона и Гайтлера 3 Основные положения МВС 4 Основные характеристики связи - длина - энергия - валентный угол 5 Механизмы образования ковалентной связи - обменный - донорно-акцепторный 6 Виды ковалентной связи - полярная и неполярная - кратная связь Сигма пи- и дельта- связи 7 Свойства ковалентной связи - насыщаемость - направленность - поляризуемость 8 Валентные возможности элементов II и III периода 9 Геометрия молекул и ионов в зависимости от гибридизации АО (на

примерах NH3 NH4+ CH4 H2O H3O+ CO2 CO SO2 CO3

2- NO3- и др)

10 Дипольный момент связей и молекул 11 Делокализованная связь Кратность связи

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Рассчитайте длину связи в молекуле IСl если межъядерные расстоя-

ния в молекулах I2 и Cl2 соответственно равны 267middot10-10 и 199middot10-10 м Ответ 233middot10-10 м

2 Будут притягиваться или отталкиваться два атома водорода в сле-дующих случаях

а) l = 015 нм спины электронов параллельны б) l = 003 нм спины антипараллельны в) l = 0074 нм спины антипараллельны 3 Приведите примеры молекул которые содержат а) только σ-связи б) одну σ - и одну π-связи

11

в) две σ - и одну π-связи г) две σ - и две π-связи д) одну σ - и две π-связи Сколько σ - и π-связей содержат молекулы SF6 CCl4 SO3 PCl5

POCl3 C2H4 C2H2 COCl2SO2Cl2 4 В каких случаях кратность связи выражается дробным числом

Почему для аниона SO42- она равна 15 Какой будет кратность связей

в ионах CO32- PO4

3- NO3-

5 Какие условия определяют возможность гибридизации АО Как меняется устойчивость гибридного состояния АО элемента с увеличени-ем его атомного номера в пределах одной подгруппы периодической системы

6 Какие АО не могут участвовать в гибридизации Возможна ли гиб-ридизация орбиталей

а) 3p- и 4s- б) 4s ndash и 5p- в) 4s- и 4p- г) 4s- 4p- 5d- д) 3d- 4s- и 4p- е) 4s- 4p- и 4d- 7 Какие геометрические конфигурации молекул может дать sp3 ndash

гибридизация центрального атома Чем это определяется 8 Перечислите типы гибридизации s- p- и d- орбиталей Какое про-

странственное положение занимают гибридные АО в каждом из этих слу-чаев и какой будет геометрическая форма образованных ими молекул

9 Какие геометрические конфигурации молекул возможны в случае sp3 d- и sp3 d2- гибридизация орбиталей центрального атома а) в отсутствии неподеленных электронных пар б) при наличии одной неподеленной пары в) при наличии двух неподеленных пар 10 Почему однотипные по атомному составу молекулы СО2 и SО2

ВСl3 и РСl3 имеют разную геометрическую конфигурацию 11 Что называют электрическим моментом диполя молекулы В ка-

ких случаях он совпадает с моментом диполя связи 12 Почему молекулы простых веществ и некоторых сложных веществ

с полярными связями не имеют электрического момента диполя При-ведите примеры

13 В каких случаях наличие у центрального атома неподеленной электронной пары а) увеличивает момент диполя молекулы б) уменьшает его Покажите это на примере молекул NH3 и NF3 для которых значения

их соответственно равны 486middot10-30 и 067middot10-30 Кл middotм 14 Как должны меняться значения моментов диполей молекул в ряду

а) ClF ndash BrF ndash IF б) NH3 ndash PH3 ndash AsH3

12

Почему векторная сумма диполей оказывается различной для двух трехатомных молекул СО2 и Н2О

15 Что называют поляризуемостью ковалентной связи Какие части-цы могут играть роль внешнего электрического поля

МЕТОД МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРБИТАЛЕЙ ИОННАЯ СВЯЗЬ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Недостатки МВС в объяснении существования молекулярных ионов и магнитных свойств некоторых частиц 2 Сущность метода молекулярных орбиталей 3 Условия образования молекулярных орбиталей Связывающие и раз-рыхndashляющие орбитали 4 Энергетические диаграммы образования МО для молекул образо-ванных элементами I и II периода (Н2 Н2

+ Не2 Не2+ Ве2 О2 О2

+ О2- N2

CO NO) Принципы и правила заполнения МО 5 Ионная связь Механизм образования 6 Свойства ионной связи и соединений с данным типом связи 7 Поляризуемость и поляризующее действие ионов Закономерности изменения этих характеристик Понятие степени ионности связи 8 Водородная связь Условия образования и свойства 9 Виды водородной связи Влияние их на свойства веществ

10 Межмолекулярное взаимодействие Виды характеристика 11 Характеристика свойств веществ с учетом ММВ 12 Агрегатные состояния вещества Общие представления о твердых

кристаллах атомных молекулярных металлических ионных 13 Жидкокристаллическое состояние

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют поляризующим действием данного иона и его соб-

ственной поляризуемостью В какой зависимости находятся эти свойст-ва от величины заряда иона и его радиуса

2 Какие из ионов должны иметь большую поляризующую способ-ность Na+ или Cs+ Ве2+ или Ва2+ Al3+ или La3+ На основе чего решается этот вопрос

13

3 Поляризуемость какого из ионов больше F- или Br - S2- или Te2- Сl- или I- Объясните причину

4 Какая из приведенных связей Cs ndash Cl Ca ndash S Ba ndash F наиболее прибndashлижается к ионной

5 Какая связь в каждом из соединений HClO NaHSO4 KOH имеет наиболее ионный характер

6 На основании значений электроотрицательности определите как меняется характер связей в водородных соединениях и оксидах элемен-тов третьего периода Как изменяется характер связи в молекулах в ря-ду LiF BeF2 BF3 CF4 F2

7 Как объяснить на основе поляризационных представлений мень-шую устойчивость иодидов меди (II) и свинца (IV) по сравнению с соот-ветствующими хлоридами

8 Определите у какого соединения (KF или KI) температура плавления ниже

9 Какая из солей (RbCl или AgCl) начинает плавиться при более низ-кой температуре

10 Температуры плавления CaI2 и CdI2 575˚С и 388˚С соответственно радиусы ионов Ca2+и Cd2+ близки по размерам В чем причина различия в температурах плавления данных веществ

11 В чем причина меньшей температуры плавления кристаллов PbCl4 по сравнению с PbCl2

12 У какого из соединений (C2H5OH или C2H5SH) температура ки-пения выше

13 При нормальном давлении (101middot105 Па) температура кипения H2O ndash 373 H2S ndash 2128 H2Se ndash 2317 H2Te ndash 271 K Объясните кажущееся laquoнару-шениеraquo в характере изменения температуры кипения в ряду H2O ndash H2S ndash H2Se ndash H2Te

14 Покажите на фрагменте полипептида возможность образования внутримолекулярных водородных связей при скручивании молекулы белка в спираль (вторичная структура белка)

15 Объясните как наличие внутренней водородной связи в молекуле салициловой кислоты (О ndash карбоксифенол) влияет на ее кислотные свойства

16 Какие три вида межмолекулярного взаимодействия называют ван-дер-ваальсовыми силами Чем определяется каждый из них Какое взаимодействие оказывается наиболее слабым

17 Как влияет на ориентационное взаимодействие полярность молекул и температура В чем выражается индукционное взаимодействие поляр-ных молекул с неполярными

18 Какое межмолекулярное взаимодействие является универсальным и действует между любыми частицами

19 Почему с увеличением молярной массы галогенов повышаются температуры их плавления и кипения

14

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ХИМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ ТЕРМОХИМИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие термодинамических систем 2 Основные понятия ТД - система среда фаза фазовое состояние - параметры состояния экстенсивные и интенсивные параметры - виды систем на основе характера обмена со средой веществом

и энергией - виды систем в зависимости от агрегатного состояния вещества - термодинамические функции состояния их особенность - процесс характеристика процессов на основе изменения некото-

рых параметров (изобарические изохорические изотермические и др) 3 Внутренняя энергия Теплота Работа 4 I закон ТД Энтальпия и ее изменение Энергетические эффекты

химических реакций Система знаков для обозначения тепловых эффек-тов Термохимические уравнения

5 Необходимость стандартизации тепловых эффектов Стандартная энтальпия образования простых веществ и соединений Стандартная эн-тальпия сгорания веществ

6 Закон Гесса и следствия из него 7 Самопроизвольные и вынужденные процессы Недостаточность I за-

кона ТД для определения возможности самопроизвольного протекания процессов

8 Понятие энтропии Макро- и микросостояния системы Энтропия веществ в разных агрегатных состояниях Стандартизация энтропии Расчеты ∆S˚298 для химических реакций Второй закон ТД

9 Энергия Гиббса ndash критерий направленности химических реакций в закрытых системах при р Т ndash const Термодинамическая возможность или невозможность самопроизвольного протекания процесса

10 Стандартизация ∆G Расчеты ∆G˚298 по табличным данным

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите количество теплоты выделяющейся при гашении 100

кг извести водой при 25˚С если известны стандартные теплоты образо-вания веществ участвующих в химической реакции

15

∆Н˚298 СаО(к) = - 6351 кДжмоль ∆Н˚298 Н2О(ж) = - 28584 кДжмоль ∆Н˚298 Са (ОН)2 (к) = - 9862 кДжмоль

Ответ 11654 кДж 2 При взрыве 5 л гремучего газа выделилось 36 кДж теплоты Со-

ставьте термохимическое уравнение данной реакции 3 При сжигании ромбической серы массой 16 г выделилось

14860 кДж теплоты а при сжигании той же массы моноклинной серы 14841 кДж теплоты Вычислите энтальпию перехода ромбической серы в моноклинную Ответ 38000 Джмоль

4 Определите ∆Н˚298 процесса образования мочевины 2NH3(г) + СО2(г) = Н2О(ж) + (NН2)2СО(к) используя стандартные эн-тальпии образования участвующих в реакции веществ

Ответ - 48706 кДж 5 Определите тепловой эффект реакции синтеза акриловой кислоты

при 298 К СН equiv СН(г) + СО(г) + Н2О(ж) СНrarr 2 = СН ndash СООН(ж) если из-вестны стандартные теплоты сгорания веществ участвующих в химиче-ской реакции

∆Н˚С298 СН equiv СН(г) = - 129963 кДжмоль ∆Н˚С298 СО(г) = - 2825 кДжмоль ∆Н˚С298 СН2 = СН ndash СООН(ж) = - 1370 кДжмоль 6 При образовании 80 г Fe2О3 поглощается 4265 кДж теплоты со-

гласно уравнению 2Fe + Al2О3 = Fe2О3 + 2 Аl Запишите уравнение реак-ции в термохимической и термодинамической шкале

7 Энтальпия растворения в воде безводной соды и кристаллогидрата Na2CO3 middot 10 Н2О равны соответственно ndash 25 кДж и + 67 кДж Вычислите энтальпию реакции Na2CO3 + 10 Н2О = Na2CO3 middot 10 Н2О

Ответ 92 кДжмоль 8 Предскажите знак изменения энтропии для процессов а) 2КClO3 (к) = 2KCl(к) + 3О2(г) б) N2 + 2O2= 2NO2в) СаСО3(к) = СаО(к) + СО2(г) г) Ag+ (р) + Сl ndash (р) = AgCl(к) Подтвердите вывод расчетом 9 На основе расчетов покажите термодинамическую возможность

получения Cl2О из простых веществ а) в стандартных условиях б) при повышенной температуре

10 Какие оксиды из перечисленных ниже можно восстановить водо-родом в стандартных условиях СuO PbO CaO Cr2O3

11 Вычислите изменение свободной энергии реакции 4Р + 5СО2 Рrarr 4О10 + 5С Можно ли потушить горящий фосфор угле-

кислым газом

16

12 Возможно ли самопроизвольное протекание перечисленных реак-ций при стандартных условиях

FeO(к) + Н2 = Fe (к) + Н2О(г) 2КClO3 (k) = 2 KCl (k) + 3О2(г) 4НСl + О2 = 2Сl2 + 2 H2O(ж) 2NH4NO3 = 4H2O + O2 + 2N2

N2 + 2H2O = NH4NO2 если ∆G˚ (NH4NO2 ) = 11594 кДжмоль 13 При какой температуре процесс FeO(к)+ H2 = Fe(к) + Н2О(г) ста-

новится самопроизвольным при стандартном давлении если изменени-ем ∆Н и ∆S с температурой можно пренебречь Ответ 8279 К

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Химическая кинетика Практическая значимость ее для описания процессов

2 Классификация химических реакций а) по степени сложности б) по кинетическому признаку последовательные параллельные со-

пряженные в) по характеру фаз гомогенные гетерогенные г) по природе частиц ионные молекулярные радикальные д) по числу частиц мономолекулярные бимолекулярные тримолеку-

лярные лимитирующая стадия е) по использованию катализатора ж) по тепловому эффекту 3 Понятие скорости химической реакции определение средняя и ис-

тинная скорость единицы измерения 4 Основной закон химической кинетики Кинетические уравнения

Порядок реакции Константа скорости 5 Энергия активации Энергетическая диаграмма процесса Понятие

активированного комплекса и интермедиата 6 Зависимость скорости реакции от температуры уравнения Вант-

Гоффа и Аррениуса распределение частиц по энергиям 7 Катализ понятие виды теория промежуточных стадий и адсорбци-

онная Селективность катализаторов каталитические яды Ингибиторы

17

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 При некоторой температуре и давлении в сосуде емкостью 05 л на-

ходится 003 моль диоксида азота Вычислите константу скорости пря-мой реакции протекающей по уравнению 2NO2 hArr N2O4 если скорость реакции при данных условиях равна 108 мольл middot с

Ответ 300 middot 102 лмольmiddotс 2 Скорость элементарной реакции А + 2В = АВ2 при концентрации

А 02 мольл и В 04 мольл равна 008 мольлmiddot мин Определите констан-ту скорости взаимодействия А и В и укажите ее размерность

3 Константа скорости реакции А + 2В = АВ2 равна 2middot10-3 лмольmiddotс а) какова скорость указанной реакции в начальный момент если кон-

центрация вещества А равна концентрации вещества В и составляет 040 мольл б) какова будет скорость этой реакции через некоторое время если

к этому моменту образуется 0100 мольл вещества АВ2 Ответ а) 128middot10-4 мольлmiddotс

б) 240middot10-5 мольлmiddotс 4 Напишите кинетические уравнения и определите молекулярность

частные и общие порядки следующих простых реакций а) Н + Вr = HBr б) H2 + O2 = H2O2 в) А + 2В = D г) F + H = HF д) O3 = O2 + O 5 Кинетическое уравнение сложной реакции СО + Сl2 = СОСl2 таково

v = kC(CO)middotC15 (Cl2) Каков общий порядок процесса Как изменится скорость реакции при увеличении втрое а) концентрации СО б) концентрации Сl2 в) давления г) объема реакционной смеси 6 Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен

15 Во сколько раз увеличится скорость данной реакции при повышении температуры на 30degС Ответ в 34 раза Определите температурный коэффициент скорости реакции если при

понижении температуры на 45degС реакция замедлилась в 25 раз Ответ 21

7 На сколько градусов нужно повысить температуру чтобы скорость реакции увеличилась в 81 раз если температурный коэффициент скоро-сти равен 3 Ответ на 40degС

8 Реакция идет по уравнению 2NO + O2 hArr 2NO2 Начальные концен-трации реагирующих веществ были (мольл) C(NO) = 08 C (O2) = 06

18

Как изменится скорость реакции если концентрацию кислорода увели-чить до 09 мольл а концентрацию оксида азота до 1 2 мольл

Ответ возрастет 3 4 раза 9 Разложение N2О на поверхности золота при высоких температурах

протекает по уравнению 2 N2О = 2N2 + О2 Константа скорости данной реакции равна 5middot10-4 лmiddotмоль-1middotмин ndash1 при 1173 К Начальная концентрация N2О 320 мольл Определите скорость реакции при заданной температу-ре в начальный момент и в тот момент когда разложится 25 N2О

Ответ 512middot10 ndash4 288 middot10 ndash4 мольmiddot мин -1middotл -1

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Обратимые и необратимые химические процессы Прямые и обрат-ные реакции

2 Химическое равновесие понятие график зависимости скорости прямой и обратной реакции от времени иллюстрация кинетического вывода константы химического равновесия на примере простой реакции и неприменимость его для сложных реакций

3 Выражение константы равновесия при данной температуре через а) парциальное давление реагирующих веществ Кр б) их молярные кон-центрации Кс Взаимосвязь Кр и Кс

4 Связь константы равновесия с основными термодинамическими величинами

5 Факторы влияющие на увеличение константы равновесия (∆Н ∆S) 6 Смещение химического равновесия принцип Ле-Шателье и иллю-

страция его справедливости на конкретных примерах при изменении концентрации давления и температуры

7 Катализаторы и равновесие 8 Химическое равновесие в живой и неживой природе 9 Примеры химических равновесий имеющих практическое значение

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать выражения констант равновесия для реакций а) 2NH3harr3H2+N2б) Fe3O4 + 4CO 3 Fe + 4COharr 2 в) 3 Fe2O3 + Н2 harr Н2О (пар) + 2 Fe3O4

г) С+СО2 2СО harr

19

В каком направлении сместится равновесие в каждом случае при уве-личении давления

2 В каком направлении сместится равновесие следующих обрати-мых реакций

а) 2SO2 + O2harr 2SO3 + 19274 кДж б) N2O4 2 NOharr 2 ndash 5447 кДж при понижении температуры при понижении давления 3 Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных

реакций вправо а) С + Н2О(пар) harrСО + Н2 ndash 12989 кДж б) N2 + 3H2 harr2NH3 + 9218 кДж 4 Вычислите константу равновесия реакции 2НВr harrH2 + Br2 если

до начала разложения масса бромоводорода была равна 0809 г а к мо-менту равновесия прореагировало 5 исходного вещества

Ответ К = 900middot10 ndash5

5 В сосуд объемом 05 л было помещено 05 моль водорода и 05 моль азота При некоторой температуре к моменту равновесия образова-лось 002 моль аммиака Вычислите константу равновесия данной сис-темы Ответ К = 2middot10 ndash3

6 В сосуде объемом 05 л протекает реакция СН4 + Н2О(пар) СО +3Н

harr

2 Вычислите константу равновесия К данной системы если перво-начальные массы реагирующих веществ в данном объеме были следую-щие СН4 ndash 08 г Н2О ndash 09 г СО ndash 14 г Н2 ndash 01 г и если к моменту рав-новесия прореагировало 50 метана Ответ К = 94middot10 ndash1

7 Вычислите константу равновесия реакции N2 + 3H2harr2 NH3 если при некоторой температуре и давлении в сосуд объемом 10 л введено 14 г азота и 1 г водорода К моменту равновесия образовалось 085 г аммиака Ответ К = 69

8 Константа равновесия К реакции 2 NO2 harrN2O4 при некоторой температуре равна 03 Вычислите молярные концентрации компонентов системы при наступлении равновесия если первоначальная молярная концентрация NO2 равна 92 гл Ответ 018 мольл 0010 мольл

9 Определите исходные концентрации азота и водорода в мольл и гл если при наступлении равновесия системы N2 + 3H2 2NHharr 3 кон-центрации веществ были азота ndash 05 мольл водорода ndash 03 мольл ам-миака ndash 20 мольл

Ответ N2 ndash 15 мольл 42 гл Н2 ndash 33 мольл 66 гл 10 При некоторой температуре в закрытом сосуде были смешаны

212 моль водорода и 523 моль йода Определите состав равновесной смеси (мольл) если константа равновесия реакции Н2 + I2 2HI при данных условиях равна 50

harr

Ответ Н2 = 160 мольл I2 = 0130 мольл HI = 102 мольл

20

11 Константа равновесия Кр реакции 2SO2 + O2harr 2SO3 при 950 К равна 1062 middot 10 ndash2 Вычислите Кс для этой реакции

Ответ Кс = 8388 12 Рассчитайте Кр и Кс для реакции РСl5 harrРСl3 + Cl2 при 500 К если

к моменту равновесия продиссоциировало 54 РСl5 а исходная концен-трация РСl5 была равна 100 мольл

Ответ Кс = 0634 Кр = 264middot10 ndash2

13 Константа равновесия системы H2 + I2 hArr 2HI при некоторой тем-пературе равна 40 Определите какой процент водорода и иода перейдет в HI если исходные молярные концентрации этих веществ одинаковы и составляют 001 мольл Ответ 76

РАСТВОРЫ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ И СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Общие сведения о дисперсных системах Грубодисперсные систе-мы коллоидные растворы (золи) истинные растворы

2 Твердые жидкие и газообразные растворы понятие примеры зна-чение

3 Физическая химическая и современная (физико-химическая) тео-рии растворов Работы ДИ Менделеева

4 Энергетика растворения 5 Растворимость Влияние температуры на растворимость газообраз-

ных жидких и твердых веществ 6 Способы выражения состава растворов а) качественные характеристики б) количественные параметры в) массовая доля растворенного вещества (W) г) молярная концентрация раствора (См) д) молярная концентрация эквивалента (Сэ) е) титр раствора (Т) ё) молярная доля растворенного вещества (χ) ж) моляльная концентрация (b) З) растворимость (S) 7 Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов

(Росм) 8 Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов Первый за-

кон Рауля

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 7: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

7

15 Что называют электронной формулой и электронной конфигура-цией атома иона или отдельного электронного слоя Какой вид они имеют для следующих атомов и ионов Na и Na+ Ca и Сa2+ Al и Al3+ Cl и Cl - S и S2- K+ и Br - Какие из этих ионов имеют электронное строение атомов Ne Ar Kr

16 Сколько электронных слоев и какое число электронов содержит атом с внешним электронным слоем а) 4s24p2 б)5s25p6

17 Какую атомную орбиталь займет очередной электрон согласно правилу суммы (n+l) а) 4d- или 5s- б) 5p- или 4d- в) 5f- или 4d- г) 5p- или 6s- д) 5f- или 6s- АО 18 Что называют энергией ионизации Какая величина имеет с ней

одинаковое числовое значение В каких единицах они измеряются 19 Что называют сродством атома к электрону Для каких элементов

эта величина имеет наибольшее положительное значение и для каких отрицательное значение Какие экспериментальные данные указывают на невозможность существования многозарядных простых ионов

20 Какой вывод можно сделать о свойствах атома по значению для него ионизационного потенциала и сродства к электрону

21 Что называют абсолютной и относительной электроотрицательно-стью Как по значению этой величины можно судить о направлении смещения электронной плотности при образовании связей

22 Энергия ионизации брома равна 11408 кДжмоль Сродство брома к электрону равно 3414 кДжмоль Вычислите относительную электро-отрицательность брома Ответ 28

ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДИ МЕНДЕЛЕЕВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие периодических и непериодических свойств 2 Первые попытки классификации элементов (Деберейнер Шанкур-

туа Ньюлендс Майер) 3 Открытие ДИ Менделеевым периодического закона Формулиров-

ка ДИ Менделеева и современная 4 Периодическая система (ПС) как отражение периодического закона

Варианты периодических систем длиннопериодный полудлинный краткопериодный (краткая характеристика)

8

5 Структура ПС с точки зрения строения атомов а) период особенности строения атомов элементов малых и больших

периодов б) группа особенности строения атомов IА и I В-групп 6 Периодические и непериодические свойства химических элементов

и их соединений в зависимости от положения элементов в ПС а) эффективные и орбитальные радиусы атомов б) энергия ионизации I потенциал ионизации в) энергия сродства к электрону Е г) электроотрицательность д) степень окисления (со) е) свойства соединений (оксидов гидроксидов водородных соединений) 7 Значение периодического закона

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какой физический смысл имеет порядковый номер и почему хими-ческие свойства элемента в конечном счете определяются зарядом ядра его атома

2 Как объяснить три случая (укажите их) отклонения от последова-тельного расположения элементов в периодической системе по возрас-танию атомных масс

3 В каких случаях емкость заполняемого энергетического уровня и число элементов в периоде а) совпадают б) не совпадают Объясните причину

4 Чем определяется число s- p- d- f ndash элементов в периодах Какие элементы образуют А и В группы Есть ли периоды не содержащие s- p- d- f ndash элементы В каких периодах находятся элементы всех четырех электронных семейств

5 Как объясняется немонотонное изменение энергии ионизации у эле-ментов II и III периодов ПС

6 Исходя из величин потенциалов ионизации укажите какой из при-веденных элементов Li Na K Rb Cs является более сильным восстано-вителем

7 Исходя из величин электроотрицательности укажите как в приве-денном ряду F Cl Br I изменяется способность атомов принимать электроны

8 Учитывая что элементы Be и Al образуют амфотерные гидроксиды напишите химические формулы следующих соединений а) нитрата бериллия бериллиевой кислоты бериллата калия б) гидроксида алюминия нитрата алюминия мета- и орто- алюминие-

вых кислот метаалюмината натрия ортоалюмината калия

9

9 Укажите какое из сравниваемых двух соединений является более сильным основанием а) NaOH или CsOH б) Ca(OH)2 или Ba(OH)2 в) Zn(OH)2 или Cd(OH)2

10 Какое из перечисленных газообразных водородных соединений наи-более прочно и какое наименее прочно NH3 PH3 AsH3 SbH3 BiH3 11 Как меняется восстановительная способность и сила кислот в ряду HF HCl HBr HI 12 На примере кислородных соединений марганца покажите как с уве-личением степени окисления элементов меняется характер оксидов и со-ответствующих им гидроксидов 13 Как меняются окислительные свойства и сила кислот в ряду HСlO HСlO2 HСlO3 HСlO4 14 Укажите какая из сравниваемых двух кислот является более сильной а) H2SO3 и H2SO4 б) H3PO4 или H3VO4 в) H2SO3 или H2SеO4 15 Как изменяется сила кислот в ряду H2SO4 rarr H2SеO4 Hrarr 2TeO4 16 Структуры внешнего и предвнешнего электронных слоев атомов следующие 3s23p63d54s1 4s24p64d55s1 5s25p65d46s2 Назовите эти эле-менты Как изменяются окислительные свойства оксидов этих элемен-тов отвечающих высшим степеням окисления 17 Зная закономерность в изменении свойств элементов в В-группах объясните почему природные соединения хрома и вольфрама не одно-типны основная руда первого элемента ndash хромистый железняк Fe(CrO2)2 а второго ndash шеелит CaWO4 18 Атом элемента имеет электронную конфигурацию 1s22s22p63s23p5 Определите место элемента в периодической системе и напишите для него электронные формулы иона Э ndash и условного иона Э7+ 19 Конфигурация валентных электронов в атомах двух элементов вы-ражается формулами 3s23p2 и 3d24s2 Определите в каких группах и подгруппах они расположены 20 В оксиде трехвалентного элемента массовая доля кислорода равна 30 Укажите относительную атомную массу элемента 21 При взаимодействии с водой 460 г неизвестного металла (со +1) выделилось 224 г (ну) водорода Укажите молярную массу образую-щейся при этом щелочи

10

КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ МЕТОД ВАЛЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Ранние представления о химической связи 2 Общая причина и природа сил образования химической связи любо-

го типа Работа Лондона и Гайтлера 3 Основные положения МВС 4 Основные характеристики связи - длина - энергия - валентный угол 5 Механизмы образования ковалентной связи - обменный - донорно-акцепторный 6 Виды ковалентной связи - полярная и неполярная - кратная связь Сигма пи- и дельта- связи 7 Свойства ковалентной связи - насыщаемость - направленность - поляризуемость 8 Валентные возможности элементов II и III периода 9 Геометрия молекул и ионов в зависимости от гибридизации АО (на

примерах NH3 NH4+ CH4 H2O H3O+ CO2 CO SO2 CO3

2- NO3- и др)

10 Дипольный момент связей и молекул 11 Делокализованная связь Кратность связи

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Рассчитайте длину связи в молекуле IСl если межъядерные расстоя-

ния в молекулах I2 и Cl2 соответственно равны 267middot10-10 и 199middot10-10 м Ответ 233middot10-10 м

2 Будут притягиваться или отталкиваться два атома водорода в сле-дующих случаях

а) l = 015 нм спины электронов параллельны б) l = 003 нм спины антипараллельны в) l = 0074 нм спины антипараллельны 3 Приведите примеры молекул которые содержат а) только σ-связи б) одну σ - и одну π-связи

11

в) две σ - и одну π-связи г) две σ - и две π-связи д) одну σ - и две π-связи Сколько σ - и π-связей содержат молекулы SF6 CCl4 SO3 PCl5

POCl3 C2H4 C2H2 COCl2SO2Cl2 4 В каких случаях кратность связи выражается дробным числом

Почему для аниона SO42- она равна 15 Какой будет кратность связей

в ионах CO32- PO4

3- NO3-

5 Какие условия определяют возможность гибридизации АО Как меняется устойчивость гибридного состояния АО элемента с увеличени-ем его атомного номера в пределах одной подгруппы периодической системы

6 Какие АО не могут участвовать в гибридизации Возможна ли гиб-ридизация орбиталей

а) 3p- и 4s- б) 4s ndash и 5p- в) 4s- и 4p- г) 4s- 4p- 5d- д) 3d- 4s- и 4p- е) 4s- 4p- и 4d- 7 Какие геометрические конфигурации молекул может дать sp3 ndash

гибридизация центрального атома Чем это определяется 8 Перечислите типы гибридизации s- p- и d- орбиталей Какое про-

странственное положение занимают гибридные АО в каждом из этих слу-чаев и какой будет геометрическая форма образованных ими молекул

9 Какие геометрические конфигурации молекул возможны в случае sp3 d- и sp3 d2- гибридизация орбиталей центрального атома а) в отсутствии неподеленных электронных пар б) при наличии одной неподеленной пары в) при наличии двух неподеленных пар 10 Почему однотипные по атомному составу молекулы СО2 и SО2

ВСl3 и РСl3 имеют разную геометрическую конфигурацию 11 Что называют электрическим моментом диполя молекулы В ка-

ких случаях он совпадает с моментом диполя связи 12 Почему молекулы простых веществ и некоторых сложных веществ

с полярными связями не имеют электрического момента диполя При-ведите примеры

13 В каких случаях наличие у центрального атома неподеленной электронной пары а) увеличивает момент диполя молекулы б) уменьшает его Покажите это на примере молекул NH3 и NF3 для которых значения

их соответственно равны 486middot10-30 и 067middot10-30 Кл middotм 14 Как должны меняться значения моментов диполей молекул в ряду

а) ClF ndash BrF ndash IF б) NH3 ndash PH3 ndash AsH3

12

Почему векторная сумма диполей оказывается различной для двух трехатомных молекул СО2 и Н2О

15 Что называют поляризуемостью ковалентной связи Какие части-цы могут играть роль внешнего электрического поля

МЕТОД МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРБИТАЛЕЙ ИОННАЯ СВЯЗЬ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Недостатки МВС в объяснении существования молекулярных ионов и магнитных свойств некоторых частиц 2 Сущность метода молекулярных орбиталей 3 Условия образования молекулярных орбиталей Связывающие и раз-рыхndashляющие орбитали 4 Энергетические диаграммы образования МО для молекул образо-ванных элементами I и II периода (Н2 Н2

+ Не2 Не2+ Ве2 О2 О2

+ О2- N2

CO NO) Принципы и правила заполнения МО 5 Ионная связь Механизм образования 6 Свойства ионной связи и соединений с данным типом связи 7 Поляризуемость и поляризующее действие ионов Закономерности изменения этих характеристик Понятие степени ионности связи 8 Водородная связь Условия образования и свойства 9 Виды водородной связи Влияние их на свойства веществ

10 Межмолекулярное взаимодействие Виды характеристика 11 Характеристика свойств веществ с учетом ММВ 12 Агрегатные состояния вещества Общие представления о твердых

кристаллах атомных молекулярных металлических ионных 13 Жидкокристаллическое состояние

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют поляризующим действием данного иона и его соб-

ственной поляризуемостью В какой зависимости находятся эти свойст-ва от величины заряда иона и его радиуса

2 Какие из ионов должны иметь большую поляризующую способ-ность Na+ или Cs+ Ве2+ или Ва2+ Al3+ или La3+ На основе чего решается этот вопрос

13

3 Поляризуемость какого из ионов больше F- или Br - S2- или Te2- Сl- или I- Объясните причину

4 Какая из приведенных связей Cs ndash Cl Ca ndash S Ba ndash F наиболее прибndashлижается к ионной

5 Какая связь в каждом из соединений HClO NaHSO4 KOH имеет наиболее ионный характер

6 На основании значений электроотрицательности определите как меняется характер связей в водородных соединениях и оксидах элемен-тов третьего периода Как изменяется характер связи в молекулах в ря-ду LiF BeF2 BF3 CF4 F2

7 Как объяснить на основе поляризационных представлений мень-шую устойчивость иодидов меди (II) и свинца (IV) по сравнению с соот-ветствующими хлоридами

8 Определите у какого соединения (KF или KI) температура плавления ниже

9 Какая из солей (RbCl или AgCl) начинает плавиться при более низ-кой температуре

10 Температуры плавления CaI2 и CdI2 575˚С и 388˚С соответственно радиусы ионов Ca2+и Cd2+ близки по размерам В чем причина различия в температурах плавления данных веществ

11 В чем причина меньшей температуры плавления кристаллов PbCl4 по сравнению с PbCl2

12 У какого из соединений (C2H5OH или C2H5SH) температура ки-пения выше

13 При нормальном давлении (101middot105 Па) температура кипения H2O ndash 373 H2S ndash 2128 H2Se ndash 2317 H2Te ndash 271 K Объясните кажущееся laquoнару-шениеraquo в характере изменения температуры кипения в ряду H2O ndash H2S ndash H2Se ndash H2Te

14 Покажите на фрагменте полипептида возможность образования внутримолекулярных водородных связей при скручивании молекулы белка в спираль (вторичная структура белка)

15 Объясните как наличие внутренней водородной связи в молекуле салициловой кислоты (О ndash карбоксифенол) влияет на ее кислотные свойства

16 Какие три вида межмолекулярного взаимодействия называют ван-дер-ваальсовыми силами Чем определяется каждый из них Какое взаимодействие оказывается наиболее слабым

17 Как влияет на ориентационное взаимодействие полярность молекул и температура В чем выражается индукционное взаимодействие поляр-ных молекул с неполярными

18 Какое межмолекулярное взаимодействие является универсальным и действует между любыми частицами

19 Почему с увеличением молярной массы галогенов повышаются температуры их плавления и кипения

14

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ХИМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ ТЕРМОХИМИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие термодинамических систем 2 Основные понятия ТД - система среда фаза фазовое состояние - параметры состояния экстенсивные и интенсивные параметры - виды систем на основе характера обмена со средой веществом

и энергией - виды систем в зависимости от агрегатного состояния вещества - термодинамические функции состояния их особенность - процесс характеристика процессов на основе изменения некото-

рых параметров (изобарические изохорические изотермические и др) 3 Внутренняя энергия Теплота Работа 4 I закон ТД Энтальпия и ее изменение Энергетические эффекты

химических реакций Система знаков для обозначения тепловых эффек-тов Термохимические уравнения

5 Необходимость стандартизации тепловых эффектов Стандартная энтальпия образования простых веществ и соединений Стандартная эн-тальпия сгорания веществ

6 Закон Гесса и следствия из него 7 Самопроизвольные и вынужденные процессы Недостаточность I за-

кона ТД для определения возможности самопроизвольного протекания процессов

8 Понятие энтропии Макро- и микросостояния системы Энтропия веществ в разных агрегатных состояниях Стандартизация энтропии Расчеты ∆S˚298 для химических реакций Второй закон ТД

9 Энергия Гиббса ndash критерий направленности химических реакций в закрытых системах при р Т ndash const Термодинамическая возможность или невозможность самопроизвольного протекания процесса

10 Стандартизация ∆G Расчеты ∆G˚298 по табличным данным

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите количество теплоты выделяющейся при гашении 100

кг извести водой при 25˚С если известны стандартные теплоты образо-вания веществ участвующих в химической реакции

15

∆Н˚298 СаО(к) = - 6351 кДжмоль ∆Н˚298 Н2О(ж) = - 28584 кДжмоль ∆Н˚298 Са (ОН)2 (к) = - 9862 кДжмоль

Ответ 11654 кДж 2 При взрыве 5 л гремучего газа выделилось 36 кДж теплоты Со-

ставьте термохимическое уравнение данной реакции 3 При сжигании ромбической серы массой 16 г выделилось

14860 кДж теплоты а при сжигании той же массы моноклинной серы 14841 кДж теплоты Вычислите энтальпию перехода ромбической серы в моноклинную Ответ 38000 Джмоль

4 Определите ∆Н˚298 процесса образования мочевины 2NH3(г) + СО2(г) = Н2О(ж) + (NН2)2СО(к) используя стандартные эн-тальпии образования участвующих в реакции веществ

Ответ - 48706 кДж 5 Определите тепловой эффект реакции синтеза акриловой кислоты

при 298 К СН equiv СН(г) + СО(г) + Н2О(ж) СНrarr 2 = СН ndash СООН(ж) если из-вестны стандартные теплоты сгорания веществ участвующих в химиче-ской реакции

∆Н˚С298 СН equiv СН(г) = - 129963 кДжмоль ∆Н˚С298 СО(г) = - 2825 кДжмоль ∆Н˚С298 СН2 = СН ndash СООН(ж) = - 1370 кДжмоль 6 При образовании 80 г Fe2О3 поглощается 4265 кДж теплоты со-

гласно уравнению 2Fe + Al2О3 = Fe2О3 + 2 Аl Запишите уравнение реак-ции в термохимической и термодинамической шкале

7 Энтальпия растворения в воде безводной соды и кристаллогидрата Na2CO3 middot 10 Н2О равны соответственно ndash 25 кДж и + 67 кДж Вычислите энтальпию реакции Na2CO3 + 10 Н2О = Na2CO3 middot 10 Н2О

Ответ 92 кДжмоль 8 Предскажите знак изменения энтропии для процессов а) 2КClO3 (к) = 2KCl(к) + 3О2(г) б) N2 + 2O2= 2NO2в) СаСО3(к) = СаО(к) + СО2(г) г) Ag+ (р) + Сl ndash (р) = AgCl(к) Подтвердите вывод расчетом 9 На основе расчетов покажите термодинамическую возможность

получения Cl2О из простых веществ а) в стандартных условиях б) при повышенной температуре

10 Какие оксиды из перечисленных ниже можно восстановить водо-родом в стандартных условиях СuO PbO CaO Cr2O3

11 Вычислите изменение свободной энергии реакции 4Р + 5СО2 Рrarr 4О10 + 5С Можно ли потушить горящий фосфор угле-

кислым газом

16

12 Возможно ли самопроизвольное протекание перечисленных реак-ций при стандартных условиях

FeO(к) + Н2 = Fe (к) + Н2О(г) 2КClO3 (k) = 2 KCl (k) + 3О2(г) 4НСl + О2 = 2Сl2 + 2 H2O(ж) 2NH4NO3 = 4H2O + O2 + 2N2

N2 + 2H2O = NH4NO2 если ∆G˚ (NH4NO2 ) = 11594 кДжмоль 13 При какой температуре процесс FeO(к)+ H2 = Fe(к) + Н2О(г) ста-

новится самопроизвольным при стандартном давлении если изменени-ем ∆Н и ∆S с температурой можно пренебречь Ответ 8279 К

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Химическая кинетика Практическая значимость ее для описания процессов

2 Классификация химических реакций а) по степени сложности б) по кинетическому признаку последовательные параллельные со-

пряженные в) по характеру фаз гомогенные гетерогенные г) по природе частиц ионные молекулярные радикальные д) по числу частиц мономолекулярные бимолекулярные тримолеку-

лярные лимитирующая стадия е) по использованию катализатора ж) по тепловому эффекту 3 Понятие скорости химической реакции определение средняя и ис-

тинная скорость единицы измерения 4 Основной закон химической кинетики Кинетические уравнения

Порядок реакции Константа скорости 5 Энергия активации Энергетическая диаграмма процесса Понятие

активированного комплекса и интермедиата 6 Зависимость скорости реакции от температуры уравнения Вант-

Гоффа и Аррениуса распределение частиц по энергиям 7 Катализ понятие виды теория промежуточных стадий и адсорбци-

онная Селективность катализаторов каталитические яды Ингибиторы

17

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 При некоторой температуре и давлении в сосуде емкостью 05 л на-

ходится 003 моль диоксида азота Вычислите константу скорости пря-мой реакции протекающей по уравнению 2NO2 hArr N2O4 если скорость реакции при данных условиях равна 108 мольл middot с

Ответ 300 middot 102 лмольmiddotс 2 Скорость элементарной реакции А + 2В = АВ2 при концентрации

А 02 мольл и В 04 мольл равна 008 мольлmiddot мин Определите констан-ту скорости взаимодействия А и В и укажите ее размерность

3 Константа скорости реакции А + 2В = АВ2 равна 2middot10-3 лмольmiddotс а) какова скорость указанной реакции в начальный момент если кон-

центрация вещества А равна концентрации вещества В и составляет 040 мольл б) какова будет скорость этой реакции через некоторое время если

к этому моменту образуется 0100 мольл вещества АВ2 Ответ а) 128middot10-4 мольлmiddotс

б) 240middot10-5 мольлmiddotс 4 Напишите кинетические уравнения и определите молекулярность

частные и общие порядки следующих простых реакций а) Н + Вr = HBr б) H2 + O2 = H2O2 в) А + 2В = D г) F + H = HF д) O3 = O2 + O 5 Кинетическое уравнение сложной реакции СО + Сl2 = СОСl2 таково

v = kC(CO)middotC15 (Cl2) Каков общий порядок процесса Как изменится скорость реакции при увеличении втрое а) концентрации СО б) концентрации Сl2 в) давления г) объема реакционной смеси 6 Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен

15 Во сколько раз увеличится скорость данной реакции при повышении температуры на 30degС Ответ в 34 раза Определите температурный коэффициент скорости реакции если при

понижении температуры на 45degС реакция замедлилась в 25 раз Ответ 21

7 На сколько градусов нужно повысить температуру чтобы скорость реакции увеличилась в 81 раз если температурный коэффициент скоро-сти равен 3 Ответ на 40degС

8 Реакция идет по уравнению 2NO + O2 hArr 2NO2 Начальные концен-трации реагирующих веществ были (мольл) C(NO) = 08 C (O2) = 06

18

Как изменится скорость реакции если концентрацию кислорода увели-чить до 09 мольл а концентрацию оксида азота до 1 2 мольл

Ответ возрастет 3 4 раза 9 Разложение N2О на поверхности золота при высоких температурах

протекает по уравнению 2 N2О = 2N2 + О2 Константа скорости данной реакции равна 5middot10-4 лmiddotмоль-1middotмин ndash1 при 1173 К Начальная концентрация N2О 320 мольл Определите скорость реакции при заданной температу-ре в начальный момент и в тот момент когда разложится 25 N2О

Ответ 512middot10 ndash4 288 middot10 ndash4 мольmiddot мин -1middotл -1

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Обратимые и необратимые химические процессы Прямые и обрат-ные реакции

2 Химическое равновесие понятие график зависимости скорости прямой и обратной реакции от времени иллюстрация кинетического вывода константы химического равновесия на примере простой реакции и неприменимость его для сложных реакций

3 Выражение константы равновесия при данной температуре через а) парциальное давление реагирующих веществ Кр б) их молярные кон-центрации Кс Взаимосвязь Кр и Кс

4 Связь константы равновесия с основными термодинамическими величинами

5 Факторы влияющие на увеличение константы равновесия (∆Н ∆S) 6 Смещение химического равновесия принцип Ле-Шателье и иллю-

страция его справедливости на конкретных примерах при изменении концентрации давления и температуры

7 Катализаторы и равновесие 8 Химическое равновесие в живой и неживой природе 9 Примеры химических равновесий имеющих практическое значение

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать выражения констант равновесия для реакций а) 2NH3harr3H2+N2б) Fe3O4 + 4CO 3 Fe + 4COharr 2 в) 3 Fe2O3 + Н2 harr Н2О (пар) + 2 Fe3O4

г) С+СО2 2СО harr

19

В каком направлении сместится равновесие в каждом случае при уве-личении давления

2 В каком направлении сместится равновесие следующих обрати-мых реакций

а) 2SO2 + O2harr 2SO3 + 19274 кДж б) N2O4 2 NOharr 2 ndash 5447 кДж при понижении температуры при понижении давления 3 Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных

реакций вправо а) С + Н2О(пар) harrСО + Н2 ndash 12989 кДж б) N2 + 3H2 harr2NH3 + 9218 кДж 4 Вычислите константу равновесия реакции 2НВr harrH2 + Br2 если

до начала разложения масса бромоводорода была равна 0809 г а к мо-менту равновесия прореагировало 5 исходного вещества

Ответ К = 900middot10 ndash5

5 В сосуд объемом 05 л было помещено 05 моль водорода и 05 моль азота При некоторой температуре к моменту равновесия образова-лось 002 моль аммиака Вычислите константу равновесия данной сис-темы Ответ К = 2middot10 ndash3

6 В сосуде объемом 05 л протекает реакция СН4 + Н2О(пар) СО +3Н

harr

2 Вычислите константу равновесия К данной системы если перво-начальные массы реагирующих веществ в данном объеме были следую-щие СН4 ndash 08 г Н2О ndash 09 г СО ndash 14 г Н2 ndash 01 г и если к моменту рав-новесия прореагировало 50 метана Ответ К = 94middot10 ndash1

7 Вычислите константу равновесия реакции N2 + 3H2harr2 NH3 если при некоторой температуре и давлении в сосуд объемом 10 л введено 14 г азота и 1 г водорода К моменту равновесия образовалось 085 г аммиака Ответ К = 69

8 Константа равновесия К реакции 2 NO2 harrN2O4 при некоторой температуре равна 03 Вычислите молярные концентрации компонентов системы при наступлении равновесия если первоначальная молярная концентрация NO2 равна 92 гл Ответ 018 мольл 0010 мольл

9 Определите исходные концентрации азота и водорода в мольл и гл если при наступлении равновесия системы N2 + 3H2 2NHharr 3 кон-центрации веществ были азота ndash 05 мольл водорода ndash 03 мольл ам-миака ndash 20 мольл

Ответ N2 ndash 15 мольл 42 гл Н2 ndash 33 мольл 66 гл 10 При некоторой температуре в закрытом сосуде были смешаны

212 моль водорода и 523 моль йода Определите состав равновесной смеси (мольл) если константа равновесия реакции Н2 + I2 2HI при данных условиях равна 50

harr

Ответ Н2 = 160 мольл I2 = 0130 мольл HI = 102 мольл

20

11 Константа равновесия Кр реакции 2SO2 + O2harr 2SO3 при 950 К равна 1062 middot 10 ndash2 Вычислите Кс для этой реакции

Ответ Кс = 8388 12 Рассчитайте Кр и Кс для реакции РСl5 harrРСl3 + Cl2 при 500 К если

к моменту равновесия продиссоциировало 54 РСl5 а исходная концен-трация РСl5 была равна 100 мольл

Ответ Кс = 0634 Кр = 264middot10 ndash2

13 Константа равновесия системы H2 + I2 hArr 2HI при некоторой тем-пературе равна 40 Определите какой процент водорода и иода перейдет в HI если исходные молярные концентрации этих веществ одинаковы и составляют 001 мольл Ответ 76

РАСТВОРЫ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ И СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Общие сведения о дисперсных системах Грубодисперсные систе-мы коллоидные растворы (золи) истинные растворы

2 Твердые жидкие и газообразные растворы понятие примеры зна-чение

3 Физическая химическая и современная (физико-химическая) тео-рии растворов Работы ДИ Менделеева

4 Энергетика растворения 5 Растворимость Влияние температуры на растворимость газообраз-

ных жидких и твердых веществ 6 Способы выражения состава растворов а) качественные характеристики б) количественные параметры в) массовая доля растворенного вещества (W) г) молярная концентрация раствора (См) д) молярная концентрация эквивалента (Сэ) е) титр раствора (Т) ё) молярная доля растворенного вещества (χ) ж) моляльная концентрация (b) З) растворимость (S) 7 Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов

(Росм) 8 Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов Первый за-

кон Рауля

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 8: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

8

5 Структура ПС с точки зрения строения атомов а) период особенности строения атомов элементов малых и больших

периодов б) группа особенности строения атомов IА и I В-групп 6 Периодические и непериодические свойства химических элементов

и их соединений в зависимости от положения элементов в ПС а) эффективные и орбитальные радиусы атомов б) энергия ионизации I потенциал ионизации в) энергия сродства к электрону Е г) электроотрицательность д) степень окисления (со) е) свойства соединений (оксидов гидроксидов водородных соединений) 7 Значение периодического закона

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какой физический смысл имеет порядковый номер и почему хими-ческие свойства элемента в конечном счете определяются зарядом ядра его атома

2 Как объяснить три случая (укажите их) отклонения от последова-тельного расположения элементов в периодической системе по возрас-танию атомных масс

3 В каких случаях емкость заполняемого энергетического уровня и число элементов в периоде а) совпадают б) не совпадают Объясните причину

4 Чем определяется число s- p- d- f ndash элементов в периодах Какие элементы образуют А и В группы Есть ли периоды не содержащие s- p- d- f ndash элементы В каких периодах находятся элементы всех четырех электронных семейств

5 Как объясняется немонотонное изменение энергии ионизации у эле-ментов II и III периодов ПС

6 Исходя из величин потенциалов ионизации укажите какой из при-веденных элементов Li Na K Rb Cs является более сильным восстано-вителем

7 Исходя из величин электроотрицательности укажите как в приве-денном ряду F Cl Br I изменяется способность атомов принимать электроны

8 Учитывая что элементы Be и Al образуют амфотерные гидроксиды напишите химические формулы следующих соединений а) нитрата бериллия бериллиевой кислоты бериллата калия б) гидроксида алюминия нитрата алюминия мета- и орто- алюминие-

вых кислот метаалюмината натрия ортоалюмината калия

9

9 Укажите какое из сравниваемых двух соединений является более сильным основанием а) NaOH или CsOH б) Ca(OH)2 или Ba(OH)2 в) Zn(OH)2 или Cd(OH)2

10 Какое из перечисленных газообразных водородных соединений наи-более прочно и какое наименее прочно NH3 PH3 AsH3 SbH3 BiH3 11 Как меняется восстановительная способность и сила кислот в ряду HF HCl HBr HI 12 На примере кислородных соединений марганца покажите как с уве-личением степени окисления элементов меняется характер оксидов и со-ответствующих им гидроксидов 13 Как меняются окислительные свойства и сила кислот в ряду HСlO HСlO2 HСlO3 HСlO4 14 Укажите какая из сравниваемых двух кислот является более сильной а) H2SO3 и H2SO4 б) H3PO4 или H3VO4 в) H2SO3 или H2SеO4 15 Как изменяется сила кислот в ряду H2SO4 rarr H2SеO4 Hrarr 2TeO4 16 Структуры внешнего и предвнешнего электронных слоев атомов следующие 3s23p63d54s1 4s24p64d55s1 5s25p65d46s2 Назовите эти эле-менты Как изменяются окислительные свойства оксидов этих элемен-тов отвечающих высшим степеням окисления 17 Зная закономерность в изменении свойств элементов в В-группах объясните почему природные соединения хрома и вольфрама не одно-типны основная руда первого элемента ndash хромистый железняк Fe(CrO2)2 а второго ndash шеелит CaWO4 18 Атом элемента имеет электронную конфигурацию 1s22s22p63s23p5 Определите место элемента в периодической системе и напишите для него электронные формулы иона Э ndash и условного иона Э7+ 19 Конфигурация валентных электронов в атомах двух элементов вы-ражается формулами 3s23p2 и 3d24s2 Определите в каких группах и подгруппах они расположены 20 В оксиде трехвалентного элемента массовая доля кислорода равна 30 Укажите относительную атомную массу элемента 21 При взаимодействии с водой 460 г неизвестного металла (со +1) выделилось 224 г (ну) водорода Укажите молярную массу образую-щейся при этом щелочи

10

КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ МЕТОД ВАЛЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Ранние представления о химической связи 2 Общая причина и природа сил образования химической связи любо-

го типа Работа Лондона и Гайтлера 3 Основные положения МВС 4 Основные характеристики связи - длина - энергия - валентный угол 5 Механизмы образования ковалентной связи - обменный - донорно-акцепторный 6 Виды ковалентной связи - полярная и неполярная - кратная связь Сигма пи- и дельта- связи 7 Свойства ковалентной связи - насыщаемость - направленность - поляризуемость 8 Валентные возможности элементов II и III периода 9 Геометрия молекул и ионов в зависимости от гибридизации АО (на

примерах NH3 NH4+ CH4 H2O H3O+ CO2 CO SO2 CO3

2- NO3- и др)

10 Дипольный момент связей и молекул 11 Делокализованная связь Кратность связи

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Рассчитайте длину связи в молекуле IСl если межъядерные расстоя-

ния в молекулах I2 и Cl2 соответственно равны 267middot10-10 и 199middot10-10 м Ответ 233middot10-10 м

2 Будут притягиваться или отталкиваться два атома водорода в сле-дующих случаях

а) l = 015 нм спины электронов параллельны б) l = 003 нм спины антипараллельны в) l = 0074 нм спины антипараллельны 3 Приведите примеры молекул которые содержат а) только σ-связи б) одну σ - и одну π-связи

11

в) две σ - и одну π-связи г) две σ - и две π-связи д) одну σ - и две π-связи Сколько σ - и π-связей содержат молекулы SF6 CCl4 SO3 PCl5

POCl3 C2H4 C2H2 COCl2SO2Cl2 4 В каких случаях кратность связи выражается дробным числом

Почему для аниона SO42- она равна 15 Какой будет кратность связей

в ионах CO32- PO4

3- NO3-

5 Какие условия определяют возможность гибридизации АО Как меняется устойчивость гибридного состояния АО элемента с увеличени-ем его атомного номера в пределах одной подгруппы периодической системы

6 Какие АО не могут участвовать в гибридизации Возможна ли гиб-ридизация орбиталей

а) 3p- и 4s- б) 4s ndash и 5p- в) 4s- и 4p- г) 4s- 4p- 5d- д) 3d- 4s- и 4p- е) 4s- 4p- и 4d- 7 Какие геометрические конфигурации молекул может дать sp3 ndash

гибридизация центрального атома Чем это определяется 8 Перечислите типы гибридизации s- p- и d- орбиталей Какое про-

странственное положение занимают гибридные АО в каждом из этих слу-чаев и какой будет геометрическая форма образованных ими молекул

9 Какие геометрические конфигурации молекул возможны в случае sp3 d- и sp3 d2- гибридизация орбиталей центрального атома а) в отсутствии неподеленных электронных пар б) при наличии одной неподеленной пары в) при наличии двух неподеленных пар 10 Почему однотипные по атомному составу молекулы СО2 и SО2

ВСl3 и РСl3 имеют разную геометрическую конфигурацию 11 Что называют электрическим моментом диполя молекулы В ка-

ких случаях он совпадает с моментом диполя связи 12 Почему молекулы простых веществ и некоторых сложных веществ

с полярными связями не имеют электрического момента диполя При-ведите примеры

13 В каких случаях наличие у центрального атома неподеленной электронной пары а) увеличивает момент диполя молекулы б) уменьшает его Покажите это на примере молекул NH3 и NF3 для которых значения

их соответственно равны 486middot10-30 и 067middot10-30 Кл middotм 14 Как должны меняться значения моментов диполей молекул в ряду

а) ClF ndash BrF ndash IF б) NH3 ndash PH3 ndash AsH3

12

Почему векторная сумма диполей оказывается различной для двух трехатомных молекул СО2 и Н2О

15 Что называют поляризуемостью ковалентной связи Какие части-цы могут играть роль внешнего электрического поля

МЕТОД МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРБИТАЛЕЙ ИОННАЯ СВЯЗЬ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Недостатки МВС в объяснении существования молекулярных ионов и магнитных свойств некоторых частиц 2 Сущность метода молекулярных орбиталей 3 Условия образования молекулярных орбиталей Связывающие и раз-рыхndashляющие орбитали 4 Энергетические диаграммы образования МО для молекул образо-ванных элементами I и II периода (Н2 Н2

+ Не2 Не2+ Ве2 О2 О2

+ О2- N2

CO NO) Принципы и правила заполнения МО 5 Ионная связь Механизм образования 6 Свойства ионной связи и соединений с данным типом связи 7 Поляризуемость и поляризующее действие ионов Закономерности изменения этих характеристик Понятие степени ионности связи 8 Водородная связь Условия образования и свойства 9 Виды водородной связи Влияние их на свойства веществ

10 Межмолекулярное взаимодействие Виды характеристика 11 Характеристика свойств веществ с учетом ММВ 12 Агрегатные состояния вещества Общие представления о твердых

кристаллах атомных молекулярных металлических ионных 13 Жидкокристаллическое состояние

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют поляризующим действием данного иона и его соб-

ственной поляризуемостью В какой зависимости находятся эти свойст-ва от величины заряда иона и его радиуса

2 Какие из ионов должны иметь большую поляризующую способ-ность Na+ или Cs+ Ве2+ или Ва2+ Al3+ или La3+ На основе чего решается этот вопрос

13

3 Поляризуемость какого из ионов больше F- или Br - S2- или Te2- Сl- или I- Объясните причину

4 Какая из приведенных связей Cs ndash Cl Ca ndash S Ba ndash F наиболее прибndashлижается к ионной

5 Какая связь в каждом из соединений HClO NaHSO4 KOH имеет наиболее ионный характер

6 На основании значений электроотрицательности определите как меняется характер связей в водородных соединениях и оксидах элемен-тов третьего периода Как изменяется характер связи в молекулах в ря-ду LiF BeF2 BF3 CF4 F2

7 Как объяснить на основе поляризационных представлений мень-шую устойчивость иодидов меди (II) и свинца (IV) по сравнению с соот-ветствующими хлоридами

8 Определите у какого соединения (KF или KI) температура плавления ниже

9 Какая из солей (RbCl или AgCl) начинает плавиться при более низ-кой температуре

10 Температуры плавления CaI2 и CdI2 575˚С и 388˚С соответственно радиусы ионов Ca2+и Cd2+ близки по размерам В чем причина различия в температурах плавления данных веществ

11 В чем причина меньшей температуры плавления кристаллов PbCl4 по сравнению с PbCl2

12 У какого из соединений (C2H5OH или C2H5SH) температура ки-пения выше

13 При нормальном давлении (101middot105 Па) температура кипения H2O ndash 373 H2S ndash 2128 H2Se ndash 2317 H2Te ndash 271 K Объясните кажущееся laquoнару-шениеraquo в характере изменения температуры кипения в ряду H2O ndash H2S ndash H2Se ndash H2Te

14 Покажите на фрагменте полипептида возможность образования внутримолекулярных водородных связей при скручивании молекулы белка в спираль (вторичная структура белка)

15 Объясните как наличие внутренней водородной связи в молекуле салициловой кислоты (О ndash карбоксифенол) влияет на ее кислотные свойства

16 Какие три вида межмолекулярного взаимодействия называют ван-дер-ваальсовыми силами Чем определяется каждый из них Какое взаимодействие оказывается наиболее слабым

17 Как влияет на ориентационное взаимодействие полярность молекул и температура В чем выражается индукционное взаимодействие поляр-ных молекул с неполярными

18 Какое межмолекулярное взаимодействие является универсальным и действует между любыми частицами

19 Почему с увеличением молярной массы галогенов повышаются температуры их плавления и кипения

14

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ХИМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ ТЕРМОХИМИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие термодинамических систем 2 Основные понятия ТД - система среда фаза фазовое состояние - параметры состояния экстенсивные и интенсивные параметры - виды систем на основе характера обмена со средой веществом

и энергией - виды систем в зависимости от агрегатного состояния вещества - термодинамические функции состояния их особенность - процесс характеристика процессов на основе изменения некото-

рых параметров (изобарические изохорические изотермические и др) 3 Внутренняя энергия Теплота Работа 4 I закон ТД Энтальпия и ее изменение Энергетические эффекты

химических реакций Система знаков для обозначения тепловых эффек-тов Термохимические уравнения

5 Необходимость стандартизации тепловых эффектов Стандартная энтальпия образования простых веществ и соединений Стандартная эн-тальпия сгорания веществ

6 Закон Гесса и следствия из него 7 Самопроизвольные и вынужденные процессы Недостаточность I за-

кона ТД для определения возможности самопроизвольного протекания процессов

8 Понятие энтропии Макро- и микросостояния системы Энтропия веществ в разных агрегатных состояниях Стандартизация энтропии Расчеты ∆S˚298 для химических реакций Второй закон ТД

9 Энергия Гиббса ndash критерий направленности химических реакций в закрытых системах при р Т ndash const Термодинамическая возможность или невозможность самопроизвольного протекания процесса

10 Стандартизация ∆G Расчеты ∆G˚298 по табличным данным

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите количество теплоты выделяющейся при гашении 100

кг извести водой при 25˚С если известны стандартные теплоты образо-вания веществ участвующих в химической реакции

15

∆Н˚298 СаО(к) = - 6351 кДжмоль ∆Н˚298 Н2О(ж) = - 28584 кДжмоль ∆Н˚298 Са (ОН)2 (к) = - 9862 кДжмоль

Ответ 11654 кДж 2 При взрыве 5 л гремучего газа выделилось 36 кДж теплоты Со-

ставьте термохимическое уравнение данной реакции 3 При сжигании ромбической серы массой 16 г выделилось

14860 кДж теплоты а при сжигании той же массы моноклинной серы 14841 кДж теплоты Вычислите энтальпию перехода ромбической серы в моноклинную Ответ 38000 Джмоль

4 Определите ∆Н˚298 процесса образования мочевины 2NH3(г) + СО2(г) = Н2О(ж) + (NН2)2СО(к) используя стандартные эн-тальпии образования участвующих в реакции веществ

Ответ - 48706 кДж 5 Определите тепловой эффект реакции синтеза акриловой кислоты

при 298 К СН equiv СН(г) + СО(г) + Н2О(ж) СНrarr 2 = СН ndash СООН(ж) если из-вестны стандартные теплоты сгорания веществ участвующих в химиче-ской реакции

∆Н˚С298 СН equiv СН(г) = - 129963 кДжмоль ∆Н˚С298 СО(г) = - 2825 кДжмоль ∆Н˚С298 СН2 = СН ndash СООН(ж) = - 1370 кДжмоль 6 При образовании 80 г Fe2О3 поглощается 4265 кДж теплоты со-

гласно уравнению 2Fe + Al2О3 = Fe2О3 + 2 Аl Запишите уравнение реак-ции в термохимической и термодинамической шкале

7 Энтальпия растворения в воде безводной соды и кристаллогидрата Na2CO3 middot 10 Н2О равны соответственно ndash 25 кДж и + 67 кДж Вычислите энтальпию реакции Na2CO3 + 10 Н2О = Na2CO3 middot 10 Н2О

Ответ 92 кДжмоль 8 Предскажите знак изменения энтропии для процессов а) 2КClO3 (к) = 2KCl(к) + 3О2(г) б) N2 + 2O2= 2NO2в) СаСО3(к) = СаО(к) + СО2(г) г) Ag+ (р) + Сl ndash (р) = AgCl(к) Подтвердите вывод расчетом 9 На основе расчетов покажите термодинамическую возможность

получения Cl2О из простых веществ а) в стандартных условиях б) при повышенной температуре

10 Какие оксиды из перечисленных ниже можно восстановить водо-родом в стандартных условиях СuO PbO CaO Cr2O3

11 Вычислите изменение свободной энергии реакции 4Р + 5СО2 Рrarr 4О10 + 5С Можно ли потушить горящий фосфор угле-

кислым газом

16

12 Возможно ли самопроизвольное протекание перечисленных реак-ций при стандартных условиях

FeO(к) + Н2 = Fe (к) + Н2О(г) 2КClO3 (k) = 2 KCl (k) + 3О2(г) 4НСl + О2 = 2Сl2 + 2 H2O(ж) 2NH4NO3 = 4H2O + O2 + 2N2

N2 + 2H2O = NH4NO2 если ∆G˚ (NH4NO2 ) = 11594 кДжмоль 13 При какой температуре процесс FeO(к)+ H2 = Fe(к) + Н2О(г) ста-

новится самопроизвольным при стандартном давлении если изменени-ем ∆Н и ∆S с температурой можно пренебречь Ответ 8279 К

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Химическая кинетика Практическая значимость ее для описания процессов

2 Классификация химических реакций а) по степени сложности б) по кинетическому признаку последовательные параллельные со-

пряженные в) по характеру фаз гомогенные гетерогенные г) по природе частиц ионные молекулярные радикальные д) по числу частиц мономолекулярные бимолекулярные тримолеку-

лярные лимитирующая стадия е) по использованию катализатора ж) по тепловому эффекту 3 Понятие скорости химической реакции определение средняя и ис-

тинная скорость единицы измерения 4 Основной закон химической кинетики Кинетические уравнения

Порядок реакции Константа скорости 5 Энергия активации Энергетическая диаграмма процесса Понятие

активированного комплекса и интермедиата 6 Зависимость скорости реакции от температуры уравнения Вант-

Гоффа и Аррениуса распределение частиц по энергиям 7 Катализ понятие виды теория промежуточных стадий и адсорбци-

онная Селективность катализаторов каталитические яды Ингибиторы

17

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 При некоторой температуре и давлении в сосуде емкостью 05 л на-

ходится 003 моль диоксида азота Вычислите константу скорости пря-мой реакции протекающей по уравнению 2NO2 hArr N2O4 если скорость реакции при данных условиях равна 108 мольл middot с

Ответ 300 middot 102 лмольmiddotс 2 Скорость элементарной реакции А + 2В = АВ2 при концентрации

А 02 мольл и В 04 мольл равна 008 мольлmiddot мин Определите констан-ту скорости взаимодействия А и В и укажите ее размерность

3 Константа скорости реакции А + 2В = АВ2 равна 2middot10-3 лмольmiddotс а) какова скорость указанной реакции в начальный момент если кон-

центрация вещества А равна концентрации вещества В и составляет 040 мольл б) какова будет скорость этой реакции через некоторое время если

к этому моменту образуется 0100 мольл вещества АВ2 Ответ а) 128middot10-4 мольлmiddotс

б) 240middot10-5 мольлmiddotс 4 Напишите кинетические уравнения и определите молекулярность

частные и общие порядки следующих простых реакций а) Н + Вr = HBr б) H2 + O2 = H2O2 в) А + 2В = D г) F + H = HF д) O3 = O2 + O 5 Кинетическое уравнение сложной реакции СО + Сl2 = СОСl2 таково

v = kC(CO)middotC15 (Cl2) Каков общий порядок процесса Как изменится скорость реакции при увеличении втрое а) концентрации СО б) концентрации Сl2 в) давления г) объема реакционной смеси 6 Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен

15 Во сколько раз увеличится скорость данной реакции при повышении температуры на 30degС Ответ в 34 раза Определите температурный коэффициент скорости реакции если при

понижении температуры на 45degС реакция замедлилась в 25 раз Ответ 21

7 На сколько градусов нужно повысить температуру чтобы скорость реакции увеличилась в 81 раз если температурный коэффициент скоро-сти равен 3 Ответ на 40degС

8 Реакция идет по уравнению 2NO + O2 hArr 2NO2 Начальные концен-трации реагирующих веществ были (мольл) C(NO) = 08 C (O2) = 06

18

Как изменится скорость реакции если концентрацию кислорода увели-чить до 09 мольл а концентрацию оксида азота до 1 2 мольл

Ответ возрастет 3 4 раза 9 Разложение N2О на поверхности золота при высоких температурах

протекает по уравнению 2 N2О = 2N2 + О2 Константа скорости данной реакции равна 5middot10-4 лmiddotмоль-1middotмин ndash1 при 1173 К Начальная концентрация N2О 320 мольл Определите скорость реакции при заданной температу-ре в начальный момент и в тот момент когда разложится 25 N2О

Ответ 512middot10 ndash4 288 middot10 ndash4 мольmiddot мин -1middotл -1

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Обратимые и необратимые химические процессы Прямые и обрат-ные реакции

2 Химическое равновесие понятие график зависимости скорости прямой и обратной реакции от времени иллюстрация кинетического вывода константы химического равновесия на примере простой реакции и неприменимость его для сложных реакций

3 Выражение константы равновесия при данной температуре через а) парциальное давление реагирующих веществ Кр б) их молярные кон-центрации Кс Взаимосвязь Кр и Кс

4 Связь константы равновесия с основными термодинамическими величинами

5 Факторы влияющие на увеличение константы равновесия (∆Н ∆S) 6 Смещение химического равновесия принцип Ле-Шателье и иллю-

страция его справедливости на конкретных примерах при изменении концентрации давления и температуры

7 Катализаторы и равновесие 8 Химическое равновесие в живой и неживой природе 9 Примеры химических равновесий имеющих практическое значение

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать выражения констант равновесия для реакций а) 2NH3harr3H2+N2б) Fe3O4 + 4CO 3 Fe + 4COharr 2 в) 3 Fe2O3 + Н2 harr Н2О (пар) + 2 Fe3O4

г) С+СО2 2СО harr

19

В каком направлении сместится равновесие в каждом случае при уве-личении давления

2 В каком направлении сместится равновесие следующих обрати-мых реакций

а) 2SO2 + O2harr 2SO3 + 19274 кДж б) N2O4 2 NOharr 2 ndash 5447 кДж при понижении температуры при понижении давления 3 Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных

реакций вправо а) С + Н2О(пар) harrСО + Н2 ndash 12989 кДж б) N2 + 3H2 harr2NH3 + 9218 кДж 4 Вычислите константу равновесия реакции 2НВr harrH2 + Br2 если

до начала разложения масса бромоводорода была равна 0809 г а к мо-менту равновесия прореагировало 5 исходного вещества

Ответ К = 900middot10 ndash5

5 В сосуд объемом 05 л было помещено 05 моль водорода и 05 моль азота При некоторой температуре к моменту равновесия образова-лось 002 моль аммиака Вычислите константу равновесия данной сис-темы Ответ К = 2middot10 ndash3

6 В сосуде объемом 05 л протекает реакция СН4 + Н2О(пар) СО +3Н

harr

2 Вычислите константу равновесия К данной системы если перво-начальные массы реагирующих веществ в данном объеме были следую-щие СН4 ndash 08 г Н2О ndash 09 г СО ndash 14 г Н2 ndash 01 г и если к моменту рав-новесия прореагировало 50 метана Ответ К = 94middot10 ndash1

7 Вычислите константу равновесия реакции N2 + 3H2harr2 NH3 если при некоторой температуре и давлении в сосуд объемом 10 л введено 14 г азота и 1 г водорода К моменту равновесия образовалось 085 г аммиака Ответ К = 69

8 Константа равновесия К реакции 2 NO2 harrN2O4 при некоторой температуре равна 03 Вычислите молярные концентрации компонентов системы при наступлении равновесия если первоначальная молярная концентрация NO2 равна 92 гл Ответ 018 мольл 0010 мольл

9 Определите исходные концентрации азота и водорода в мольл и гл если при наступлении равновесия системы N2 + 3H2 2NHharr 3 кон-центрации веществ были азота ndash 05 мольл водорода ndash 03 мольл ам-миака ndash 20 мольл

Ответ N2 ndash 15 мольл 42 гл Н2 ndash 33 мольл 66 гл 10 При некоторой температуре в закрытом сосуде были смешаны

212 моль водорода и 523 моль йода Определите состав равновесной смеси (мольл) если константа равновесия реакции Н2 + I2 2HI при данных условиях равна 50

harr

Ответ Н2 = 160 мольл I2 = 0130 мольл HI = 102 мольл

20

11 Константа равновесия Кр реакции 2SO2 + O2harr 2SO3 при 950 К равна 1062 middot 10 ndash2 Вычислите Кс для этой реакции

Ответ Кс = 8388 12 Рассчитайте Кр и Кс для реакции РСl5 harrРСl3 + Cl2 при 500 К если

к моменту равновесия продиссоциировало 54 РСl5 а исходная концен-трация РСl5 была равна 100 мольл

Ответ Кс = 0634 Кр = 264middot10 ndash2

13 Константа равновесия системы H2 + I2 hArr 2HI при некоторой тем-пературе равна 40 Определите какой процент водорода и иода перейдет в HI если исходные молярные концентрации этих веществ одинаковы и составляют 001 мольл Ответ 76

РАСТВОРЫ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ И СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Общие сведения о дисперсных системах Грубодисперсные систе-мы коллоидные растворы (золи) истинные растворы

2 Твердые жидкие и газообразные растворы понятие примеры зна-чение

3 Физическая химическая и современная (физико-химическая) тео-рии растворов Работы ДИ Менделеева

4 Энергетика растворения 5 Растворимость Влияние температуры на растворимость газообраз-

ных жидких и твердых веществ 6 Способы выражения состава растворов а) качественные характеристики б) количественные параметры в) массовая доля растворенного вещества (W) г) молярная концентрация раствора (См) д) молярная концентрация эквивалента (Сэ) е) титр раствора (Т) ё) молярная доля растворенного вещества (χ) ж) моляльная концентрация (b) З) растворимость (S) 7 Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов

(Росм) 8 Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов Первый за-

кон Рауля

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 9: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

9

9 Укажите какое из сравниваемых двух соединений является более сильным основанием а) NaOH или CsOH б) Ca(OH)2 или Ba(OH)2 в) Zn(OH)2 или Cd(OH)2

10 Какое из перечисленных газообразных водородных соединений наи-более прочно и какое наименее прочно NH3 PH3 AsH3 SbH3 BiH3 11 Как меняется восстановительная способность и сила кислот в ряду HF HCl HBr HI 12 На примере кислородных соединений марганца покажите как с уве-личением степени окисления элементов меняется характер оксидов и со-ответствующих им гидроксидов 13 Как меняются окислительные свойства и сила кислот в ряду HСlO HСlO2 HСlO3 HСlO4 14 Укажите какая из сравниваемых двух кислот является более сильной а) H2SO3 и H2SO4 б) H3PO4 или H3VO4 в) H2SO3 или H2SеO4 15 Как изменяется сила кислот в ряду H2SO4 rarr H2SеO4 Hrarr 2TeO4 16 Структуры внешнего и предвнешнего электронных слоев атомов следующие 3s23p63d54s1 4s24p64d55s1 5s25p65d46s2 Назовите эти эле-менты Как изменяются окислительные свойства оксидов этих элемен-тов отвечающих высшим степеням окисления 17 Зная закономерность в изменении свойств элементов в В-группах объясните почему природные соединения хрома и вольфрама не одно-типны основная руда первого элемента ndash хромистый железняк Fe(CrO2)2 а второго ndash шеелит CaWO4 18 Атом элемента имеет электронную конфигурацию 1s22s22p63s23p5 Определите место элемента в периодической системе и напишите для него электронные формулы иона Э ndash и условного иона Э7+ 19 Конфигурация валентных электронов в атомах двух элементов вы-ражается формулами 3s23p2 и 3d24s2 Определите в каких группах и подгруппах они расположены 20 В оксиде трехвалентного элемента массовая доля кислорода равна 30 Укажите относительную атомную массу элемента 21 При взаимодействии с водой 460 г неизвестного металла (со +1) выделилось 224 г (ну) водорода Укажите молярную массу образую-щейся при этом щелочи

10

КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ МЕТОД ВАЛЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Ранние представления о химической связи 2 Общая причина и природа сил образования химической связи любо-

го типа Работа Лондона и Гайтлера 3 Основные положения МВС 4 Основные характеристики связи - длина - энергия - валентный угол 5 Механизмы образования ковалентной связи - обменный - донорно-акцепторный 6 Виды ковалентной связи - полярная и неполярная - кратная связь Сигма пи- и дельта- связи 7 Свойства ковалентной связи - насыщаемость - направленность - поляризуемость 8 Валентные возможности элементов II и III периода 9 Геометрия молекул и ионов в зависимости от гибридизации АО (на

примерах NH3 NH4+ CH4 H2O H3O+ CO2 CO SO2 CO3

2- NO3- и др)

10 Дипольный момент связей и молекул 11 Делокализованная связь Кратность связи

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Рассчитайте длину связи в молекуле IСl если межъядерные расстоя-

ния в молекулах I2 и Cl2 соответственно равны 267middot10-10 и 199middot10-10 м Ответ 233middot10-10 м

2 Будут притягиваться или отталкиваться два атома водорода в сле-дующих случаях

а) l = 015 нм спины электронов параллельны б) l = 003 нм спины антипараллельны в) l = 0074 нм спины антипараллельны 3 Приведите примеры молекул которые содержат а) только σ-связи б) одну σ - и одну π-связи

11

в) две σ - и одну π-связи г) две σ - и две π-связи д) одну σ - и две π-связи Сколько σ - и π-связей содержат молекулы SF6 CCl4 SO3 PCl5

POCl3 C2H4 C2H2 COCl2SO2Cl2 4 В каких случаях кратность связи выражается дробным числом

Почему для аниона SO42- она равна 15 Какой будет кратность связей

в ионах CO32- PO4

3- NO3-

5 Какие условия определяют возможность гибридизации АО Как меняется устойчивость гибридного состояния АО элемента с увеличени-ем его атомного номера в пределах одной подгруппы периодической системы

6 Какие АО не могут участвовать в гибридизации Возможна ли гиб-ридизация орбиталей

а) 3p- и 4s- б) 4s ndash и 5p- в) 4s- и 4p- г) 4s- 4p- 5d- д) 3d- 4s- и 4p- е) 4s- 4p- и 4d- 7 Какие геометрические конфигурации молекул может дать sp3 ndash

гибридизация центрального атома Чем это определяется 8 Перечислите типы гибридизации s- p- и d- орбиталей Какое про-

странственное положение занимают гибридные АО в каждом из этих слу-чаев и какой будет геометрическая форма образованных ими молекул

9 Какие геометрические конфигурации молекул возможны в случае sp3 d- и sp3 d2- гибридизация орбиталей центрального атома а) в отсутствии неподеленных электронных пар б) при наличии одной неподеленной пары в) при наличии двух неподеленных пар 10 Почему однотипные по атомному составу молекулы СО2 и SО2

ВСl3 и РСl3 имеют разную геометрическую конфигурацию 11 Что называют электрическим моментом диполя молекулы В ка-

ких случаях он совпадает с моментом диполя связи 12 Почему молекулы простых веществ и некоторых сложных веществ

с полярными связями не имеют электрического момента диполя При-ведите примеры

13 В каких случаях наличие у центрального атома неподеленной электронной пары а) увеличивает момент диполя молекулы б) уменьшает его Покажите это на примере молекул NH3 и NF3 для которых значения

их соответственно равны 486middot10-30 и 067middot10-30 Кл middotм 14 Как должны меняться значения моментов диполей молекул в ряду

а) ClF ndash BrF ndash IF б) NH3 ndash PH3 ndash AsH3

12

Почему векторная сумма диполей оказывается различной для двух трехатомных молекул СО2 и Н2О

15 Что называют поляризуемостью ковалентной связи Какие части-цы могут играть роль внешнего электрического поля

МЕТОД МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРБИТАЛЕЙ ИОННАЯ СВЯЗЬ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Недостатки МВС в объяснении существования молекулярных ионов и магнитных свойств некоторых частиц 2 Сущность метода молекулярных орбиталей 3 Условия образования молекулярных орбиталей Связывающие и раз-рыхndashляющие орбитали 4 Энергетические диаграммы образования МО для молекул образо-ванных элементами I и II периода (Н2 Н2

+ Не2 Не2+ Ве2 О2 О2

+ О2- N2

CO NO) Принципы и правила заполнения МО 5 Ионная связь Механизм образования 6 Свойства ионной связи и соединений с данным типом связи 7 Поляризуемость и поляризующее действие ионов Закономерности изменения этих характеристик Понятие степени ионности связи 8 Водородная связь Условия образования и свойства 9 Виды водородной связи Влияние их на свойства веществ

10 Межмолекулярное взаимодействие Виды характеристика 11 Характеристика свойств веществ с учетом ММВ 12 Агрегатные состояния вещества Общие представления о твердых

кристаллах атомных молекулярных металлических ионных 13 Жидкокристаллическое состояние

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют поляризующим действием данного иона и его соб-

ственной поляризуемостью В какой зависимости находятся эти свойст-ва от величины заряда иона и его радиуса

2 Какие из ионов должны иметь большую поляризующую способ-ность Na+ или Cs+ Ве2+ или Ва2+ Al3+ или La3+ На основе чего решается этот вопрос

13

3 Поляризуемость какого из ионов больше F- или Br - S2- или Te2- Сl- или I- Объясните причину

4 Какая из приведенных связей Cs ndash Cl Ca ndash S Ba ndash F наиболее прибndashлижается к ионной

5 Какая связь в каждом из соединений HClO NaHSO4 KOH имеет наиболее ионный характер

6 На основании значений электроотрицательности определите как меняется характер связей в водородных соединениях и оксидах элемен-тов третьего периода Как изменяется характер связи в молекулах в ря-ду LiF BeF2 BF3 CF4 F2

7 Как объяснить на основе поляризационных представлений мень-шую устойчивость иодидов меди (II) и свинца (IV) по сравнению с соот-ветствующими хлоридами

8 Определите у какого соединения (KF или KI) температура плавления ниже

9 Какая из солей (RbCl или AgCl) начинает плавиться при более низ-кой температуре

10 Температуры плавления CaI2 и CdI2 575˚С и 388˚С соответственно радиусы ионов Ca2+и Cd2+ близки по размерам В чем причина различия в температурах плавления данных веществ

11 В чем причина меньшей температуры плавления кристаллов PbCl4 по сравнению с PbCl2

12 У какого из соединений (C2H5OH или C2H5SH) температура ки-пения выше

13 При нормальном давлении (101middot105 Па) температура кипения H2O ndash 373 H2S ndash 2128 H2Se ndash 2317 H2Te ndash 271 K Объясните кажущееся laquoнару-шениеraquo в характере изменения температуры кипения в ряду H2O ndash H2S ndash H2Se ndash H2Te

14 Покажите на фрагменте полипептида возможность образования внутримолекулярных водородных связей при скручивании молекулы белка в спираль (вторичная структура белка)

15 Объясните как наличие внутренней водородной связи в молекуле салициловой кислоты (О ndash карбоксифенол) влияет на ее кислотные свойства

16 Какие три вида межмолекулярного взаимодействия называют ван-дер-ваальсовыми силами Чем определяется каждый из них Какое взаимодействие оказывается наиболее слабым

17 Как влияет на ориентационное взаимодействие полярность молекул и температура В чем выражается индукционное взаимодействие поляр-ных молекул с неполярными

18 Какое межмолекулярное взаимодействие является универсальным и действует между любыми частицами

19 Почему с увеличением молярной массы галогенов повышаются температуры их плавления и кипения

14

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ХИМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ ТЕРМОХИМИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие термодинамических систем 2 Основные понятия ТД - система среда фаза фазовое состояние - параметры состояния экстенсивные и интенсивные параметры - виды систем на основе характера обмена со средой веществом

и энергией - виды систем в зависимости от агрегатного состояния вещества - термодинамические функции состояния их особенность - процесс характеристика процессов на основе изменения некото-

рых параметров (изобарические изохорические изотермические и др) 3 Внутренняя энергия Теплота Работа 4 I закон ТД Энтальпия и ее изменение Энергетические эффекты

химических реакций Система знаков для обозначения тепловых эффек-тов Термохимические уравнения

5 Необходимость стандартизации тепловых эффектов Стандартная энтальпия образования простых веществ и соединений Стандартная эн-тальпия сгорания веществ

6 Закон Гесса и следствия из него 7 Самопроизвольные и вынужденные процессы Недостаточность I за-

кона ТД для определения возможности самопроизвольного протекания процессов

8 Понятие энтропии Макро- и микросостояния системы Энтропия веществ в разных агрегатных состояниях Стандартизация энтропии Расчеты ∆S˚298 для химических реакций Второй закон ТД

9 Энергия Гиббса ndash критерий направленности химических реакций в закрытых системах при р Т ndash const Термодинамическая возможность или невозможность самопроизвольного протекания процесса

10 Стандартизация ∆G Расчеты ∆G˚298 по табличным данным

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите количество теплоты выделяющейся при гашении 100

кг извести водой при 25˚С если известны стандартные теплоты образо-вания веществ участвующих в химической реакции

15

∆Н˚298 СаО(к) = - 6351 кДжмоль ∆Н˚298 Н2О(ж) = - 28584 кДжмоль ∆Н˚298 Са (ОН)2 (к) = - 9862 кДжмоль

Ответ 11654 кДж 2 При взрыве 5 л гремучего газа выделилось 36 кДж теплоты Со-

ставьте термохимическое уравнение данной реакции 3 При сжигании ромбической серы массой 16 г выделилось

14860 кДж теплоты а при сжигании той же массы моноклинной серы 14841 кДж теплоты Вычислите энтальпию перехода ромбической серы в моноклинную Ответ 38000 Джмоль

4 Определите ∆Н˚298 процесса образования мочевины 2NH3(г) + СО2(г) = Н2О(ж) + (NН2)2СО(к) используя стандартные эн-тальпии образования участвующих в реакции веществ

Ответ - 48706 кДж 5 Определите тепловой эффект реакции синтеза акриловой кислоты

при 298 К СН equiv СН(г) + СО(г) + Н2О(ж) СНrarr 2 = СН ndash СООН(ж) если из-вестны стандартные теплоты сгорания веществ участвующих в химиче-ской реакции

∆Н˚С298 СН equiv СН(г) = - 129963 кДжмоль ∆Н˚С298 СО(г) = - 2825 кДжмоль ∆Н˚С298 СН2 = СН ndash СООН(ж) = - 1370 кДжмоль 6 При образовании 80 г Fe2О3 поглощается 4265 кДж теплоты со-

гласно уравнению 2Fe + Al2О3 = Fe2О3 + 2 Аl Запишите уравнение реак-ции в термохимической и термодинамической шкале

7 Энтальпия растворения в воде безводной соды и кристаллогидрата Na2CO3 middot 10 Н2О равны соответственно ndash 25 кДж и + 67 кДж Вычислите энтальпию реакции Na2CO3 + 10 Н2О = Na2CO3 middot 10 Н2О

Ответ 92 кДжмоль 8 Предскажите знак изменения энтропии для процессов а) 2КClO3 (к) = 2KCl(к) + 3О2(г) б) N2 + 2O2= 2NO2в) СаСО3(к) = СаО(к) + СО2(г) г) Ag+ (р) + Сl ndash (р) = AgCl(к) Подтвердите вывод расчетом 9 На основе расчетов покажите термодинамическую возможность

получения Cl2О из простых веществ а) в стандартных условиях б) при повышенной температуре

10 Какие оксиды из перечисленных ниже можно восстановить водо-родом в стандартных условиях СuO PbO CaO Cr2O3

11 Вычислите изменение свободной энергии реакции 4Р + 5СО2 Рrarr 4О10 + 5С Можно ли потушить горящий фосфор угле-

кислым газом

16

12 Возможно ли самопроизвольное протекание перечисленных реак-ций при стандартных условиях

FeO(к) + Н2 = Fe (к) + Н2О(г) 2КClO3 (k) = 2 KCl (k) + 3О2(г) 4НСl + О2 = 2Сl2 + 2 H2O(ж) 2NH4NO3 = 4H2O + O2 + 2N2

N2 + 2H2O = NH4NO2 если ∆G˚ (NH4NO2 ) = 11594 кДжмоль 13 При какой температуре процесс FeO(к)+ H2 = Fe(к) + Н2О(г) ста-

новится самопроизвольным при стандартном давлении если изменени-ем ∆Н и ∆S с температурой можно пренебречь Ответ 8279 К

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Химическая кинетика Практическая значимость ее для описания процессов

2 Классификация химических реакций а) по степени сложности б) по кинетическому признаку последовательные параллельные со-

пряженные в) по характеру фаз гомогенные гетерогенные г) по природе частиц ионные молекулярные радикальные д) по числу частиц мономолекулярные бимолекулярные тримолеку-

лярные лимитирующая стадия е) по использованию катализатора ж) по тепловому эффекту 3 Понятие скорости химической реакции определение средняя и ис-

тинная скорость единицы измерения 4 Основной закон химической кинетики Кинетические уравнения

Порядок реакции Константа скорости 5 Энергия активации Энергетическая диаграмма процесса Понятие

активированного комплекса и интермедиата 6 Зависимость скорости реакции от температуры уравнения Вант-

Гоффа и Аррениуса распределение частиц по энергиям 7 Катализ понятие виды теория промежуточных стадий и адсорбци-

онная Селективность катализаторов каталитические яды Ингибиторы

17

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 При некоторой температуре и давлении в сосуде емкостью 05 л на-

ходится 003 моль диоксида азота Вычислите константу скорости пря-мой реакции протекающей по уравнению 2NO2 hArr N2O4 если скорость реакции при данных условиях равна 108 мольл middot с

Ответ 300 middot 102 лмольmiddotс 2 Скорость элементарной реакции А + 2В = АВ2 при концентрации

А 02 мольл и В 04 мольл равна 008 мольлmiddot мин Определите констан-ту скорости взаимодействия А и В и укажите ее размерность

3 Константа скорости реакции А + 2В = АВ2 равна 2middot10-3 лмольmiddotс а) какова скорость указанной реакции в начальный момент если кон-

центрация вещества А равна концентрации вещества В и составляет 040 мольл б) какова будет скорость этой реакции через некоторое время если

к этому моменту образуется 0100 мольл вещества АВ2 Ответ а) 128middot10-4 мольлmiddotс

б) 240middot10-5 мольлmiddotс 4 Напишите кинетические уравнения и определите молекулярность

частные и общие порядки следующих простых реакций а) Н + Вr = HBr б) H2 + O2 = H2O2 в) А + 2В = D г) F + H = HF д) O3 = O2 + O 5 Кинетическое уравнение сложной реакции СО + Сl2 = СОСl2 таково

v = kC(CO)middotC15 (Cl2) Каков общий порядок процесса Как изменится скорость реакции при увеличении втрое а) концентрации СО б) концентрации Сl2 в) давления г) объема реакционной смеси 6 Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен

15 Во сколько раз увеличится скорость данной реакции при повышении температуры на 30degС Ответ в 34 раза Определите температурный коэффициент скорости реакции если при

понижении температуры на 45degС реакция замедлилась в 25 раз Ответ 21

7 На сколько градусов нужно повысить температуру чтобы скорость реакции увеличилась в 81 раз если температурный коэффициент скоро-сти равен 3 Ответ на 40degС

8 Реакция идет по уравнению 2NO + O2 hArr 2NO2 Начальные концен-трации реагирующих веществ были (мольл) C(NO) = 08 C (O2) = 06

18

Как изменится скорость реакции если концентрацию кислорода увели-чить до 09 мольл а концентрацию оксида азота до 1 2 мольл

Ответ возрастет 3 4 раза 9 Разложение N2О на поверхности золота при высоких температурах

протекает по уравнению 2 N2О = 2N2 + О2 Константа скорости данной реакции равна 5middot10-4 лmiddotмоль-1middotмин ndash1 при 1173 К Начальная концентрация N2О 320 мольл Определите скорость реакции при заданной температу-ре в начальный момент и в тот момент когда разложится 25 N2О

Ответ 512middot10 ndash4 288 middot10 ndash4 мольmiddot мин -1middotл -1

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Обратимые и необратимые химические процессы Прямые и обрат-ные реакции

2 Химическое равновесие понятие график зависимости скорости прямой и обратной реакции от времени иллюстрация кинетического вывода константы химического равновесия на примере простой реакции и неприменимость его для сложных реакций

3 Выражение константы равновесия при данной температуре через а) парциальное давление реагирующих веществ Кр б) их молярные кон-центрации Кс Взаимосвязь Кр и Кс

4 Связь константы равновесия с основными термодинамическими величинами

5 Факторы влияющие на увеличение константы равновесия (∆Н ∆S) 6 Смещение химического равновесия принцип Ле-Шателье и иллю-

страция его справедливости на конкретных примерах при изменении концентрации давления и температуры

7 Катализаторы и равновесие 8 Химическое равновесие в живой и неживой природе 9 Примеры химических равновесий имеющих практическое значение

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать выражения констант равновесия для реакций а) 2NH3harr3H2+N2б) Fe3O4 + 4CO 3 Fe + 4COharr 2 в) 3 Fe2O3 + Н2 harr Н2О (пар) + 2 Fe3O4

г) С+СО2 2СО harr

19

В каком направлении сместится равновесие в каждом случае при уве-личении давления

2 В каком направлении сместится равновесие следующих обрати-мых реакций

а) 2SO2 + O2harr 2SO3 + 19274 кДж б) N2O4 2 NOharr 2 ndash 5447 кДж при понижении температуры при понижении давления 3 Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных

реакций вправо а) С + Н2О(пар) harrСО + Н2 ndash 12989 кДж б) N2 + 3H2 harr2NH3 + 9218 кДж 4 Вычислите константу равновесия реакции 2НВr harrH2 + Br2 если

до начала разложения масса бромоводорода была равна 0809 г а к мо-менту равновесия прореагировало 5 исходного вещества

Ответ К = 900middot10 ndash5

5 В сосуд объемом 05 л было помещено 05 моль водорода и 05 моль азота При некоторой температуре к моменту равновесия образова-лось 002 моль аммиака Вычислите константу равновесия данной сис-темы Ответ К = 2middot10 ndash3

6 В сосуде объемом 05 л протекает реакция СН4 + Н2О(пар) СО +3Н

harr

2 Вычислите константу равновесия К данной системы если перво-начальные массы реагирующих веществ в данном объеме были следую-щие СН4 ndash 08 г Н2О ndash 09 г СО ndash 14 г Н2 ndash 01 г и если к моменту рав-новесия прореагировало 50 метана Ответ К = 94middot10 ndash1

7 Вычислите константу равновесия реакции N2 + 3H2harr2 NH3 если при некоторой температуре и давлении в сосуд объемом 10 л введено 14 г азота и 1 г водорода К моменту равновесия образовалось 085 г аммиака Ответ К = 69

8 Константа равновесия К реакции 2 NO2 harrN2O4 при некоторой температуре равна 03 Вычислите молярные концентрации компонентов системы при наступлении равновесия если первоначальная молярная концентрация NO2 равна 92 гл Ответ 018 мольл 0010 мольл

9 Определите исходные концентрации азота и водорода в мольл и гл если при наступлении равновесия системы N2 + 3H2 2NHharr 3 кон-центрации веществ были азота ndash 05 мольл водорода ndash 03 мольл ам-миака ndash 20 мольл

Ответ N2 ndash 15 мольл 42 гл Н2 ndash 33 мольл 66 гл 10 При некоторой температуре в закрытом сосуде были смешаны

212 моль водорода и 523 моль йода Определите состав равновесной смеси (мольл) если константа равновесия реакции Н2 + I2 2HI при данных условиях равна 50

harr

Ответ Н2 = 160 мольл I2 = 0130 мольл HI = 102 мольл

20

11 Константа равновесия Кр реакции 2SO2 + O2harr 2SO3 при 950 К равна 1062 middot 10 ndash2 Вычислите Кс для этой реакции

Ответ Кс = 8388 12 Рассчитайте Кр и Кс для реакции РСl5 harrРСl3 + Cl2 при 500 К если

к моменту равновесия продиссоциировало 54 РСl5 а исходная концен-трация РСl5 была равна 100 мольл

Ответ Кс = 0634 Кр = 264middot10 ndash2

13 Константа равновесия системы H2 + I2 hArr 2HI при некоторой тем-пературе равна 40 Определите какой процент водорода и иода перейдет в HI если исходные молярные концентрации этих веществ одинаковы и составляют 001 мольл Ответ 76

РАСТВОРЫ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ И СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Общие сведения о дисперсных системах Грубодисперсные систе-мы коллоидные растворы (золи) истинные растворы

2 Твердые жидкие и газообразные растворы понятие примеры зна-чение

3 Физическая химическая и современная (физико-химическая) тео-рии растворов Работы ДИ Менделеева

4 Энергетика растворения 5 Растворимость Влияние температуры на растворимость газообраз-

ных жидких и твердых веществ 6 Способы выражения состава растворов а) качественные характеристики б) количественные параметры в) массовая доля растворенного вещества (W) г) молярная концентрация раствора (См) д) молярная концентрация эквивалента (Сэ) е) титр раствора (Т) ё) молярная доля растворенного вещества (χ) ж) моляльная концентрация (b) З) растворимость (S) 7 Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов

(Росм) 8 Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов Первый за-

кон Рауля

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 10: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

10

КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ МЕТОД ВАЛЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Ранние представления о химической связи 2 Общая причина и природа сил образования химической связи любо-

го типа Работа Лондона и Гайтлера 3 Основные положения МВС 4 Основные характеристики связи - длина - энергия - валентный угол 5 Механизмы образования ковалентной связи - обменный - донорно-акцепторный 6 Виды ковалентной связи - полярная и неполярная - кратная связь Сигма пи- и дельта- связи 7 Свойства ковалентной связи - насыщаемость - направленность - поляризуемость 8 Валентные возможности элементов II и III периода 9 Геометрия молекул и ионов в зависимости от гибридизации АО (на

примерах NH3 NH4+ CH4 H2O H3O+ CO2 CO SO2 CO3

2- NO3- и др)

10 Дипольный момент связей и молекул 11 Делокализованная связь Кратность связи

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Рассчитайте длину связи в молекуле IСl если межъядерные расстоя-

ния в молекулах I2 и Cl2 соответственно равны 267middot10-10 и 199middot10-10 м Ответ 233middot10-10 м

2 Будут притягиваться или отталкиваться два атома водорода в сле-дующих случаях

а) l = 015 нм спины электронов параллельны б) l = 003 нм спины антипараллельны в) l = 0074 нм спины антипараллельны 3 Приведите примеры молекул которые содержат а) только σ-связи б) одну σ - и одну π-связи

11

в) две σ - и одну π-связи г) две σ - и две π-связи д) одну σ - и две π-связи Сколько σ - и π-связей содержат молекулы SF6 CCl4 SO3 PCl5

POCl3 C2H4 C2H2 COCl2SO2Cl2 4 В каких случаях кратность связи выражается дробным числом

Почему для аниона SO42- она равна 15 Какой будет кратность связей

в ионах CO32- PO4

3- NO3-

5 Какие условия определяют возможность гибридизации АО Как меняется устойчивость гибридного состояния АО элемента с увеличени-ем его атомного номера в пределах одной подгруппы периодической системы

6 Какие АО не могут участвовать в гибридизации Возможна ли гиб-ридизация орбиталей

а) 3p- и 4s- б) 4s ndash и 5p- в) 4s- и 4p- г) 4s- 4p- 5d- д) 3d- 4s- и 4p- е) 4s- 4p- и 4d- 7 Какие геометрические конфигурации молекул может дать sp3 ndash

гибридизация центрального атома Чем это определяется 8 Перечислите типы гибридизации s- p- и d- орбиталей Какое про-

странственное положение занимают гибридные АО в каждом из этих слу-чаев и какой будет геометрическая форма образованных ими молекул

9 Какие геометрические конфигурации молекул возможны в случае sp3 d- и sp3 d2- гибридизация орбиталей центрального атома а) в отсутствии неподеленных электронных пар б) при наличии одной неподеленной пары в) при наличии двух неподеленных пар 10 Почему однотипные по атомному составу молекулы СО2 и SО2

ВСl3 и РСl3 имеют разную геометрическую конфигурацию 11 Что называют электрическим моментом диполя молекулы В ка-

ких случаях он совпадает с моментом диполя связи 12 Почему молекулы простых веществ и некоторых сложных веществ

с полярными связями не имеют электрического момента диполя При-ведите примеры

13 В каких случаях наличие у центрального атома неподеленной электронной пары а) увеличивает момент диполя молекулы б) уменьшает его Покажите это на примере молекул NH3 и NF3 для которых значения

их соответственно равны 486middot10-30 и 067middot10-30 Кл middotм 14 Как должны меняться значения моментов диполей молекул в ряду

а) ClF ndash BrF ndash IF б) NH3 ndash PH3 ndash AsH3

12

Почему векторная сумма диполей оказывается различной для двух трехатомных молекул СО2 и Н2О

15 Что называют поляризуемостью ковалентной связи Какие части-цы могут играть роль внешнего электрического поля

МЕТОД МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРБИТАЛЕЙ ИОННАЯ СВЯЗЬ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Недостатки МВС в объяснении существования молекулярных ионов и магнитных свойств некоторых частиц 2 Сущность метода молекулярных орбиталей 3 Условия образования молекулярных орбиталей Связывающие и раз-рыхndashляющие орбитали 4 Энергетические диаграммы образования МО для молекул образо-ванных элементами I и II периода (Н2 Н2

+ Не2 Не2+ Ве2 О2 О2

+ О2- N2

CO NO) Принципы и правила заполнения МО 5 Ионная связь Механизм образования 6 Свойства ионной связи и соединений с данным типом связи 7 Поляризуемость и поляризующее действие ионов Закономерности изменения этих характеристик Понятие степени ионности связи 8 Водородная связь Условия образования и свойства 9 Виды водородной связи Влияние их на свойства веществ

10 Межмолекулярное взаимодействие Виды характеристика 11 Характеристика свойств веществ с учетом ММВ 12 Агрегатные состояния вещества Общие представления о твердых

кристаллах атомных молекулярных металлических ионных 13 Жидкокристаллическое состояние

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют поляризующим действием данного иона и его соб-

ственной поляризуемостью В какой зависимости находятся эти свойст-ва от величины заряда иона и его радиуса

2 Какие из ионов должны иметь большую поляризующую способ-ность Na+ или Cs+ Ве2+ или Ва2+ Al3+ или La3+ На основе чего решается этот вопрос

13

3 Поляризуемость какого из ионов больше F- или Br - S2- или Te2- Сl- или I- Объясните причину

4 Какая из приведенных связей Cs ndash Cl Ca ndash S Ba ndash F наиболее прибndashлижается к ионной

5 Какая связь в каждом из соединений HClO NaHSO4 KOH имеет наиболее ионный характер

6 На основании значений электроотрицательности определите как меняется характер связей в водородных соединениях и оксидах элемен-тов третьего периода Как изменяется характер связи в молекулах в ря-ду LiF BeF2 BF3 CF4 F2

7 Как объяснить на основе поляризационных представлений мень-шую устойчивость иодидов меди (II) и свинца (IV) по сравнению с соот-ветствующими хлоридами

8 Определите у какого соединения (KF или KI) температура плавления ниже

9 Какая из солей (RbCl или AgCl) начинает плавиться при более низ-кой температуре

10 Температуры плавления CaI2 и CdI2 575˚С и 388˚С соответственно радиусы ионов Ca2+и Cd2+ близки по размерам В чем причина различия в температурах плавления данных веществ

11 В чем причина меньшей температуры плавления кристаллов PbCl4 по сравнению с PbCl2

12 У какого из соединений (C2H5OH или C2H5SH) температура ки-пения выше

13 При нормальном давлении (101middot105 Па) температура кипения H2O ndash 373 H2S ndash 2128 H2Se ndash 2317 H2Te ndash 271 K Объясните кажущееся laquoнару-шениеraquo в характере изменения температуры кипения в ряду H2O ndash H2S ndash H2Se ndash H2Te

14 Покажите на фрагменте полипептида возможность образования внутримолекулярных водородных связей при скручивании молекулы белка в спираль (вторичная структура белка)

15 Объясните как наличие внутренней водородной связи в молекуле салициловой кислоты (О ndash карбоксифенол) влияет на ее кислотные свойства

16 Какие три вида межмолекулярного взаимодействия называют ван-дер-ваальсовыми силами Чем определяется каждый из них Какое взаимодействие оказывается наиболее слабым

17 Как влияет на ориентационное взаимодействие полярность молекул и температура В чем выражается индукционное взаимодействие поляр-ных молекул с неполярными

18 Какое межмолекулярное взаимодействие является универсальным и действует между любыми частицами

19 Почему с увеличением молярной массы галогенов повышаются температуры их плавления и кипения

14

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ХИМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ ТЕРМОХИМИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие термодинамических систем 2 Основные понятия ТД - система среда фаза фазовое состояние - параметры состояния экстенсивные и интенсивные параметры - виды систем на основе характера обмена со средой веществом

и энергией - виды систем в зависимости от агрегатного состояния вещества - термодинамические функции состояния их особенность - процесс характеристика процессов на основе изменения некото-

рых параметров (изобарические изохорические изотермические и др) 3 Внутренняя энергия Теплота Работа 4 I закон ТД Энтальпия и ее изменение Энергетические эффекты

химических реакций Система знаков для обозначения тепловых эффек-тов Термохимические уравнения

5 Необходимость стандартизации тепловых эффектов Стандартная энтальпия образования простых веществ и соединений Стандартная эн-тальпия сгорания веществ

6 Закон Гесса и следствия из него 7 Самопроизвольные и вынужденные процессы Недостаточность I за-

кона ТД для определения возможности самопроизвольного протекания процессов

8 Понятие энтропии Макро- и микросостояния системы Энтропия веществ в разных агрегатных состояниях Стандартизация энтропии Расчеты ∆S˚298 для химических реакций Второй закон ТД

9 Энергия Гиббса ndash критерий направленности химических реакций в закрытых системах при р Т ndash const Термодинамическая возможность или невозможность самопроизвольного протекания процесса

10 Стандартизация ∆G Расчеты ∆G˚298 по табличным данным

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите количество теплоты выделяющейся при гашении 100

кг извести водой при 25˚С если известны стандартные теплоты образо-вания веществ участвующих в химической реакции

15

∆Н˚298 СаО(к) = - 6351 кДжмоль ∆Н˚298 Н2О(ж) = - 28584 кДжмоль ∆Н˚298 Са (ОН)2 (к) = - 9862 кДжмоль

Ответ 11654 кДж 2 При взрыве 5 л гремучего газа выделилось 36 кДж теплоты Со-

ставьте термохимическое уравнение данной реакции 3 При сжигании ромбической серы массой 16 г выделилось

14860 кДж теплоты а при сжигании той же массы моноклинной серы 14841 кДж теплоты Вычислите энтальпию перехода ромбической серы в моноклинную Ответ 38000 Джмоль

4 Определите ∆Н˚298 процесса образования мочевины 2NH3(г) + СО2(г) = Н2О(ж) + (NН2)2СО(к) используя стандартные эн-тальпии образования участвующих в реакции веществ

Ответ - 48706 кДж 5 Определите тепловой эффект реакции синтеза акриловой кислоты

при 298 К СН equiv СН(г) + СО(г) + Н2О(ж) СНrarr 2 = СН ndash СООН(ж) если из-вестны стандартные теплоты сгорания веществ участвующих в химиче-ской реакции

∆Н˚С298 СН equiv СН(г) = - 129963 кДжмоль ∆Н˚С298 СО(г) = - 2825 кДжмоль ∆Н˚С298 СН2 = СН ndash СООН(ж) = - 1370 кДжмоль 6 При образовании 80 г Fe2О3 поглощается 4265 кДж теплоты со-

гласно уравнению 2Fe + Al2О3 = Fe2О3 + 2 Аl Запишите уравнение реак-ции в термохимической и термодинамической шкале

7 Энтальпия растворения в воде безводной соды и кристаллогидрата Na2CO3 middot 10 Н2О равны соответственно ndash 25 кДж и + 67 кДж Вычислите энтальпию реакции Na2CO3 + 10 Н2О = Na2CO3 middot 10 Н2О

Ответ 92 кДжмоль 8 Предскажите знак изменения энтропии для процессов а) 2КClO3 (к) = 2KCl(к) + 3О2(г) б) N2 + 2O2= 2NO2в) СаСО3(к) = СаО(к) + СО2(г) г) Ag+ (р) + Сl ndash (р) = AgCl(к) Подтвердите вывод расчетом 9 На основе расчетов покажите термодинамическую возможность

получения Cl2О из простых веществ а) в стандартных условиях б) при повышенной температуре

10 Какие оксиды из перечисленных ниже можно восстановить водо-родом в стандартных условиях СuO PbO CaO Cr2O3

11 Вычислите изменение свободной энергии реакции 4Р + 5СО2 Рrarr 4О10 + 5С Можно ли потушить горящий фосфор угле-

кислым газом

16

12 Возможно ли самопроизвольное протекание перечисленных реак-ций при стандартных условиях

FeO(к) + Н2 = Fe (к) + Н2О(г) 2КClO3 (k) = 2 KCl (k) + 3О2(г) 4НСl + О2 = 2Сl2 + 2 H2O(ж) 2NH4NO3 = 4H2O + O2 + 2N2

N2 + 2H2O = NH4NO2 если ∆G˚ (NH4NO2 ) = 11594 кДжмоль 13 При какой температуре процесс FeO(к)+ H2 = Fe(к) + Н2О(г) ста-

новится самопроизвольным при стандартном давлении если изменени-ем ∆Н и ∆S с температурой можно пренебречь Ответ 8279 К

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Химическая кинетика Практическая значимость ее для описания процессов

2 Классификация химических реакций а) по степени сложности б) по кинетическому признаку последовательные параллельные со-

пряженные в) по характеру фаз гомогенные гетерогенные г) по природе частиц ионные молекулярные радикальные д) по числу частиц мономолекулярные бимолекулярные тримолеку-

лярные лимитирующая стадия е) по использованию катализатора ж) по тепловому эффекту 3 Понятие скорости химической реакции определение средняя и ис-

тинная скорость единицы измерения 4 Основной закон химической кинетики Кинетические уравнения

Порядок реакции Константа скорости 5 Энергия активации Энергетическая диаграмма процесса Понятие

активированного комплекса и интермедиата 6 Зависимость скорости реакции от температуры уравнения Вант-

Гоффа и Аррениуса распределение частиц по энергиям 7 Катализ понятие виды теория промежуточных стадий и адсорбци-

онная Селективность катализаторов каталитические яды Ингибиторы

17

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 При некоторой температуре и давлении в сосуде емкостью 05 л на-

ходится 003 моль диоксида азота Вычислите константу скорости пря-мой реакции протекающей по уравнению 2NO2 hArr N2O4 если скорость реакции при данных условиях равна 108 мольл middot с

Ответ 300 middot 102 лмольmiddotс 2 Скорость элементарной реакции А + 2В = АВ2 при концентрации

А 02 мольл и В 04 мольл равна 008 мольлmiddot мин Определите констан-ту скорости взаимодействия А и В и укажите ее размерность

3 Константа скорости реакции А + 2В = АВ2 равна 2middot10-3 лмольmiddotс а) какова скорость указанной реакции в начальный момент если кон-

центрация вещества А равна концентрации вещества В и составляет 040 мольл б) какова будет скорость этой реакции через некоторое время если

к этому моменту образуется 0100 мольл вещества АВ2 Ответ а) 128middot10-4 мольлmiddotс

б) 240middot10-5 мольлmiddotс 4 Напишите кинетические уравнения и определите молекулярность

частные и общие порядки следующих простых реакций а) Н + Вr = HBr б) H2 + O2 = H2O2 в) А + 2В = D г) F + H = HF д) O3 = O2 + O 5 Кинетическое уравнение сложной реакции СО + Сl2 = СОСl2 таково

v = kC(CO)middotC15 (Cl2) Каков общий порядок процесса Как изменится скорость реакции при увеличении втрое а) концентрации СО б) концентрации Сl2 в) давления г) объема реакционной смеси 6 Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен

15 Во сколько раз увеличится скорость данной реакции при повышении температуры на 30degС Ответ в 34 раза Определите температурный коэффициент скорости реакции если при

понижении температуры на 45degС реакция замедлилась в 25 раз Ответ 21

7 На сколько градусов нужно повысить температуру чтобы скорость реакции увеличилась в 81 раз если температурный коэффициент скоро-сти равен 3 Ответ на 40degС

8 Реакция идет по уравнению 2NO + O2 hArr 2NO2 Начальные концен-трации реагирующих веществ были (мольл) C(NO) = 08 C (O2) = 06

18

Как изменится скорость реакции если концентрацию кислорода увели-чить до 09 мольл а концентрацию оксида азота до 1 2 мольл

Ответ возрастет 3 4 раза 9 Разложение N2О на поверхности золота при высоких температурах

протекает по уравнению 2 N2О = 2N2 + О2 Константа скорости данной реакции равна 5middot10-4 лmiddotмоль-1middotмин ndash1 при 1173 К Начальная концентрация N2О 320 мольл Определите скорость реакции при заданной температу-ре в начальный момент и в тот момент когда разложится 25 N2О

Ответ 512middot10 ndash4 288 middot10 ndash4 мольmiddot мин -1middotл -1

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Обратимые и необратимые химические процессы Прямые и обрат-ные реакции

2 Химическое равновесие понятие график зависимости скорости прямой и обратной реакции от времени иллюстрация кинетического вывода константы химического равновесия на примере простой реакции и неприменимость его для сложных реакций

3 Выражение константы равновесия при данной температуре через а) парциальное давление реагирующих веществ Кр б) их молярные кон-центрации Кс Взаимосвязь Кр и Кс

4 Связь константы равновесия с основными термодинамическими величинами

5 Факторы влияющие на увеличение константы равновесия (∆Н ∆S) 6 Смещение химического равновесия принцип Ле-Шателье и иллю-

страция его справедливости на конкретных примерах при изменении концентрации давления и температуры

7 Катализаторы и равновесие 8 Химическое равновесие в живой и неживой природе 9 Примеры химических равновесий имеющих практическое значение

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать выражения констант равновесия для реакций а) 2NH3harr3H2+N2б) Fe3O4 + 4CO 3 Fe + 4COharr 2 в) 3 Fe2O3 + Н2 harr Н2О (пар) + 2 Fe3O4

г) С+СО2 2СО harr

19

В каком направлении сместится равновесие в каждом случае при уве-личении давления

2 В каком направлении сместится равновесие следующих обрати-мых реакций

а) 2SO2 + O2harr 2SO3 + 19274 кДж б) N2O4 2 NOharr 2 ndash 5447 кДж при понижении температуры при понижении давления 3 Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных

реакций вправо а) С + Н2О(пар) harrСО + Н2 ndash 12989 кДж б) N2 + 3H2 harr2NH3 + 9218 кДж 4 Вычислите константу равновесия реакции 2НВr harrH2 + Br2 если

до начала разложения масса бромоводорода была равна 0809 г а к мо-менту равновесия прореагировало 5 исходного вещества

Ответ К = 900middot10 ndash5

5 В сосуд объемом 05 л было помещено 05 моль водорода и 05 моль азота При некоторой температуре к моменту равновесия образова-лось 002 моль аммиака Вычислите константу равновесия данной сис-темы Ответ К = 2middot10 ndash3

6 В сосуде объемом 05 л протекает реакция СН4 + Н2О(пар) СО +3Н

harr

2 Вычислите константу равновесия К данной системы если перво-начальные массы реагирующих веществ в данном объеме были следую-щие СН4 ndash 08 г Н2О ndash 09 г СО ndash 14 г Н2 ndash 01 г и если к моменту рав-новесия прореагировало 50 метана Ответ К = 94middot10 ndash1

7 Вычислите константу равновесия реакции N2 + 3H2harr2 NH3 если при некоторой температуре и давлении в сосуд объемом 10 л введено 14 г азота и 1 г водорода К моменту равновесия образовалось 085 г аммиака Ответ К = 69

8 Константа равновесия К реакции 2 NO2 harrN2O4 при некоторой температуре равна 03 Вычислите молярные концентрации компонентов системы при наступлении равновесия если первоначальная молярная концентрация NO2 равна 92 гл Ответ 018 мольл 0010 мольл

9 Определите исходные концентрации азота и водорода в мольл и гл если при наступлении равновесия системы N2 + 3H2 2NHharr 3 кон-центрации веществ были азота ndash 05 мольл водорода ndash 03 мольл ам-миака ndash 20 мольл

Ответ N2 ndash 15 мольл 42 гл Н2 ndash 33 мольл 66 гл 10 При некоторой температуре в закрытом сосуде были смешаны

212 моль водорода и 523 моль йода Определите состав равновесной смеси (мольл) если константа равновесия реакции Н2 + I2 2HI при данных условиях равна 50

harr

Ответ Н2 = 160 мольл I2 = 0130 мольл HI = 102 мольл

20

11 Константа равновесия Кр реакции 2SO2 + O2harr 2SO3 при 950 К равна 1062 middot 10 ndash2 Вычислите Кс для этой реакции

Ответ Кс = 8388 12 Рассчитайте Кр и Кс для реакции РСl5 harrРСl3 + Cl2 при 500 К если

к моменту равновесия продиссоциировало 54 РСl5 а исходная концен-трация РСl5 была равна 100 мольл

Ответ Кс = 0634 Кр = 264middot10 ndash2

13 Константа равновесия системы H2 + I2 hArr 2HI при некоторой тем-пературе равна 40 Определите какой процент водорода и иода перейдет в HI если исходные молярные концентрации этих веществ одинаковы и составляют 001 мольл Ответ 76

РАСТВОРЫ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ И СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Общие сведения о дисперсных системах Грубодисперсные систе-мы коллоидные растворы (золи) истинные растворы

2 Твердые жидкие и газообразные растворы понятие примеры зна-чение

3 Физическая химическая и современная (физико-химическая) тео-рии растворов Работы ДИ Менделеева

4 Энергетика растворения 5 Растворимость Влияние температуры на растворимость газообраз-

ных жидких и твердых веществ 6 Способы выражения состава растворов а) качественные характеристики б) количественные параметры в) массовая доля растворенного вещества (W) г) молярная концентрация раствора (См) д) молярная концентрация эквивалента (Сэ) е) титр раствора (Т) ё) молярная доля растворенного вещества (χ) ж) моляльная концентрация (b) З) растворимость (S) 7 Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов

(Росм) 8 Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов Первый за-

кон Рауля

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 11: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

11

в) две σ - и одну π-связи г) две σ - и две π-связи д) одну σ - и две π-связи Сколько σ - и π-связей содержат молекулы SF6 CCl4 SO3 PCl5

POCl3 C2H4 C2H2 COCl2SO2Cl2 4 В каких случаях кратность связи выражается дробным числом

Почему для аниона SO42- она равна 15 Какой будет кратность связей

в ионах CO32- PO4

3- NO3-

5 Какие условия определяют возможность гибридизации АО Как меняется устойчивость гибридного состояния АО элемента с увеличени-ем его атомного номера в пределах одной подгруппы периодической системы

6 Какие АО не могут участвовать в гибридизации Возможна ли гиб-ридизация орбиталей

а) 3p- и 4s- б) 4s ndash и 5p- в) 4s- и 4p- г) 4s- 4p- 5d- д) 3d- 4s- и 4p- е) 4s- 4p- и 4d- 7 Какие геометрические конфигурации молекул может дать sp3 ndash

гибридизация центрального атома Чем это определяется 8 Перечислите типы гибридизации s- p- и d- орбиталей Какое про-

странственное положение занимают гибридные АО в каждом из этих слу-чаев и какой будет геометрическая форма образованных ими молекул

9 Какие геометрические конфигурации молекул возможны в случае sp3 d- и sp3 d2- гибридизация орбиталей центрального атома а) в отсутствии неподеленных электронных пар б) при наличии одной неподеленной пары в) при наличии двух неподеленных пар 10 Почему однотипные по атомному составу молекулы СО2 и SО2

ВСl3 и РСl3 имеют разную геометрическую конфигурацию 11 Что называют электрическим моментом диполя молекулы В ка-

ких случаях он совпадает с моментом диполя связи 12 Почему молекулы простых веществ и некоторых сложных веществ

с полярными связями не имеют электрического момента диполя При-ведите примеры

13 В каких случаях наличие у центрального атома неподеленной электронной пары а) увеличивает момент диполя молекулы б) уменьшает его Покажите это на примере молекул NH3 и NF3 для которых значения

их соответственно равны 486middot10-30 и 067middot10-30 Кл middotм 14 Как должны меняться значения моментов диполей молекул в ряду

а) ClF ndash BrF ndash IF б) NH3 ndash PH3 ndash AsH3

12

Почему векторная сумма диполей оказывается различной для двух трехатомных молекул СО2 и Н2О

15 Что называют поляризуемостью ковалентной связи Какие части-цы могут играть роль внешнего электрического поля

МЕТОД МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРБИТАЛЕЙ ИОННАЯ СВЯЗЬ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Недостатки МВС в объяснении существования молекулярных ионов и магнитных свойств некоторых частиц 2 Сущность метода молекулярных орбиталей 3 Условия образования молекулярных орбиталей Связывающие и раз-рыхndashляющие орбитали 4 Энергетические диаграммы образования МО для молекул образо-ванных элементами I и II периода (Н2 Н2

+ Не2 Не2+ Ве2 О2 О2

+ О2- N2

CO NO) Принципы и правила заполнения МО 5 Ионная связь Механизм образования 6 Свойства ионной связи и соединений с данным типом связи 7 Поляризуемость и поляризующее действие ионов Закономерности изменения этих характеристик Понятие степени ионности связи 8 Водородная связь Условия образования и свойства 9 Виды водородной связи Влияние их на свойства веществ

10 Межмолекулярное взаимодействие Виды характеристика 11 Характеристика свойств веществ с учетом ММВ 12 Агрегатные состояния вещества Общие представления о твердых

кристаллах атомных молекулярных металлических ионных 13 Жидкокристаллическое состояние

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют поляризующим действием данного иона и его соб-

ственной поляризуемостью В какой зависимости находятся эти свойст-ва от величины заряда иона и его радиуса

2 Какие из ионов должны иметь большую поляризующую способ-ность Na+ или Cs+ Ве2+ или Ва2+ Al3+ или La3+ На основе чего решается этот вопрос

13

3 Поляризуемость какого из ионов больше F- или Br - S2- или Te2- Сl- или I- Объясните причину

4 Какая из приведенных связей Cs ndash Cl Ca ndash S Ba ndash F наиболее прибndashлижается к ионной

5 Какая связь в каждом из соединений HClO NaHSO4 KOH имеет наиболее ионный характер

6 На основании значений электроотрицательности определите как меняется характер связей в водородных соединениях и оксидах элемен-тов третьего периода Как изменяется характер связи в молекулах в ря-ду LiF BeF2 BF3 CF4 F2

7 Как объяснить на основе поляризационных представлений мень-шую устойчивость иодидов меди (II) и свинца (IV) по сравнению с соот-ветствующими хлоридами

8 Определите у какого соединения (KF или KI) температура плавления ниже

9 Какая из солей (RbCl или AgCl) начинает плавиться при более низ-кой температуре

10 Температуры плавления CaI2 и CdI2 575˚С и 388˚С соответственно радиусы ионов Ca2+и Cd2+ близки по размерам В чем причина различия в температурах плавления данных веществ

11 В чем причина меньшей температуры плавления кристаллов PbCl4 по сравнению с PbCl2

12 У какого из соединений (C2H5OH или C2H5SH) температура ки-пения выше

13 При нормальном давлении (101middot105 Па) температура кипения H2O ndash 373 H2S ndash 2128 H2Se ndash 2317 H2Te ndash 271 K Объясните кажущееся laquoнару-шениеraquo в характере изменения температуры кипения в ряду H2O ndash H2S ndash H2Se ndash H2Te

14 Покажите на фрагменте полипептида возможность образования внутримолекулярных водородных связей при скручивании молекулы белка в спираль (вторичная структура белка)

15 Объясните как наличие внутренней водородной связи в молекуле салициловой кислоты (О ndash карбоксифенол) влияет на ее кислотные свойства

16 Какие три вида межмолекулярного взаимодействия называют ван-дер-ваальсовыми силами Чем определяется каждый из них Какое взаимодействие оказывается наиболее слабым

17 Как влияет на ориентационное взаимодействие полярность молекул и температура В чем выражается индукционное взаимодействие поляр-ных молекул с неполярными

18 Какое межмолекулярное взаимодействие является универсальным и действует между любыми частицами

19 Почему с увеличением молярной массы галогенов повышаются температуры их плавления и кипения

14

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ХИМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ ТЕРМОХИМИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие термодинамических систем 2 Основные понятия ТД - система среда фаза фазовое состояние - параметры состояния экстенсивные и интенсивные параметры - виды систем на основе характера обмена со средой веществом

и энергией - виды систем в зависимости от агрегатного состояния вещества - термодинамические функции состояния их особенность - процесс характеристика процессов на основе изменения некото-

рых параметров (изобарические изохорические изотермические и др) 3 Внутренняя энергия Теплота Работа 4 I закон ТД Энтальпия и ее изменение Энергетические эффекты

химических реакций Система знаков для обозначения тепловых эффек-тов Термохимические уравнения

5 Необходимость стандартизации тепловых эффектов Стандартная энтальпия образования простых веществ и соединений Стандартная эн-тальпия сгорания веществ

6 Закон Гесса и следствия из него 7 Самопроизвольные и вынужденные процессы Недостаточность I за-

кона ТД для определения возможности самопроизвольного протекания процессов

8 Понятие энтропии Макро- и микросостояния системы Энтропия веществ в разных агрегатных состояниях Стандартизация энтропии Расчеты ∆S˚298 для химических реакций Второй закон ТД

9 Энергия Гиббса ndash критерий направленности химических реакций в закрытых системах при р Т ndash const Термодинамическая возможность или невозможность самопроизвольного протекания процесса

10 Стандартизация ∆G Расчеты ∆G˚298 по табличным данным

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите количество теплоты выделяющейся при гашении 100

кг извести водой при 25˚С если известны стандартные теплоты образо-вания веществ участвующих в химической реакции

15

∆Н˚298 СаО(к) = - 6351 кДжмоль ∆Н˚298 Н2О(ж) = - 28584 кДжмоль ∆Н˚298 Са (ОН)2 (к) = - 9862 кДжмоль

Ответ 11654 кДж 2 При взрыве 5 л гремучего газа выделилось 36 кДж теплоты Со-

ставьте термохимическое уравнение данной реакции 3 При сжигании ромбической серы массой 16 г выделилось

14860 кДж теплоты а при сжигании той же массы моноклинной серы 14841 кДж теплоты Вычислите энтальпию перехода ромбической серы в моноклинную Ответ 38000 Джмоль

4 Определите ∆Н˚298 процесса образования мочевины 2NH3(г) + СО2(г) = Н2О(ж) + (NН2)2СО(к) используя стандартные эн-тальпии образования участвующих в реакции веществ

Ответ - 48706 кДж 5 Определите тепловой эффект реакции синтеза акриловой кислоты

при 298 К СН equiv СН(г) + СО(г) + Н2О(ж) СНrarr 2 = СН ndash СООН(ж) если из-вестны стандартные теплоты сгорания веществ участвующих в химиче-ской реакции

∆Н˚С298 СН equiv СН(г) = - 129963 кДжмоль ∆Н˚С298 СО(г) = - 2825 кДжмоль ∆Н˚С298 СН2 = СН ndash СООН(ж) = - 1370 кДжмоль 6 При образовании 80 г Fe2О3 поглощается 4265 кДж теплоты со-

гласно уравнению 2Fe + Al2О3 = Fe2О3 + 2 Аl Запишите уравнение реак-ции в термохимической и термодинамической шкале

7 Энтальпия растворения в воде безводной соды и кристаллогидрата Na2CO3 middot 10 Н2О равны соответственно ndash 25 кДж и + 67 кДж Вычислите энтальпию реакции Na2CO3 + 10 Н2О = Na2CO3 middot 10 Н2О

Ответ 92 кДжмоль 8 Предскажите знак изменения энтропии для процессов а) 2КClO3 (к) = 2KCl(к) + 3О2(г) б) N2 + 2O2= 2NO2в) СаСО3(к) = СаО(к) + СО2(г) г) Ag+ (р) + Сl ndash (р) = AgCl(к) Подтвердите вывод расчетом 9 На основе расчетов покажите термодинамическую возможность

получения Cl2О из простых веществ а) в стандартных условиях б) при повышенной температуре

10 Какие оксиды из перечисленных ниже можно восстановить водо-родом в стандартных условиях СuO PbO CaO Cr2O3

11 Вычислите изменение свободной энергии реакции 4Р + 5СО2 Рrarr 4О10 + 5С Можно ли потушить горящий фосфор угле-

кислым газом

16

12 Возможно ли самопроизвольное протекание перечисленных реак-ций при стандартных условиях

FeO(к) + Н2 = Fe (к) + Н2О(г) 2КClO3 (k) = 2 KCl (k) + 3О2(г) 4НСl + О2 = 2Сl2 + 2 H2O(ж) 2NH4NO3 = 4H2O + O2 + 2N2

N2 + 2H2O = NH4NO2 если ∆G˚ (NH4NO2 ) = 11594 кДжмоль 13 При какой температуре процесс FeO(к)+ H2 = Fe(к) + Н2О(г) ста-

новится самопроизвольным при стандартном давлении если изменени-ем ∆Н и ∆S с температурой можно пренебречь Ответ 8279 К

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Химическая кинетика Практическая значимость ее для описания процессов

2 Классификация химических реакций а) по степени сложности б) по кинетическому признаку последовательные параллельные со-

пряженные в) по характеру фаз гомогенные гетерогенные г) по природе частиц ионные молекулярные радикальные д) по числу частиц мономолекулярные бимолекулярные тримолеку-

лярные лимитирующая стадия е) по использованию катализатора ж) по тепловому эффекту 3 Понятие скорости химической реакции определение средняя и ис-

тинная скорость единицы измерения 4 Основной закон химической кинетики Кинетические уравнения

Порядок реакции Константа скорости 5 Энергия активации Энергетическая диаграмма процесса Понятие

активированного комплекса и интермедиата 6 Зависимость скорости реакции от температуры уравнения Вант-

Гоффа и Аррениуса распределение частиц по энергиям 7 Катализ понятие виды теория промежуточных стадий и адсорбци-

онная Селективность катализаторов каталитические яды Ингибиторы

17

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 При некоторой температуре и давлении в сосуде емкостью 05 л на-

ходится 003 моль диоксида азота Вычислите константу скорости пря-мой реакции протекающей по уравнению 2NO2 hArr N2O4 если скорость реакции при данных условиях равна 108 мольл middot с

Ответ 300 middot 102 лмольmiddotс 2 Скорость элементарной реакции А + 2В = АВ2 при концентрации

А 02 мольл и В 04 мольл равна 008 мольлmiddot мин Определите констан-ту скорости взаимодействия А и В и укажите ее размерность

3 Константа скорости реакции А + 2В = АВ2 равна 2middot10-3 лмольmiddotс а) какова скорость указанной реакции в начальный момент если кон-

центрация вещества А равна концентрации вещества В и составляет 040 мольл б) какова будет скорость этой реакции через некоторое время если

к этому моменту образуется 0100 мольл вещества АВ2 Ответ а) 128middot10-4 мольлmiddotс

б) 240middot10-5 мольлmiddotс 4 Напишите кинетические уравнения и определите молекулярность

частные и общие порядки следующих простых реакций а) Н + Вr = HBr б) H2 + O2 = H2O2 в) А + 2В = D г) F + H = HF д) O3 = O2 + O 5 Кинетическое уравнение сложной реакции СО + Сl2 = СОСl2 таково

v = kC(CO)middotC15 (Cl2) Каков общий порядок процесса Как изменится скорость реакции при увеличении втрое а) концентрации СО б) концентрации Сl2 в) давления г) объема реакционной смеси 6 Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен

15 Во сколько раз увеличится скорость данной реакции при повышении температуры на 30degС Ответ в 34 раза Определите температурный коэффициент скорости реакции если при

понижении температуры на 45degС реакция замедлилась в 25 раз Ответ 21

7 На сколько градусов нужно повысить температуру чтобы скорость реакции увеличилась в 81 раз если температурный коэффициент скоро-сти равен 3 Ответ на 40degС

8 Реакция идет по уравнению 2NO + O2 hArr 2NO2 Начальные концен-трации реагирующих веществ были (мольл) C(NO) = 08 C (O2) = 06

18

Как изменится скорость реакции если концентрацию кислорода увели-чить до 09 мольл а концентрацию оксида азота до 1 2 мольл

Ответ возрастет 3 4 раза 9 Разложение N2О на поверхности золота при высоких температурах

протекает по уравнению 2 N2О = 2N2 + О2 Константа скорости данной реакции равна 5middot10-4 лmiddotмоль-1middotмин ndash1 при 1173 К Начальная концентрация N2О 320 мольл Определите скорость реакции при заданной температу-ре в начальный момент и в тот момент когда разложится 25 N2О

Ответ 512middot10 ndash4 288 middot10 ndash4 мольmiddot мин -1middotл -1

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Обратимые и необратимые химические процессы Прямые и обрат-ные реакции

2 Химическое равновесие понятие график зависимости скорости прямой и обратной реакции от времени иллюстрация кинетического вывода константы химического равновесия на примере простой реакции и неприменимость его для сложных реакций

3 Выражение константы равновесия при данной температуре через а) парциальное давление реагирующих веществ Кр б) их молярные кон-центрации Кс Взаимосвязь Кр и Кс

4 Связь константы равновесия с основными термодинамическими величинами

5 Факторы влияющие на увеличение константы равновесия (∆Н ∆S) 6 Смещение химического равновесия принцип Ле-Шателье и иллю-

страция его справедливости на конкретных примерах при изменении концентрации давления и температуры

7 Катализаторы и равновесие 8 Химическое равновесие в живой и неживой природе 9 Примеры химических равновесий имеющих практическое значение

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать выражения констант равновесия для реакций а) 2NH3harr3H2+N2б) Fe3O4 + 4CO 3 Fe + 4COharr 2 в) 3 Fe2O3 + Н2 harr Н2О (пар) + 2 Fe3O4

г) С+СО2 2СО harr

19

В каком направлении сместится равновесие в каждом случае при уве-личении давления

2 В каком направлении сместится равновесие следующих обрати-мых реакций

а) 2SO2 + O2harr 2SO3 + 19274 кДж б) N2O4 2 NOharr 2 ndash 5447 кДж при понижении температуры при понижении давления 3 Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных

реакций вправо а) С + Н2О(пар) harrСО + Н2 ndash 12989 кДж б) N2 + 3H2 harr2NH3 + 9218 кДж 4 Вычислите константу равновесия реакции 2НВr harrH2 + Br2 если

до начала разложения масса бромоводорода была равна 0809 г а к мо-менту равновесия прореагировало 5 исходного вещества

Ответ К = 900middot10 ndash5

5 В сосуд объемом 05 л было помещено 05 моль водорода и 05 моль азота При некоторой температуре к моменту равновесия образова-лось 002 моль аммиака Вычислите константу равновесия данной сис-темы Ответ К = 2middot10 ndash3

6 В сосуде объемом 05 л протекает реакция СН4 + Н2О(пар) СО +3Н

harr

2 Вычислите константу равновесия К данной системы если перво-начальные массы реагирующих веществ в данном объеме были следую-щие СН4 ndash 08 г Н2О ndash 09 г СО ndash 14 г Н2 ndash 01 г и если к моменту рав-новесия прореагировало 50 метана Ответ К = 94middot10 ndash1

7 Вычислите константу равновесия реакции N2 + 3H2harr2 NH3 если при некоторой температуре и давлении в сосуд объемом 10 л введено 14 г азота и 1 г водорода К моменту равновесия образовалось 085 г аммиака Ответ К = 69

8 Константа равновесия К реакции 2 NO2 harrN2O4 при некоторой температуре равна 03 Вычислите молярные концентрации компонентов системы при наступлении равновесия если первоначальная молярная концентрация NO2 равна 92 гл Ответ 018 мольл 0010 мольл

9 Определите исходные концентрации азота и водорода в мольл и гл если при наступлении равновесия системы N2 + 3H2 2NHharr 3 кон-центрации веществ были азота ndash 05 мольл водорода ndash 03 мольл ам-миака ndash 20 мольл

Ответ N2 ndash 15 мольл 42 гл Н2 ndash 33 мольл 66 гл 10 При некоторой температуре в закрытом сосуде были смешаны

212 моль водорода и 523 моль йода Определите состав равновесной смеси (мольл) если константа равновесия реакции Н2 + I2 2HI при данных условиях равна 50

harr

Ответ Н2 = 160 мольл I2 = 0130 мольл HI = 102 мольл

20

11 Константа равновесия Кр реакции 2SO2 + O2harr 2SO3 при 950 К равна 1062 middot 10 ndash2 Вычислите Кс для этой реакции

Ответ Кс = 8388 12 Рассчитайте Кр и Кс для реакции РСl5 harrРСl3 + Cl2 при 500 К если

к моменту равновесия продиссоциировало 54 РСl5 а исходная концен-трация РСl5 была равна 100 мольл

Ответ Кс = 0634 Кр = 264middot10 ndash2

13 Константа равновесия системы H2 + I2 hArr 2HI при некоторой тем-пературе равна 40 Определите какой процент водорода и иода перейдет в HI если исходные молярные концентрации этих веществ одинаковы и составляют 001 мольл Ответ 76

РАСТВОРЫ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ И СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Общие сведения о дисперсных системах Грубодисперсные систе-мы коллоидные растворы (золи) истинные растворы

2 Твердые жидкие и газообразные растворы понятие примеры зна-чение

3 Физическая химическая и современная (физико-химическая) тео-рии растворов Работы ДИ Менделеева

4 Энергетика растворения 5 Растворимость Влияние температуры на растворимость газообраз-

ных жидких и твердых веществ 6 Способы выражения состава растворов а) качественные характеристики б) количественные параметры в) массовая доля растворенного вещества (W) г) молярная концентрация раствора (См) д) молярная концентрация эквивалента (Сэ) е) титр раствора (Т) ё) молярная доля растворенного вещества (χ) ж) моляльная концентрация (b) З) растворимость (S) 7 Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов

(Росм) 8 Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов Первый за-

кон Рауля

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 12: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

12

Почему векторная сумма диполей оказывается различной для двух трехатомных молекул СО2 и Н2О

15 Что называют поляризуемостью ковалентной связи Какие части-цы могут играть роль внешнего электрического поля

МЕТОД МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРБИТАЛЕЙ ИОННАЯ СВЯЗЬ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Недостатки МВС в объяснении существования молекулярных ионов и магнитных свойств некоторых частиц 2 Сущность метода молекулярных орбиталей 3 Условия образования молекулярных орбиталей Связывающие и раз-рыхndashляющие орбитали 4 Энергетические диаграммы образования МО для молекул образо-ванных элементами I и II периода (Н2 Н2

+ Не2 Не2+ Ве2 О2 О2

+ О2- N2

CO NO) Принципы и правила заполнения МО 5 Ионная связь Механизм образования 6 Свойства ионной связи и соединений с данным типом связи 7 Поляризуемость и поляризующее действие ионов Закономерности изменения этих характеристик Понятие степени ионности связи 8 Водородная связь Условия образования и свойства 9 Виды водородной связи Влияние их на свойства веществ

10 Межмолекулярное взаимодействие Виды характеристика 11 Характеристика свойств веществ с учетом ММВ 12 Агрегатные состояния вещества Общие представления о твердых

кристаллах атомных молекулярных металлических ионных 13 Жидкокристаллическое состояние

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют поляризующим действием данного иона и его соб-

ственной поляризуемостью В какой зависимости находятся эти свойст-ва от величины заряда иона и его радиуса

2 Какие из ионов должны иметь большую поляризующую способ-ность Na+ или Cs+ Ве2+ или Ва2+ Al3+ или La3+ На основе чего решается этот вопрос

13

3 Поляризуемость какого из ионов больше F- или Br - S2- или Te2- Сl- или I- Объясните причину

4 Какая из приведенных связей Cs ndash Cl Ca ndash S Ba ndash F наиболее прибndashлижается к ионной

5 Какая связь в каждом из соединений HClO NaHSO4 KOH имеет наиболее ионный характер

6 На основании значений электроотрицательности определите как меняется характер связей в водородных соединениях и оксидах элемен-тов третьего периода Как изменяется характер связи в молекулах в ря-ду LiF BeF2 BF3 CF4 F2

7 Как объяснить на основе поляризационных представлений мень-шую устойчивость иодидов меди (II) и свинца (IV) по сравнению с соот-ветствующими хлоридами

8 Определите у какого соединения (KF или KI) температура плавления ниже

9 Какая из солей (RbCl или AgCl) начинает плавиться при более низ-кой температуре

10 Температуры плавления CaI2 и CdI2 575˚С и 388˚С соответственно радиусы ионов Ca2+и Cd2+ близки по размерам В чем причина различия в температурах плавления данных веществ

11 В чем причина меньшей температуры плавления кристаллов PbCl4 по сравнению с PbCl2

12 У какого из соединений (C2H5OH или C2H5SH) температура ки-пения выше

13 При нормальном давлении (101middot105 Па) температура кипения H2O ndash 373 H2S ndash 2128 H2Se ndash 2317 H2Te ndash 271 K Объясните кажущееся laquoнару-шениеraquo в характере изменения температуры кипения в ряду H2O ndash H2S ndash H2Se ndash H2Te

14 Покажите на фрагменте полипептида возможность образования внутримолекулярных водородных связей при скручивании молекулы белка в спираль (вторичная структура белка)

15 Объясните как наличие внутренней водородной связи в молекуле салициловой кислоты (О ndash карбоксифенол) влияет на ее кислотные свойства

16 Какие три вида межмолекулярного взаимодействия называют ван-дер-ваальсовыми силами Чем определяется каждый из них Какое взаимодействие оказывается наиболее слабым

17 Как влияет на ориентационное взаимодействие полярность молекул и температура В чем выражается индукционное взаимодействие поляр-ных молекул с неполярными

18 Какое межмолекулярное взаимодействие является универсальным и действует между любыми частицами

19 Почему с увеличением молярной массы галогенов повышаются температуры их плавления и кипения

14

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ХИМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ ТЕРМОХИМИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие термодинамических систем 2 Основные понятия ТД - система среда фаза фазовое состояние - параметры состояния экстенсивные и интенсивные параметры - виды систем на основе характера обмена со средой веществом

и энергией - виды систем в зависимости от агрегатного состояния вещества - термодинамические функции состояния их особенность - процесс характеристика процессов на основе изменения некото-

рых параметров (изобарические изохорические изотермические и др) 3 Внутренняя энергия Теплота Работа 4 I закон ТД Энтальпия и ее изменение Энергетические эффекты

химических реакций Система знаков для обозначения тепловых эффек-тов Термохимические уравнения

5 Необходимость стандартизации тепловых эффектов Стандартная энтальпия образования простых веществ и соединений Стандартная эн-тальпия сгорания веществ

6 Закон Гесса и следствия из него 7 Самопроизвольные и вынужденные процессы Недостаточность I за-

кона ТД для определения возможности самопроизвольного протекания процессов

8 Понятие энтропии Макро- и микросостояния системы Энтропия веществ в разных агрегатных состояниях Стандартизация энтропии Расчеты ∆S˚298 для химических реакций Второй закон ТД

9 Энергия Гиббса ndash критерий направленности химических реакций в закрытых системах при р Т ndash const Термодинамическая возможность или невозможность самопроизвольного протекания процесса

10 Стандартизация ∆G Расчеты ∆G˚298 по табличным данным

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите количество теплоты выделяющейся при гашении 100

кг извести водой при 25˚С если известны стандартные теплоты образо-вания веществ участвующих в химической реакции

15

∆Н˚298 СаО(к) = - 6351 кДжмоль ∆Н˚298 Н2О(ж) = - 28584 кДжмоль ∆Н˚298 Са (ОН)2 (к) = - 9862 кДжмоль

Ответ 11654 кДж 2 При взрыве 5 л гремучего газа выделилось 36 кДж теплоты Со-

ставьте термохимическое уравнение данной реакции 3 При сжигании ромбической серы массой 16 г выделилось

14860 кДж теплоты а при сжигании той же массы моноклинной серы 14841 кДж теплоты Вычислите энтальпию перехода ромбической серы в моноклинную Ответ 38000 Джмоль

4 Определите ∆Н˚298 процесса образования мочевины 2NH3(г) + СО2(г) = Н2О(ж) + (NН2)2СО(к) используя стандартные эн-тальпии образования участвующих в реакции веществ

Ответ - 48706 кДж 5 Определите тепловой эффект реакции синтеза акриловой кислоты

при 298 К СН equiv СН(г) + СО(г) + Н2О(ж) СНrarr 2 = СН ndash СООН(ж) если из-вестны стандартные теплоты сгорания веществ участвующих в химиче-ской реакции

∆Н˚С298 СН equiv СН(г) = - 129963 кДжмоль ∆Н˚С298 СО(г) = - 2825 кДжмоль ∆Н˚С298 СН2 = СН ndash СООН(ж) = - 1370 кДжмоль 6 При образовании 80 г Fe2О3 поглощается 4265 кДж теплоты со-

гласно уравнению 2Fe + Al2О3 = Fe2О3 + 2 Аl Запишите уравнение реак-ции в термохимической и термодинамической шкале

7 Энтальпия растворения в воде безводной соды и кристаллогидрата Na2CO3 middot 10 Н2О равны соответственно ndash 25 кДж и + 67 кДж Вычислите энтальпию реакции Na2CO3 + 10 Н2О = Na2CO3 middot 10 Н2О

Ответ 92 кДжмоль 8 Предскажите знак изменения энтропии для процессов а) 2КClO3 (к) = 2KCl(к) + 3О2(г) б) N2 + 2O2= 2NO2в) СаСО3(к) = СаО(к) + СО2(г) г) Ag+ (р) + Сl ndash (р) = AgCl(к) Подтвердите вывод расчетом 9 На основе расчетов покажите термодинамическую возможность

получения Cl2О из простых веществ а) в стандартных условиях б) при повышенной температуре

10 Какие оксиды из перечисленных ниже можно восстановить водо-родом в стандартных условиях СuO PbO CaO Cr2O3

11 Вычислите изменение свободной энергии реакции 4Р + 5СО2 Рrarr 4О10 + 5С Можно ли потушить горящий фосфор угле-

кислым газом

16

12 Возможно ли самопроизвольное протекание перечисленных реак-ций при стандартных условиях

FeO(к) + Н2 = Fe (к) + Н2О(г) 2КClO3 (k) = 2 KCl (k) + 3О2(г) 4НСl + О2 = 2Сl2 + 2 H2O(ж) 2NH4NO3 = 4H2O + O2 + 2N2

N2 + 2H2O = NH4NO2 если ∆G˚ (NH4NO2 ) = 11594 кДжмоль 13 При какой температуре процесс FeO(к)+ H2 = Fe(к) + Н2О(г) ста-

новится самопроизвольным при стандартном давлении если изменени-ем ∆Н и ∆S с температурой можно пренебречь Ответ 8279 К

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Химическая кинетика Практическая значимость ее для описания процессов

2 Классификация химических реакций а) по степени сложности б) по кинетическому признаку последовательные параллельные со-

пряженные в) по характеру фаз гомогенные гетерогенные г) по природе частиц ионные молекулярные радикальные д) по числу частиц мономолекулярные бимолекулярные тримолеку-

лярные лимитирующая стадия е) по использованию катализатора ж) по тепловому эффекту 3 Понятие скорости химической реакции определение средняя и ис-

тинная скорость единицы измерения 4 Основной закон химической кинетики Кинетические уравнения

Порядок реакции Константа скорости 5 Энергия активации Энергетическая диаграмма процесса Понятие

активированного комплекса и интермедиата 6 Зависимость скорости реакции от температуры уравнения Вант-

Гоффа и Аррениуса распределение частиц по энергиям 7 Катализ понятие виды теория промежуточных стадий и адсорбци-

онная Селективность катализаторов каталитические яды Ингибиторы

17

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 При некоторой температуре и давлении в сосуде емкостью 05 л на-

ходится 003 моль диоксида азота Вычислите константу скорости пря-мой реакции протекающей по уравнению 2NO2 hArr N2O4 если скорость реакции при данных условиях равна 108 мольл middot с

Ответ 300 middot 102 лмольmiddotс 2 Скорость элементарной реакции А + 2В = АВ2 при концентрации

А 02 мольл и В 04 мольл равна 008 мольлmiddot мин Определите констан-ту скорости взаимодействия А и В и укажите ее размерность

3 Константа скорости реакции А + 2В = АВ2 равна 2middot10-3 лмольmiddotс а) какова скорость указанной реакции в начальный момент если кон-

центрация вещества А равна концентрации вещества В и составляет 040 мольл б) какова будет скорость этой реакции через некоторое время если

к этому моменту образуется 0100 мольл вещества АВ2 Ответ а) 128middot10-4 мольлmiddotс

б) 240middot10-5 мольлmiddotс 4 Напишите кинетические уравнения и определите молекулярность

частные и общие порядки следующих простых реакций а) Н + Вr = HBr б) H2 + O2 = H2O2 в) А + 2В = D г) F + H = HF д) O3 = O2 + O 5 Кинетическое уравнение сложной реакции СО + Сl2 = СОСl2 таково

v = kC(CO)middotC15 (Cl2) Каков общий порядок процесса Как изменится скорость реакции при увеличении втрое а) концентрации СО б) концентрации Сl2 в) давления г) объема реакционной смеси 6 Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен

15 Во сколько раз увеличится скорость данной реакции при повышении температуры на 30degС Ответ в 34 раза Определите температурный коэффициент скорости реакции если при

понижении температуры на 45degС реакция замедлилась в 25 раз Ответ 21

7 На сколько градусов нужно повысить температуру чтобы скорость реакции увеличилась в 81 раз если температурный коэффициент скоро-сти равен 3 Ответ на 40degС

8 Реакция идет по уравнению 2NO + O2 hArr 2NO2 Начальные концен-трации реагирующих веществ были (мольл) C(NO) = 08 C (O2) = 06

18

Как изменится скорость реакции если концентрацию кислорода увели-чить до 09 мольл а концентрацию оксида азота до 1 2 мольл

Ответ возрастет 3 4 раза 9 Разложение N2О на поверхности золота при высоких температурах

протекает по уравнению 2 N2О = 2N2 + О2 Константа скорости данной реакции равна 5middot10-4 лmiddotмоль-1middotмин ndash1 при 1173 К Начальная концентрация N2О 320 мольл Определите скорость реакции при заданной температу-ре в начальный момент и в тот момент когда разложится 25 N2О

Ответ 512middot10 ndash4 288 middot10 ndash4 мольmiddot мин -1middotл -1

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Обратимые и необратимые химические процессы Прямые и обрат-ные реакции

2 Химическое равновесие понятие график зависимости скорости прямой и обратной реакции от времени иллюстрация кинетического вывода константы химического равновесия на примере простой реакции и неприменимость его для сложных реакций

3 Выражение константы равновесия при данной температуре через а) парциальное давление реагирующих веществ Кр б) их молярные кон-центрации Кс Взаимосвязь Кр и Кс

4 Связь константы равновесия с основными термодинамическими величинами

5 Факторы влияющие на увеличение константы равновесия (∆Н ∆S) 6 Смещение химического равновесия принцип Ле-Шателье и иллю-

страция его справедливости на конкретных примерах при изменении концентрации давления и температуры

7 Катализаторы и равновесие 8 Химическое равновесие в живой и неживой природе 9 Примеры химических равновесий имеющих практическое значение

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать выражения констант равновесия для реакций а) 2NH3harr3H2+N2б) Fe3O4 + 4CO 3 Fe + 4COharr 2 в) 3 Fe2O3 + Н2 harr Н2О (пар) + 2 Fe3O4

г) С+СО2 2СО harr

19

В каком направлении сместится равновесие в каждом случае при уве-личении давления

2 В каком направлении сместится равновесие следующих обрати-мых реакций

а) 2SO2 + O2harr 2SO3 + 19274 кДж б) N2O4 2 NOharr 2 ndash 5447 кДж при понижении температуры при понижении давления 3 Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных

реакций вправо а) С + Н2О(пар) harrСО + Н2 ndash 12989 кДж б) N2 + 3H2 harr2NH3 + 9218 кДж 4 Вычислите константу равновесия реакции 2НВr harrH2 + Br2 если

до начала разложения масса бромоводорода была равна 0809 г а к мо-менту равновесия прореагировало 5 исходного вещества

Ответ К = 900middot10 ndash5

5 В сосуд объемом 05 л было помещено 05 моль водорода и 05 моль азота При некоторой температуре к моменту равновесия образова-лось 002 моль аммиака Вычислите константу равновесия данной сис-темы Ответ К = 2middot10 ndash3

6 В сосуде объемом 05 л протекает реакция СН4 + Н2О(пар) СО +3Н

harr

2 Вычислите константу равновесия К данной системы если перво-начальные массы реагирующих веществ в данном объеме были следую-щие СН4 ndash 08 г Н2О ndash 09 г СО ndash 14 г Н2 ndash 01 г и если к моменту рав-новесия прореагировало 50 метана Ответ К = 94middot10 ndash1

7 Вычислите константу равновесия реакции N2 + 3H2harr2 NH3 если при некоторой температуре и давлении в сосуд объемом 10 л введено 14 г азота и 1 г водорода К моменту равновесия образовалось 085 г аммиака Ответ К = 69

8 Константа равновесия К реакции 2 NO2 harrN2O4 при некоторой температуре равна 03 Вычислите молярные концентрации компонентов системы при наступлении равновесия если первоначальная молярная концентрация NO2 равна 92 гл Ответ 018 мольл 0010 мольл

9 Определите исходные концентрации азота и водорода в мольл и гл если при наступлении равновесия системы N2 + 3H2 2NHharr 3 кон-центрации веществ были азота ndash 05 мольл водорода ndash 03 мольл ам-миака ndash 20 мольл

Ответ N2 ndash 15 мольл 42 гл Н2 ndash 33 мольл 66 гл 10 При некоторой температуре в закрытом сосуде были смешаны

212 моль водорода и 523 моль йода Определите состав равновесной смеси (мольл) если константа равновесия реакции Н2 + I2 2HI при данных условиях равна 50

harr

Ответ Н2 = 160 мольл I2 = 0130 мольл HI = 102 мольл

20

11 Константа равновесия Кр реакции 2SO2 + O2harr 2SO3 при 950 К равна 1062 middot 10 ndash2 Вычислите Кс для этой реакции

Ответ Кс = 8388 12 Рассчитайте Кр и Кс для реакции РСl5 harrРСl3 + Cl2 при 500 К если

к моменту равновесия продиссоциировало 54 РСl5 а исходная концен-трация РСl5 была равна 100 мольл

Ответ Кс = 0634 Кр = 264middot10 ndash2

13 Константа равновесия системы H2 + I2 hArr 2HI при некоторой тем-пературе равна 40 Определите какой процент водорода и иода перейдет в HI если исходные молярные концентрации этих веществ одинаковы и составляют 001 мольл Ответ 76

РАСТВОРЫ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ И СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Общие сведения о дисперсных системах Грубодисперсные систе-мы коллоидные растворы (золи) истинные растворы

2 Твердые жидкие и газообразные растворы понятие примеры зна-чение

3 Физическая химическая и современная (физико-химическая) тео-рии растворов Работы ДИ Менделеева

4 Энергетика растворения 5 Растворимость Влияние температуры на растворимость газообраз-

ных жидких и твердых веществ 6 Способы выражения состава растворов а) качественные характеристики б) количественные параметры в) массовая доля растворенного вещества (W) г) молярная концентрация раствора (См) д) молярная концентрация эквивалента (Сэ) е) титр раствора (Т) ё) молярная доля растворенного вещества (χ) ж) моляльная концентрация (b) З) растворимость (S) 7 Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов

(Росм) 8 Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов Первый за-

кон Рауля

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 13: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

13

3 Поляризуемость какого из ионов больше F- или Br - S2- или Te2- Сl- или I- Объясните причину

4 Какая из приведенных связей Cs ndash Cl Ca ndash S Ba ndash F наиболее прибndashлижается к ионной

5 Какая связь в каждом из соединений HClO NaHSO4 KOH имеет наиболее ионный характер

6 На основании значений электроотрицательности определите как меняется характер связей в водородных соединениях и оксидах элемен-тов третьего периода Как изменяется характер связи в молекулах в ря-ду LiF BeF2 BF3 CF4 F2

7 Как объяснить на основе поляризационных представлений мень-шую устойчивость иодидов меди (II) и свинца (IV) по сравнению с соот-ветствующими хлоридами

8 Определите у какого соединения (KF или KI) температура плавления ниже

9 Какая из солей (RbCl или AgCl) начинает плавиться при более низ-кой температуре

10 Температуры плавления CaI2 и CdI2 575˚С и 388˚С соответственно радиусы ионов Ca2+и Cd2+ близки по размерам В чем причина различия в температурах плавления данных веществ

11 В чем причина меньшей температуры плавления кристаллов PbCl4 по сравнению с PbCl2

12 У какого из соединений (C2H5OH или C2H5SH) температура ки-пения выше

13 При нормальном давлении (101middot105 Па) температура кипения H2O ndash 373 H2S ndash 2128 H2Se ndash 2317 H2Te ndash 271 K Объясните кажущееся laquoнару-шениеraquo в характере изменения температуры кипения в ряду H2O ndash H2S ndash H2Se ndash H2Te

14 Покажите на фрагменте полипептида возможность образования внутримолекулярных водородных связей при скручивании молекулы белка в спираль (вторичная структура белка)

15 Объясните как наличие внутренней водородной связи в молекуле салициловой кислоты (О ndash карбоксифенол) влияет на ее кислотные свойства

16 Какие три вида межмолекулярного взаимодействия называют ван-дер-ваальсовыми силами Чем определяется каждый из них Какое взаимодействие оказывается наиболее слабым

17 Как влияет на ориентационное взаимодействие полярность молекул и температура В чем выражается индукционное взаимодействие поляр-ных молекул с неполярными

18 Какое межмолекулярное взаимодействие является универсальным и действует между любыми частицами

19 Почему с увеличением молярной массы галогенов повышаются температуры их плавления и кипения

14

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ХИМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ ТЕРМОХИМИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие термодинамических систем 2 Основные понятия ТД - система среда фаза фазовое состояние - параметры состояния экстенсивные и интенсивные параметры - виды систем на основе характера обмена со средой веществом

и энергией - виды систем в зависимости от агрегатного состояния вещества - термодинамические функции состояния их особенность - процесс характеристика процессов на основе изменения некото-

рых параметров (изобарические изохорические изотермические и др) 3 Внутренняя энергия Теплота Работа 4 I закон ТД Энтальпия и ее изменение Энергетические эффекты

химических реакций Система знаков для обозначения тепловых эффек-тов Термохимические уравнения

5 Необходимость стандартизации тепловых эффектов Стандартная энтальпия образования простых веществ и соединений Стандартная эн-тальпия сгорания веществ

6 Закон Гесса и следствия из него 7 Самопроизвольные и вынужденные процессы Недостаточность I за-

кона ТД для определения возможности самопроизвольного протекания процессов

8 Понятие энтропии Макро- и микросостояния системы Энтропия веществ в разных агрегатных состояниях Стандартизация энтропии Расчеты ∆S˚298 для химических реакций Второй закон ТД

9 Энергия Гиббса ndash критерий направленности химических реакций в закрытых системах при р Т ndash const Термодинамическая возможность или невозможность самопроизвольного протекания процесса

10 Стандартизация ∆G Расчеты ∆G˚298 по табличным данным

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите количество теплоты выделяющейся при гашении 100

кг извести водой при 25˚С если известны стандартные теплоты образо-вания веществ участвующих в химической реакции

15

∆Н˚298 СаО(к) = - 6351 кДжмоль ∆Н˚298 Н2О(ж) = - 28584 кДжмоль ∆Н˚298 Са (ОН)2 (к) = - 9862 кДжмоль

Ответ 11654 кДж 2 При взрыве 5 л гремучего газа выделилось 36 кДж теплоты Со-

ставьте термохимическое уравнение данной реакции 3 При сжигании ромбической серы массой 16 г выделилось

14860 кДж теплоты а при сжигании той же массы моноклинной серы 14841 кДж теплоты Вычислите энтальпию перехода ромбической серы в моноклинную Ответ 38000 Джмоль

4 Определите ∆Н˚298 процесса образования мочевины 2NH3(г) + СО2(г) = Н2О(ж) + (NН2)2СО(к) используя стандартные эн-тальпии образования участвующих в реакции веществ

Ответ - 48706 кДж 5 Определите тепловой эффект реакции синтеза акриловой кислоты

при 298 К СН equiv СН(г) + СО(г) + Н2О(ж) СНrarr 2 = СН ndash СООН(ж) если из-вестны стандартные теплоты сгорания веществ участвующих в химиче-ской реакции

∆Н˚С298 СН equiv СН(г) = - 129963 кДжмоль ∆Н˚С298 СО(г) = - 2825 кДжмоль ∆Н˚С298 СН2 = СН ndash СООН(ж) = - 1370 кДжмоль 6 При образовании 80 г Fe2О3 поглощается 4265 кДж теплоты со-

гласно уравнению 2Fe + Al2О3 = Fe2О3 + 2 Аl Запишите уравнение реак-ции в термохимической и термодинамической шкале

7 Энтальпия растворения в воде безводной соды и кристаллогидрата Na2CO3 middot 10 Н2О равны соответственно ndash 25 кДж и + 67 кДж Вычислите энтальпию реакции Na2CO3 + 10 Н2О = Na2CO3 middot 10 Н2О

Ответ 92 кДжмоль 8 Предскажите знак изменения энтропии для процессов а) 2КClO3 (к) = 2KCl(к) + 3О2(г) б) N2 + 2O2= 2NO2в) СаСО3(к) = СаО(к) + СО2(г) г) Ag+ (р) + Сl ndash (р) = AgCl(к) Подтвердите вывод расчетом 9 На основе расчетов покажите термодинамическую возможность

получения Cl2О из простых веществ а) в стандартных условиях б) при повышенной температуре

10 Какие оксиды из перечисленных ниже можно восстановить водо-родом в стандартных условиях СuO PbO CaO Cr2O3

11 Вычислите изменение свободной энергии реакции 4Р + 5СО2 Рrarr 4О10 + 5С Можно ли потушить горящий фосфор угле-

кислым газом

16

12 Возможно ли самопроизвольное протекание перечисленных реак-ций при стандартных условиях

FeO(к) + Н2 = Fe (к) + Н2О(г) 2КClO3 (k) = 2 KCl (k) + 3О2(г) 4НСl + О2 = 2Сl2 + 2 H2O(ж) 2NH4NO3 = 4H2O + O2 + 2N2

N2 + 2H2O = NH4NO2 если ∆G˚ (NH4NO2 ) = 11594 кДжмоль 13 При какой температуре процесс FeO(к)+ H2 = Fe(к) + Н2О(г) ста-

новится самопроизвольным при стандартном давлении если изменени-ем ∆Н и ∆S с температурой можно пренебречь Ответ 8279 К

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Химическая кинетика Практическая значимость ее для описания процессов

2 Классификация химических реакций а) по степени сложности б) по кинетическому признаку последовательные параллельные со-

пряженные в) по характеру фаз гомогенные гетерогенные г) по природе частиц ионные молекулярные радикальные д) по числу частиц мономолекулярные бимолекулярные тримолеку-

лярные лимитирующая стадия е) по использованию катализатора ж) по тепловому эффекту 3 Понятие скорости химической реакции определение средняя и ис-

тинная скорость единицы измерения 4 Основной закон химической кинетики Кинетические уравнения

Порядок реакции Константа скорости 5 Энергия активации Энергетическая диаграмма процесса Понятие

активированного комплекса и интермедиата 6 Зависимость скорости реакции от температуры уравнения Вант-

Гоффа и Аррениуса распределение частиц по энергиям 7 Катализ понятие виды теория промежуточных стадий и адсорбци-

онная Селективность катализаторов каталитические яды Ингибиторы

17

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 При некоторой температуре и давлении в сосуде емкостью 05 л на-

ходится 003 моль диоксида азота Вычислите константу скорости пря-мой реакции протекающей по уравнению 2NO2 hArr N2O4 если скорость реакции при данных условиях равна 108 мольл middot с

Ответ 300 middot 102 лмольmiddotс 2 Скорость элементарной реакции А + 2В = АВ2 при концентрации

А 02 мольл и В 04 мольл равна 008 мольлmiddot мин Определите констан-ту скорости взаимодействия А и В и укажите ее размерность

3 Константа скорости реакции А + 2В = АВ2 равна 2middot10-3 лмольmiddotс а) какова скорость указанной реакции в начальный момент если кон-

центрация вещества А равна концентрации вещества В и составляет 040 мольл б) какова будет скорость этой реакции через некоторое время если

к этому моменту образуется 0100 мольл вещества АВ2 Ответ а) 128middot10-4 мольлmiddotс

б) 240middot10-5 мольлmiddotс 4 Напишите кинетические уравнения и определите молекулярность

частные и общие порядки следующих простых реакций а) Н + Вr = HBr б) H2 + O2 = H2O2 в) А + 2В = D г) F + H = HF д) O3 = O2 + O 5 Кинетическое уравнение сложной реакции СО + Сl2 = СОСl2 таково

v = kC(CO)middotC15 (Cl2) Каков общий порядок процесса Как изменится скорость реакции при увеличении втрое а) концентрации СО б) концентрации Сl2 в) давления г) объема реакционной смеси 6 Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен

15 Во сколько раз увеличится скорость данной реакции при повышении температуры на 30degС Ответ в 34 раза Определите температурный коэффициент скорости реакции если при

понижении температуры на 45degС реакция замедлилась в 25 раз Ответ 21

7 На сколько градусов нужно повысить температуру чтобы скорость реакции увеличилась в 81 раз если температурный коэффициент скоро-сти равен 3 Ответ на 40degС

8 Реакция идет по уравнению 2NO + O2 hArr 2NO2 Начальные концен-трации реагирующих веществ были (мольл) C(NO) = 08 C (O2) = 06

18

Как изменится скорость реакции если концентрацию кислорода увели-чить до 09 мольл а концентрацию оксида азота до 1 2 мольл

Ответ возрастет 3 4 раза 9 Разложение N2О на поверхности золота при высоких температурах

протекает по уравнению 2 N2О = 2N2 + О2 Константа скорости данной реакции равна 5middot10-4 лmiddotмоль-1middotмин ndash1 при 1173 К Начальная концентрация N2О 320 мольл Определите скорость реакции при заданной температу-ре в начальный момент и в тот момент когда разложится 25 N2О

Ответ 512middot10 ndash4 288 middot10 ndash4 мольmiddot мин -1middotл -1

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Обратимые и необратимые химические процессы Прямые и обрат-ные реакции

2 Химическое равновесие понятие график зависимости скорости прямой и обратной реакции от времени иллюстрация кинетического вывода константы химического равновесия на примере простой реакции и неприменимость его для сложных реакций

3 Выражение константы равновесия при данной температуре через а) парциальное давление реагирующих веществ Кр б) их молярные кон-центрации Кс Взаимосвязь Кр и Кс

4 Связь константы равновесия с основными термодинамическими величинами

5 Факторы влияющие на увеличение константы равновесия (∆Н ∆S) 6 Смещение химического равновесия принцип Ле-Шателье и иллю-

страция его справедливости на конкретных примерах при изменении концентрации давления и температуры

7 Катализаторы и равновесие 8 Химическое равновесие в живой и неживой природе 9 Примеры химических равновесий имеющих практическое значение

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать выражения констант равновесия для реакций а) 2NH3harr3H2+N2б) Fe3O4 + 4CO 3 Fe + 4COharr 2 в) 3 Fe2O3 + Н2 harr Н2О (пар) + 2 Fe3O4

г) С+СО2 2СО harr

19

В каком направлении сместится равновесие в каждом случае при уве-личении давления

2 В каком направлении сместится равновесие следующих обрати-мых реакций

а) 2SO2 + O2harr 2SO3 + 19274 кДж б) N2O4 2 NOharr 2 ndash 5447 кДж при понижении температуры при понижении давления 3 Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных

реакций вправо а) С + Н2О(пар) harrСО + Н2 ndash 12989 кДж б) N2 + 3H2 harr2NH3 + 9218 кДж 4 Вычислите константу равновесия реакции 2НВr harrH2 + Br2 если

до начала разложения масса бромоводорода была равна 0809 г а к мо-менту равновесия прореагировало 5 исходного вещества

Ответ К = 900middot10 ndash5

5 В сосуд объемом 05 л было помещено 05 моль водорода и 05 моль азота При некоторой температуре к моменту равновесия образова-лось 002 моль аммиака Вычислите константу равновесия данной сис-темы Ответ К = 2middot10 ndash3

6 В сосуде объемом 05 л протекает реакция СН4 + Н2О(пар) СО +3Н

harr

2 Вычислите константу равновесия К данной системы если перво-начальные массы реагирующих веществ в данном объеме были следую-щие СН4 ndash 08 г Н2О ndash 09 г СО ndash 14 г Н2 ndash 01 г и если к моменту рав-новесия прореагировало 50 метана Ответ К = 94middot10 ndash1

7 Вычислите константу равновесия реакции N2 + 3H2harr2 NH3 если при некоторой температуре и давлении в сосуд объемом 10 л введено 14 г азота и 1 г водорода К моменту равновесия образовалось 085 г аммиака Ответ К = 69

8 Константа равновесия К реакции 2 NO2 harrN2O4 при некоторой температуре равна 03 Вычислите молярные концентрации компонентов системы при наступлении равновесия если первоначальная молярная концентрация NO2 равна 92 гл Ответ 018 мольл 0010 мольл

9 Определите исходные концентрации азота и водорода в мольл и гл если при наступлении равновесия системы N2 + 3H2 2NHharr 3 кон-центрации веществ были азота ndash 05 мольл водорода ndash 03 мольл ам-миака ndash 20 мольл

Ответ N2 ndash 15 мольл 42 гл Н2 ndash 33 мольл 66 гл 10 При некоторой температуре в закрытом сосуде были смешаны

212 моль водорода и 523 моль йода Определите состав равновесной смеси (мольл) если константа равновесия реакции Н2 + I2 2HI при данных условиях равна 50

harr

Ответ Н2 = 160 мольл I2 = 0130 мольл HI = 102 мольл

20

11 Константа равновесия Кр реакции 2SO2 + O2harr 2SO3 при 950 К равна 1062 middot 10 ndash2 Вычислите Кс для этой реакции

Ответ Кс = 8388 12 Рассчитайте Кр и Кс для реакции РСl5 harrРСl3 + Cl2 при 500 К если

к моменту равновесия продиссоциировало 54 РСl5 а исходная концен-трация РСl5 была равна 100 мольл

Ответ Кс = 0634 Кр = 264middot10 ndash2

13 Константа равновесия системы H2 + I2 hArr 2HI при некоторой тем-пературе равна 40 Определите какой процент водорода и иода перейдет в HI если исходные молярные концентрации этих веществ одинаковы и составляют 001 мольл Ответ 76

РАСТВОРЫ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ И СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Общие сведения о дисперсных системах Грубодисперсные систе-мы коллоидные растворы (золи) истинные растворы

2 Твердые жидкие и газообразные растворы понятие примеры зна-чение

3 Физическая химическая и современная (физико-химическая) тео-рии растворов Работы ДИ Менделеева

4 Энергетика растворения 5 Растворимость Влияние температуры на растворимость газообраз-

ных жидких и твердых веществ 6 Способы выражения состава растворов а) качественные характеристики б) количественные параметры в) массовая доля растворенного вещества (W) г) молярная концентрация раствора (См) д) молярная концентрация эквивалента (Сэ) е) титр раствора (Т) ё) молярная доля растворенного вещества (χ) ж) моляльная концентрация (b) З) растворимость (S) 7 Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов

(Росм) 8 Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов Первый за-

кон Рауля

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 14: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

14

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ХИМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ ТЕРМОХИМИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Понятие термодинамических систем 2 Основные понятия ТД - система среда фаза фазовое состояние - параметры состояния экстенсивные и интенсивные параметры - виды систем на основе характера обмена со средой веществом

и энергией - виды систем в зависимости от агрегатного состояния вещества - термодинамические функции состояния их особенность - процесс характеристика процессов на основе изменения некото-

рых параметров (изобарические изохорические изотермические и др) 3 Внутренняя энергия Теплота Работа 4 I закон ТД Энтальпия и ее изменение Энергетические эффекты

химических реакций Система знаков для обозначения тепловых эффек-тов Термохимические уравнения

5 Необходимость стандартизации тепловых эффектов Стандартная энтальпия образования простых веществ и соединений Стандартная эн-тальпия сгорания веществ

6 Закон Гесса и следствия из него 7 Самопроизвольные и вынужденные процессы Недостаточность I за-

кона ТД для определения возможности самопроизвольного протекания процессов

8 Понятие энтропии Макро- и микросостояния системы Энтропия веществ в разных агрегатных состояниях Стандартизация энтропии Расчеты ∆S˚298 для химических реакций Второй закон ТД

9 Энергия Гиббса ndash критерий направленности химических реакций в закрытых системах при р Т ndash const Термодинамическая возможность или невозможность самопроизвольного протекания процесса

10 Стандартизация ∆G Расчеты ∆G˚298 по табличным данным

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите количество теплоты выделяющейся при гашении 100

кг извести водой при 25˚С если известны стандартные теплоты образо-вания веществ участвующих в химической реакции

15

∆Н˚298 СаО(к) = - 6351 кДжмоль ∆Н˚298 Н2О(ж) = - 28584 кДжмоль ∆Н˚298 Са (ОН)2 (к) = - 9862 кДжмоль

Ответ 11654 кДж 2 При взрыве 5 л гремучего газа выделилось 36 кДж теплоты Со-

ставьте термохимическое уравнение данной реакции 3 При сжигании ромбической серы массой 16 г выделилось

14860 кДж теплоты а при сжигании той же массы моноклинной серы 14841 кДж теплоты Вычислите энтальпию перехода ромбической серы в моноклинную Ответ 38000 Джмоль

4 Определите ∆Н˚298 процесса образования мочевины 2NH3(г) + СО2(г) = Н2О(ж) + (NН2)2СО(к) используя стандартные эн-тальпии образования участвующих в реакции веществ

Ответ - 48706 кДж 5 Определите тепловой эффект реакции синтеза акриловой кислоты

при 298 К СН equiv СН(г) + СО(г) + Н2О(ж) СНrarr 2 = СН ndash СООН(ж) если из-вестны стандартные теплоты сгорания веществ участвующих в химиче-ской реакции

∆Н˚С298 СН equiv СН(г) = - 129963 кДжмоль ∆Н˚С298 СО(г) = - 2825 кДжмоль ∆Н˚С298 СН2 = СН ndash СООН(ж) = - 1370 кДжмоль 6 При образовании 80 г Fe2О3 поглощается 4265 кДж теплоты со-

гласно уравнению 2Fe + Al2О3 = Fe2О3 + 2 Аl Запишите уравнение реак-ции в термохимической и термодинамической шкале

7 Энтальпия растворения в воде безводной соды и кристаллогидрата Na2CO3 middot 10 Н2О равны соответственно ndash 25 кДж и + 67 кДж Вычислите энтальпию реакции Na2CO3 + 10 Н2О = Na2CO3 middot 10 Н2О

Ответ 92 кДжмоль 8 Предскажите знак изменения энтропии для процессов а) 2КClO3 (к) = 2KCl(к) + 3О2(г) б) N2 + 2O2= 2NO2в) СаСО3(к) = СаО(к) + СО2(г) г) Ag+ (р) + Сl ndash (р) = AgCl(к) Подтвердите вывод расчетом 9 На основе расчетов покажите термодинамическую возможность

получения Cl2О из простых веществ а) в стандартных условиях б) при повышенной температуре

10 Какие оксиды из перечисленных ниже можно восстановить водо-родом в стандартных условиях СuO PbO CaO Cr2O3

11 Вычислите изменение свободной энергии реакции 4Р + 5СО2 Рrarr 4О10 + 5С Можно ли потушить горящий фосфор угле-

кислым газом

16

12 Возможно ли самопроизвольное протекание перечисленных реак-ций при стандартных условиях

FeO(к) + Н2 = Fe (к) + Н2О(г) 2КClO3 (k) = 2 KCl (k) + 3О2(г) 4НСl + О2 = 2Сl2 + 2 H2O(ж) 2NH4NO3 = 4H2O + O2 + 2N2

N2 + 2H2O = NH4NO2 если ∆G˚ (NH4NO2 ) = 11594 кДжмоль 13 При какой температуре процесс FeO(к)+ H2 = Fe(к) + Н2О(г) ста-

новится самопроизвольным при стандартном давлении если изменени-ем ∆Н и ∆S с температурой можно пренебречь Ответ 8279 К

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Химическая кинетика Практическая значимость ее для описания процессов

2 Классификация химических реакций а) по степени сложности б) по кинетическому признаку последовательные параллельные со-

пряженные в) по характеру фаз гомогенные гетерогенные г) по природе частиц ионные молекулярные радикальные д) по числу частиц мономолекулярные бимолекулярные тримолеку-

лярные лимитирующая стадия е) по использованию катализатора ж) по тепловому эффекту 3 Понятие скорости химической реакции определение средняя и ис-

тинная скорость единицы измерения 4 Основной закон химической кинетики Кинетические уравнения

Порядок реакции Константа скорости 5 Энергия активации Энергетическая диаграмма процесса Понятие

активированного комплекса и интермедиата 6 Зависимость скорости реакции от температуры уравнения Вант-

Гоффа и Аррениуса распределение частиц по энергиям 7 Катализ понятие виды теория промежуточных стадий и адсорбци-

онная Селективность катализаторов каталитические яды Ингибиторы

17

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 При некоторой температуре и давлении в сосуде емкостью 05 л на-

ходится 003 моль диоксида азота Вычислите константу скорости пря-мой реакции протекающей по уравнению 2NO2 hArr N2O4 если скорость реакции при данных условиях равна 108 мольл middot с

Ответ 300 middot 102 лмольmiddotс 2 Скорость элементарной реакции А + 2В = АВ2 при концентрации

А 02 мольл и В 04 мольл равна 008 мольлmiddot мин Определите констан-ту скорости взаимодействия А и В и укажите ее размерность

3 Константа скорости реакции А + 2В = АВ2 равна 2middot10-3 лмольmiddotс а) какова скорость указанной реакции в начальный момент если кон-

центрация вещества А равна концентрации вещества В и составляет 040 мольл б) какова будет скорость этой реакции через некоторое время если

к этому моменту образуется 0100 мольл вещества АВ2 Ответ а) 128middot10-4 мольлmiddotс

б) 240middot10-5 мольлmiddotс 4 Напишите кинетические уравнения и определите молекулярность

частные и общие порядки следующих простых реакций а) Н + Вr = HBr б) H2 + O2 = H2O2 в) А + 2В = D г) F + H = HF д) O3 = O2 + O 5 Кинетическое уравнение сложной реакции СО + Сl2 = СОСl2 таково

v = kC(CO)middotC15 (Cl2) Каков общий порядок процесса Как изменится скорость реакции при увеличении втрое а) концентрации СО б) концентрации Сl2 в) давления г) объема реакционной смеси 6 Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен

15 Во сколько раз увеличится скорость данной реакции при повышении температуры на 30degС Ответ в 34 раза Определите температурный коэффициент скорости реакции если при

понижении температуры на 45degС реакция замедлилась в 25 раз Ответ 21

7 На сколько градусов нужно повысить температуру чтобы скорость реакции увеличилась в 81 раз если температурный коэффициент скоро-сти равен 3 Ответ на 40degС

8 Реакция идет по уравнению 2NO + O2 hArr 2NO2 Начальные концен-трации реагирующих веществ были (мольл) C(NO) = 08 C (O2) = 06

18

Как изменится скорость реакции если концентрацию кислорода увели-чить до 09 мольл а концентрацию оксида азота до 1 2 мольл

Ответ возрастет 3 4 раза 9 Разложение N2О на поверхности золота при высоких температурах

протекает по уравнению 2 N2О = 2N2 + О2 Константа скорости данной реакции равна 5middot10-4 лmiddotмоль-1middotмин ndash1 при 1173 К Начальная концентрация N2О 320 мольл Определите скорость реакции при заданной температу-ре в начальный момент и в тот момент когда разложится 25 N2О

Ответ 512middot10 ndash4 288 middot10 ndash4 мольmiddot мин -1middotл -1

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Обратимые и необратимые химические процессы Прямые и обрат-ные реакции

2 Химическое равновесие понятие график зависимости скорости прямой и обратной реакции от времени иллюстрация кинетического вывода константы химического равновесия на примере простой реакции и неприменимость его для сложных реакций

3 Выражение константы равновесия при данной температуре через а) парциальное давление реагирующих веществ Кр б) их молярные кон-центрации Кс Взаимосвязь Кр и Кс

4 Связь константы равновесия с основными термодинамическими величинами

5 Факторы влияющие на увеличение константы равновесия (∆Н ∆S) 6 Смещение химического равновесия принцип Ле-Шателье и иллю-

страция его справедливости на конкретных примерах при изменении концентрации давления и температуры

7 Катализаторы и равновесие 8 Химическое равновесие в живой и неживой природе 9 Примеры химических равновесий имеющих практическое значение

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать выражения констант равновесия для реакций а) 2NH3harr3H2+N2б) Fe3O4 + 4CO 3 Fe + 4COharr 2 в) 3 Fe2O3 + Н2 harr Н2О (пар) + 2 Fe3O4

г) С+СО2 2СО harr

19

В каком направлении сместится равновесие в каждом случае при уве-личении давления

2 В каком направлении сместится равновесие следующих обрати-мых реакций

а) 2SO2 + O2harr 2SO3 + 19274 кДж б) N2O4 2 NOharr 2 ndash 5447 кДж при понижении температуры при понижении давления 3 Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных

реакций вправо а) С + Н2О(пар) harrСО + Н2 ndash 12989 кДж б) N2 + 3H2 harr2NH3 + 9218 кДж 4 Вычислите константу равновесия реакции 2НВr harrH2 + Br2 если

до начала разложения масса бромоводорода была равна 0809 г а к мо-менту равновесия прореагировало 5 исходного вещества

Ответ К = 900middot10 ndash5

5 В сосуд объемом 05 л было помещено 05 моль водорода и 05 моль азота При некоторой температуре к моменту равновесия образова-лось 002 моль аммиака Вычислите константу равновесия данной сис-темы Ответ К = 2middot10 ndash3

6 В сосуде объемом 05 л протекает реакция СН4 + Н2О(пар) СО +3Н

harr

2 Вычислите константу равновесия К данной системы если перво-начальные массы реагирующих веществ в данном объеме были следую-щие СН4 ndash 08 г Н2О ndash 09 г СО ndash 14 г Н2 ndash 01 г и если к моменту рав-новесия прореагировало 50 метана Ответ К = 94middot10 ndash1

7 Вычислите константу равновесия реакции N2 + 3H2harr2 NH3 если при некоторой температуре и давлении в сосуд объемом 10 л введено 14 г азота и 1 г водорода К моменту равновесия образовалось 085 г аммиака Ответ К = 69

8 Константа равновесия К реакции 2 NO2 harrN2O4 при некоторой температуре равна 03 Вычислите молярные концентрации компонентов системы при наступлении равновесия если первоначальная молярная концентрация NO2 равна 92 гл Ответ 018 мольл 0010 мольл

9 Определите исходные концентрации азота и водорода в мольл и гл если при наступлении равновесия системы N2 + 3H2 2NHharr 3 кон-центрации веществ были азота ndash 05 мольл водорода ndash 03 мольл ам-миака ndash 20 мольл

Ответ N2 ndash 15 мольл 42 гл Н2 ndash 33 мольл 66 гл 10 При некоторой температуре в закрытом сосуде были смешаны

212 моль водорода и 523 моль йода Определите состав равновесной смеси (мольл) если константа равновесия реакции Н2 + I2 2HI при данных условиях равна 50

harr

Ответ Н2 = 160 мольл I2 = 0130 мольл HI = 102 мольл

20

11 Константа равновесия Кр реакции 2SO2 + O2harr 2SO3 при 950 К равна 1062 middot 10 ndash2 Вычислите Кс для этой реакции

Ответ Кс = 8388 12 Рассчитайте Кр и Кс для реакции РСl5 harrРСl3 + Cl2 при 500 К если

к моменту равновесия продиссоциировало 54 РСl5 а исходная концен-трация РСl5 была равна 100 мольл

Ответ Кс = 0634 Кр = 264middot10 ndash2

13 Константа равновесия системы H2 + I2 hArr 2HI при некоторой тем-пературе равна 40 Определите какой процент водорода и иода перейдет в HI если исходные молярные концентрации этих веществ одинаковы и составляют 001 мольл Ответ 76

РАСТВОРЫ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ И СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Общие сведения о дисперсных системах Грубодисперсные систе-мы коллоидные растворы (золи) истинные растворы

2 Твердые жидкие и газообразные растворы понятие примеры зна-чение

3 Физическая химическая и современная (физико-химическая) тео-рии растворов Работы ДИ Менделеева

4 Энергетика растворения 5 Растворимость Влияние температуры на растворимость газообраз-

ных жидких и твердых веществ 6 Способы выражения состава растворов а) качественные характеристики б) количественные параметры в) массовая доля растворенного вещества (W) г) молярная концентрация раствора (См) д) молярная концентрация эквивалента (Сэ) е) титр раствора (Т) ё) молярная доля растворенного вещества (χ) ж) моляльная концентрация (b) З) растворимость (S) 7 Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов

(Росм) 8 Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов Первый за-

кон Рауля

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 15: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

15

∆Н˚298 СаО(к) = - 6351 кДжмоль ∆Н˚298 Н2О(ж) = - 28584 кДжмоль ∆Н˚298 Са (ОН)2 (к) = - 9862 кДжмоль

Ответ 11654 кДж 2 При взрыве 5 л гремучего газа выделилось 36 кДж теплоты Со-

ставьте термохимическое уравнение данной реакции 3 При сжигании ромбической серы массой 16 г выделилось

14860 кДж теплоты а при сжигании той же массы моноклинной серы 14841 кДж теплоты Вычислите энтальпию перехода ромбической серы в моноклинную Ответ 38000 Джмоль

4 Определите ∆Н˚298 процесса образования мочевины 2NH3(г) + СО2(г) = Н2О(ж) + (NН2)2СО(к) используя стандартные эн-тальпии образования участвующих в реакции веществ

Ответ - 48706 кДж 5 Определите тепловой эффект реакции синтеза акриловой кислоты

при 298 К СН equiv СН(г) + СО(г) + Н2О(ж) СНrarr 2 = СН ndash СООН(ж) если из-вестны стандартные теплоты сгорания веществ участвующих в химиче-ской реакции

∆Н˚С298 СН equiv СН(г) = - 129963 кДжмоль ∆Н˚С298 СО(г) = - 2825 кДжмоль ∆Н˚С298 СН2 = СН ndash СООН(ж) = - 1370 кДжмоль 6 При образовании 80 г Fe2О3 поглощается 4265 кДж теплоты со-

гласно уравнению 2Fe + Al2О3 = Fe2О3 + 2 Аl Запишите уравнение реак-ции в термохимической и термодинамической шкале

7 Энтальпия растворения в воде безводной соды и кристаллогидрата Na2CO3 middot 10 Н2О равны соответственно ndash 25 кДж и + 67 кДж Вычислите энтальпию реакции Na2CO3 + 10 Н2О = Na2CO3 middot 10 Н2О

Ответ 92 кДжмоль 8 Предскажите знак изменения энтропии для процессов а) 2КClO3 (к) = 2KCl(к) + 3О2(г) б) N2 + 2O2= 2NO2в) СаСО3(к) = СаО(к) + СО2(г) г) Ag+ (р) + Сl ndash (р) = AgCl(к) Подтвердите вывод расчетом 9 На основе расчетов покажите термодинамическую возможность

получения Cl2О из простых веществ а) в стандартных условиях б) при повышенной температуре

10 Какие оксиды из перечисленных ниже можно восстановить водо-родом в стандартных условиях СuO PbO CaO Cr2O3

11 Вычислите изменение свободной энергии реакции 4Р + 5СО2 Рrarr 4О10 + 5С Можно ли потушить горящий фосфор угле-

кислым газом

16

12 Возможно ли самопроизвольное протекание перечисленных реак-ций при стандартных условиях

FeO(к) + Н2 = Fe (к) + Н2О(г) 2КClO3 (k) = 2 KCl (k) + 3О2(г) 4НСl + О2 = 2Сl2 + 2 H2O(ж) 2NH4NO3 = 4H2O + O2 + 2N2

N2 + 2H2O = NH4NO2 если ∆G˚ (NH4NO2 ) = 11594 кДжмоль 13 При какой температуре процесс FeO(к)+ H2 = Fe(к) + Н2О(г) ста-

новится самопроизвольным при стандартном давлении если изменени-ем ∆Н и ∆S с температурой можно пренебречь Ответ 8279 К

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Химическая кинетика Практическая значимость ее для описания процессов

2 Классификация химических реакций а) по степени сложности б) по кинетическому признаку последовательные параллельные со-

пряженные в) по характеру фаз гомогенные гетерогенные г) по природе частиц ионные молекулярные радикальные д) по числу частиц мономолекулярные бимолекулярные тримолеку-

лярные лимитирующая стадия е) по использованию катализатора ж) по тепловому эффекту 3 Понятие скорости химической реакции определение средняя и ис-

тинная скорость единицы измерения 4 Основной закон химической кинетики Кинетические уравнения

Порядок реакции Константа скорости 5 Энергия активации Энергетическая диаграмма процесса Понятие

активированного комплекса и интермедиата 6 Зависимость скорости реакции от температуры уравнения Вант-

Гоффа и Аррениуса распределение частиц по энергиям 7 Катализ понятие виды теория промежуточных стадий и адсорбци-

онная Селективность катализаторов каталитические яды Ингибиторы

17

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 При некоторой температуре и давлении в сосуде емкостью 05 л на-

ходится 003 моль диоксида азота Вычислите константу скорости пря-мой реакции протекающей по уравнению 2NO2 hArr N2O4 если скорость реакции при данных условиях равна 108 мольл middot с

Ответ 300 middot 102 лмольmiddotс 2 Скорость элементарной реакции А + 2В = АВ2 при концентрации

А 02 мольл и В 04 мольл равна 008 мольлmiddot мин Определите констан-ту скорости взаимодействия А и В и укажите ее размерность

3 Константа скорости реакции А + 2В = АВ2 равна 2middot10-3 лмольmiddotс а) какова скорость указанной реакции в начальный момент если кон-

центрация вещества А равна концентрации вещества В и составляет 040 мольл б) какова будет скорость этой реакции через некоторое время если

к этому моменту образуется 0100 мольл вещества АВ2 Ответ а) 128middot10-4 мольлmiddotс

б) 240middot10-5 мольлmiddotс 4 Напишите кинетические уравнения и определите молекулярность

частные и общие порядки следующих простых реакций а) Н + Вr = HBr б) H2 + O2 = H2O2 в) А + 2В = D г) F + H = HF д) O3 = O2 + O 5 Кинетическое уравнение сложной реакции СО + Сl2 = СОСl2 таково

v = kC(CO)middotC15 (Cl2) Каков общий порядок процесса Как изменится скорость реакции при увеличении втрое а) концентрации СО б) концентрации Сl2 в) давления г) объема реакционной смеси 6 Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен

15 Во сколько раз увеличится скорость данной реакции при повышении температуры на 30degС Ответ в 34 раза Определите температурный коэффициент скорости реакции если при

понижении температуры на 45degС реакция замедлилась в 25 раз Ответ 21

7 На сколько градусов нужно повысить температуру чтобы скорость реакции увеличилась в 81 раз если температурный коэффициент скоро-сти равен 3 Ответ на 40degС

8 Реакция идет по уравнению 2NO + O2 hArr 2NO2 Начальные концен-трации реагирующих веществ были (мольл) C(NO) = 08 C (O2) = 06

18

Как изменится скорость реакции если концентрацию кислорода увели-чить до 09 мольл а концентрацию оксида азота до 1 2 мольл

Ответ возрастет 3 4 раза 9 Разложение N2О на поверхности золота при высоких температурах

протекает по уравнению 2 N2О = 2N2 + О2 Константа скорости данной реакции равна 5middot10-4 лmiddotмоль-1middotмин ndash1 при 1173 К Начальная концентрация N2О 320 мольл Определите скорость реакции при заданной температу-ре в начальный момент и в тот момент когда разложится 25 N2О

Ответ 512middot10 ndash4 288 middot10 ndash4 мольmiddot мин -1middotл -1

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Обратимые и необратимые химические процессы Прямые и обрат-ные реакции

2 Химическое равновесие понятие график зависимости скорости прямой и обратной реакции от времени иллюстрация кинетического вывода константы химического равновесия на примере простой реакции и неприменимость его для сложных реакций

3 Выражение константы равновесия при данной температуре через а) парциальное давление реагирующих веществ Кр б) их молярные кон-центрации Кс Взаимосвязь Кр и Кс

4 Связь константы равновесия с основными термодинамическими величинами

5 Факторы влияющие на увеличение константы равновесия (∆Н ∆S) 6 Смещение химического равновесия принцип Ле-Шателье и иллю-

страция его справедливости на конкретных примерах при изменении концентрации давления и температуры

7 Катализаторы и равновесие 8 Химическое равновесие в живой и неживой природе 9 Примеры химических равновесий имеющих практическое значение

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать выражения констант равновесия для реакций а) 2NH3harr3H2+N2б) Fe3O4 + 4CO 3 Fe + 4COharr 2 в) 3 Fe2O3 + Н2 harr Н2О (пар) + 2 Fe3O4

г) С+СО2 2СО harr

19

В каком направлении сместится равновесие в каждом случае при уве-личении давления

2 В каком направлении сместится равновесие следующих обрати-мых реакций

а) 2SO2 + O2harr 2SO3 + 19274 кДж б) N2O4 2 NOharr 2 ndash 5447 кДж при понижении температуры при понижении давления 3 Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных

реакций вправо а) С + Н2О(пар) harrСО + Н2 ndash 12989 кДж б) N2 + 3H2 harr2NH3 + 9218 кДж 4 Вычислите константу равновесия реакции 2НВr harrH2 + Br2 если

до начала разложения масса бромоводорода была равна 0809 г а к мо-менту равновесия прореагировало 5 исходного вещества

Ответ К = 900middot10 ndash5

5 В сосуд объемом 05 л было помещено 05 моль водорода и 05 моль азота При некоторой температуре к моменту равновесия образова-лось 002 моль аммиака Вычислите константу равновесия данной сис-темы Ответ К = 2middot10 ndash3

6 В сосуде объемом 05 л протекает реакция СН4 + Н2О(пар) СО +3Н

harr

2 Вычислите константу равновесия К данной системы если перво-начальные массы реагирующих веществ в данном объеме были следую-щие СН4 ndash 08 г Н2О ndash 09 г СО ndash 14 г Н2 ndash 01 г и если к моменту рав-новесия прореагировало 50 метана Ответ К = 94middot10 ndash1

7 Вычислите константу равновесия реакции N2 + 3H2harr2 NH3 если при некоторой температуре и давлении в сосуд объемом 10 л введено 14 г азота и 1 г водорода К моменту равновесия образовалось 085 г аммиака Ответ К = 69

8 Константа равновесия К реакции 2 NO2 harrN2O4 при некоторой температуре равна 03 Вычислите молярные концентрации компонентов системы при наступлении равновесия если первоначальная молярная концентрация NO2 равна 92 гл Ответ 018 мольл 0010 мольл

9 Определите исходные концентрации азота и водорода в мольл и гл если при наступлении равновесия системы N2 + 3H2 2NHharr 3 кон-центрации веществ были азота ndash 05 мольл водорода ndash 03 мольл ам-миака ndash 20 мольл

Ответ N2 ndash 15 мольл 42 гл Н2 ndash 33 мольл 66 гл 10 При некоторой температуре в закрытом сосуде были смешаны

212 моль водорода и 523 моль йода Определите состав равновесной смеси (мольл) если константа равновесия реакции Н2 + I2 2HI при данных условиях равна 50

harr

Ответ Н2 = 160 мольл I2 = 0130 мольл HI = 102 мольл

20

11 Константа равновесия Кр реакции 2SO2 + O2harr 2SO3 при 950 К равна 1062 middot 10 ndash2 Вычислите Кс для этой реакции

Ответ Кс = 8388 12 Рассчитайте Кр и Кс для реакции РСl5 harrРСl3 + Cl2 при 500 К если

к моменту равновесия продиссоциировало 54 РСl5 а исходная концен-трация РСl5 была равна 100 мольл

Ответ Кс = 0634 Кр = 264middot10 ndash2

13 Константа равновесия системы H2 + I2 hArr 2HI при некоторой тем-пературе равна 40 Определите какой процент водорода и иода перейдет в HI если исходные молярные концентрации этих веществ одинаковы и составляют 001 мольл Ответ 76

РАСТВОРЫ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ И СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Общие сведения о дисперсных системах Грубодисперсные систе-мы коллоидные растворы (золи) истинные растворы

2 Твердые жидкие и газообразные растворы понятие примеры зна-чение

3 Физическая химическая и современная (физико-химическая) тео-рии растворов Работы ДИ Менделеева

4 Энергетика растворения 5 Растворимость Влияние температуры на растворимость газообраз-

ных жидких и твердых веществ 6 Способы выражения состава растворов а) качественные характеристики б) количественные параметры в) массовая доля растворенного вещества (W) г) молярная концентрация раствора (См) д) молярная концентрация эквивалента (Сэ) е) титр раствора (Т) ё) молярная доля растворенного вещества (χ) ж) моляльная концентрация (b) З) растворимость (S) 7 Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов

(Росм) 8 Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов Первый за-

кон Рауля

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 16: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

16

12 Возможно ли самопроизвольное протекание перечисленных реак-ций при стандартных условиях

FeO(к) + Н2 = Fe (к) + Н2О(г) 2КClO3 (k) = 2 KCl (k) + 3О2(г) 4НСl + О2 = 2Сl2 + 2 H2O(ж) 2NH4NO3 = 4H2O + O2 + 2N2

N2 + 2H2O = NH4NO2 если ∆G˚ (NH4NO2 ) = 11594 кДжмоль 13 При какой температуре процесс FeO(к)+ H2 = Fe(к) + Н2О(г) ста-

новится самопроизвольным при стандартном давлении если изменени-ем ∆Н и ∆S с температурой можно пренебречь Ответ 8279 К

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Химическая кинетика Практическая значимость ее для описания процессов

2 Классификация химических реакций а) по степени сложности б) по кинетическому признаку последовательные параллельные со-

пряженные в) по характеру фаз гомогенные гетерогенные г) по природе частиц ионные молекулярные радикальные д) по числу частиц мономолекулярные бимолекулярные тримолеку-

лярные лимитирующая стадия е) по использованию катализатора ж) по тепловому эффекту 3 Понятие скорости химической реакции определение средняя и ис-

тинная скорость единицы измерения 4 Основной закон химической кинетики Кинетические уравнения

Порядок реакции Константа скорости 5 Энергия активации Энергетическая диаграмма процесса Понятие

активированного комплекса и интермедиата 6 Зависимость скорости реакции от температуры уравнения Вант-

Гоффа и Аррениуса распределение частиц по энергиям 7 Катализ понятие виды теория промежуточных стадий и адсорбци-

онная Селективность катализаторов каталитические яды Ингибиторы

17

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 При некоторой температуре и давлении в сосуде емкостью 05 л на-

ходится 003 моль диоксида азота Вычислите константу скорости пря-мой реакции протекающей по уравнению 2NO2 hArr N2O4 если скорость реакции при данных условиях равна 108 мольл middot с

Ответ 300 middot 102 лмольmiddotс 2 Скорость элементарной реакции А + 2В = АВ2 при концентрации

А 02 мольл и В 04 мольл равна 008 мольлmiddot мин Определите констан-ту скорости взаимодействия А и В и укажите ее размерность

3 Константа скорости реакции А + 2В = АВ2 равна 2middot10-3 лмольmiddotс а) какова скорость указанной реакции в начальный момент если кон-

центрация вещества А равна концентрации вещества В и составляет 040 мольл б) какова будет скорость этой реакции через некоторое время если

к этому моменту образуется 0100 мольл вещества АВ2 Ответ а) 128middot10-4 мольлmiddotс

б) 240middot10-5 мольлmiddotс 4 Напишите кинетические уравнения и определите молекулярность

частные и общие порядки следующих простых реакций а) Н + Вr = HBr б) H2 + O2 = H2O2 в) А + 2В = D г) F + H = HF д) O3 = O2 + O 5 Кинетическое уравнение сложной реакции СО + Сl2 = СОСl2 таково

v = kC(CO)middotC15 (Cl2) Каков общий порядок процесса Как изменится скорость реакции при увеличении втрое а) концентрации СО б) концентрации Сl2 в) давления г) объема реакционной смеси 6 Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен

15 Во сколько раз увеличится скорость данной реакции при повышении температуры на 30degС Ответ в 34 раза Определите температурный коэффициент скорости реакции если при

понижении температуры на 45degС реакция замедлилась в 25 раз Ответ 21

7 На сколько градусов нужно повысить температуру чтобы скорость реакции увеличилась в 81 раз если температурный коэффициент скоро-сти равен 3 Ответ на 40degС

8 Реакция идет по уравнению 2NO + O2 hArr 2NO2 Начальные концен-трации реагирующих веществ были (мольл) C(NO) = 08 C (O2) = 06

18

Как изменится скорость реакции если концентрацию кислорода увели-чить до 09 мольл а концентрацию оксида азота до 1 2 мольл

Ответ возрастет 3 4 раза 9 Разложение N2О на поверхности золота при высоких температурах

протекает по уравнению 2 N2О = 2N2 + О2 Константа скорости данной реакции равна 5middot10-4 лmiddotмоль-1middotмин ndash1 при 1173 К Начальная концентрация N2О 320 мольл Определите скорость реакции при заданной температу-ре в начальный момент и в тот момент когда разложится 25 N2О

Ответ 512middot10 ndash4 288 middot10 ndash4 мольmiddot мин -1middotл -1

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Обратимые и необратимые химические процессы Прямые и обрат-ные реакции

2 Химическое равновесие понятие график зависимости скорости прямой и обратной реакции от времени иллюстрация кинетического вывода константы химического равновесия на примере простой реакции и неприменимость его для сложных реакций

3 Выражение константы равновесия при данной температуре через а) парциальное давление реагирующих веществ Кр б) их молярные кон-центрации Кс Взаимосвязь Кр и Кс

4 Связь константы равновесия с основными термодинамическими величинами

5 Факторы влияющие на увеличение константы равновесия (∆Н ∆S) 6 Смещение химического равновесия принцип Ле-Шателье и иллю-

страция его справедливости на конкретных примерах при изменении концентрации давления и температуры

7 Катализаторы и равновесие 8 Химическое равновесие в живой и неживой природе 9 Примеры химических равновесий имеющих практическое значение

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать выражения констант равновесия для реакций а) 2NH3harr3H2+N2б) Fe3O4 + 4CO 3 Fe + 4COharr 2 в) 3 Fe2O3 + Н2 harr Н2О (пар) + 2 Fe3O4

г) С+СО2 2СО harr

19

В каком направлении сместится равновесие в каждом случае при уве-личении давления

2 В каком направлении сместится равновесие следующих обрати-мых реакций

а) 2SO2 + O2harr 2SO3 + 19274 кДж б) N2O4 2 NOharr 2 ndash 5447 кДж при понижении температуры при понижении давления 3 Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных

реакций вправо а) С + Н2О(пар) harrСО + Н2 ndash 12989 кДж б) N2 + 3H2 harr2NH3 + 9218 кДж 4 Вычислите константу равновесия реакции 2НВr harrH2 + Br2 если

до начала разложения масса бромоводорода была равна 0809 г а к мо-менту равновесия прореагировало 5 исходного вещества

Ответ К = 900middot10 ndash5

5 В сосуд объемом 05 л было помещено 05 моль водорода и 05 моль азота При некоторой температуре к моменту равновесия образова-лось 002 моль аммиака Вычислите константу равновесия данной сис-темы Ответ К = 2middot10 ndash3

6 В сосуде объемом 05 л протекает реакция СН4 + Н2О(пар) СО +3Н

harr

2 Вычислите константу равновесия К данной системы если перво-начальные массы реагирующих веществ в данном объеме были следую-щие СН4 ndash 08 г Н2О ndash 09 г СО ndash 14 г Н2 ndash 01 г и если к моменту рав-новесия прореагировало 50 метана Ответ К = 94middot10 ndash1

7 Вычислите константу равновесия реакции N2 + 3H2harr2 NH3 если при некоторой температуре и давлении в сосуд объемом 10 л введено 14 г азота и 1 г водорода К моменту равновесия образовалось 085 г аммиака Ответ К = 69

8 Константа равновесия К реакции 2 NO2 harrN2O4 при некоторой температуре равна 03 Вычислите молярные концентрации компонентов системы при наступлении равновесия если первоначальная молярная концентрация NO2 равна 92 гл Ответ 018 мольл 0010 мольл

9 Определите исходные концентрации азота и водорода в мольл и гл если при наступлении равновесия системы N2 + 3H2 2NHharr 3 кон-центрации веществ были азота ndash 05 мольл водорода ndash 03 мольл ам-миака ndash 20 мольл

Ответ N2 ndash 15 мольл 42 гл Н2 ndash 33 мольл 66 гл 10 При некоторой температуре в закрытом сосуде были смешаны

212 моль водорода и 523 моль йода Определите состав равновесной смеси (мольл) если константа равновесия реакции Н2 + I2 2HI при данных условиях равна 50

harr

Ответ Н2 = 160 мольл I2 = 0130 мольл HI = 102 мольл

20

11 Константа равновесия Кр реакции 2SO2 + O2harr 2SO3 при 950 К равна 1062 middot 10 ndash2 Вычислите Кс для этой реакции

Ответ Кс = 8388 12 Рассчитайте Кр и Кс для реакции РСl5 harrРСl3 + Cl2 при 500 К если

к моменту равновесия продиссоциировало 54 РСl5 а исходная концен-трация РСl5 была равна 100 мольл

Ответ Кс = 0634 Кр = 264middot10 ndash2

13 Константа равновесия системы H2 + I2 hArr 2HI при некоторой тем-пературе равна 40 Определите какой процент водорода и иода перейдет в HI если исходные молярные концентрации этих веществ одинаковы и составляют 001 мольл Ответ 76

РАСТВОРЫ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ И СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Общие сведения о дисперсных системах Грубодисперсные систе-мы коллоидные растворы (золи) истинные растворы

2 Твердые жидкие и газообразные растворы понятие примеры зна-чение

3 Физическая химическая и современная (физико-химическая) тео-рии растворов Работы ДИ Менделеева

4 Энергетика растворения 5 Растворимость Влияние температуры на растворимость газообраз-

ных жидких и твердых веществ 6 Способы выражения состава растворов а) качественные характеристики б) количественные параметры в) массовая доля растворенного вещества (W) г) молярная концентрация раствора (См) д) молярная концентрация эквивалента (Сэ) е) титр раствора (Т) ё) молярная доля растворенного вещества (χ) ж) моляльная концентрация (b) З) растворимость (S) 7 Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов

(Росм) 8 Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов Первый за-

кон Рауля

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 17: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

17

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 При некоторой температуре и давлении в сосуде емкостью 05 л на-

ходится 003 моль диоксида азота Вычислите константу скорости пря-мой реакции протекающей по уравнению 2NO2 hArr N2O4 если скорость реакции при данных условиях равна 108 мольл middot с

Ответ 300 middot 102 лмольmiddotс 2 Скорость элементарной реакции А + 2В = АВ2 при концентрации

А 02 мольл и В 04 мольл равна 008 мольлmiddot мин Определите констан-ту скорости взаимодействия А и В и укажите ее размерность

3 Константа скорости реакции А + 2В = АВ2 равна 2middot10-3 лмольmiddotс а) какова скорость указанной реакции в начальный момент если кон-

центрация вещества А равна концентрации вещества В и составляет 040 мольл б) какова будет скорость этой реакции через некоторое время если

к этому моменту образуется 0100 мольл вещества АВ2 Ответ а) 128middot10-4 мольлmiddotс

б) 240middot10-5 мольлmiddotс 4 Напишите кинетические уравнения и определите молекулярность

частные и общие порядки следующих простых реакций а) Н + Вr = HBr б) H2 + O2 = H2O2 в) А + 2В = D г) F + H = HF д) O3 = O2 + O 5 Кинетическое уравнение сложной реакции СО + Сl2 = СОСl2 таково

v = kC(CO)middotC15 (Cl2) Каков общий порядок процесса Как изменится скорость реакции при увеличении втрое а) концентрации СО б) концентрации Сl2 в) давления г) объема реакционной смеси 6 Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен

15 Во сколько раз увеличится скорость данной реакции при повышении температуры на 30degС Ответ в 34 раза Определите температурный коэффициент скорости реакции если при

понижении температуры на 45degС реакция замедлилась в 25 раз Ответ 21

7 На сколько градусов нужно повысить температуру чтобы скорость реакции увеличилась в 81 раз если температурный коэффициент скоро-сти равен 3 Ответ на 40degС

8 Реакция идет по уравнению 2NO + O2 hArr 2NO2 Начальные концен-трации реагирующих веществ были (мольл) C(NO) = 08 C (O2) = 06

18

Как изменится скорость реакции если концентрацию кислорода увели-чить до 09 мольл а концентрацию оксида азота до 1 2 мольл

Ответ возрастет 3 4 раза 9 Разложение N2О на поверхности золота при высоких температурах

протекает по уравнению 2 N2О = 2N2 + О2 Константа скорости данной реакции равна 5middot10-4 лmiddotмоль-1middotмин ndash1 при 1173 К Начальная концентрация N2О 320 мольл Определите скорость реакции при заданной температу-ре в начальный момент и в тот момент когда разложится 25 N2О

Ответ 512middot10 ndash4 288 middot10 ndash4 мольmiddot мин -1middotл -1

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Обратимые и необратимые химические процессы Прямые и обрат-ные реакции

2 Химическое равновесие понятие график зависимости скорости прямой и обратной реакции от времени иллюстрация кинетического вывода константы химического равновесия на примере простой реакции и неприменимость его для сложных реакций

3 Выражение константы равновесия при данной температуре через а) парциальное давление реагирующих веществ Кр б) их молярные кон-центрации Кс Взаимосвязь Кр и Кс

4 Связь константы равновесия с основными термодинамическими величинами

5 Факторы влияющие на увеличение константы равновесия (∆Н ∆S) 6 Смещение химического равновесия принцип Ле-Шателье и иллю-

страция его справедливости на конкретных примерах при изменении концентрации давления и температуры

7 Катализаторы и равновесие 8 Химическое равновесие в живой и неживой природе 9 Примеры химических равновесий имеющих практическое значение

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать выражения констант равновесия для реакций а) 2NH3harr3H2+N2б) Fe3O4 + 4CO 3 Fe + 4COharr 2 в) 3 Fe2O3 + Н2 harr Н2О (пар) + 2 Fe3O4

г) С+СО2 2СО harr

19

В каком направлении сместится равновесие в каждом случае при уве-личении давления

2 В каком направлении сместится равновесие следующих обрати-мых реакций

а) 2SO2 + O2harr 2SO3 + 19274 кДж б) N2O4 2 NOharr 2 ndash 5447 кДж при понижении температуры при понижении давления 3 Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных

реакций вправо а) С + Н2О(пар) harrСО + Н2 ndash 12989 кДж б) N2 + 3H2 harr2NH3 + 9218 кДж 4 Вычислите константу равновесия реакции 2НВr harrH2 + Br2 если

до начала разложения масса бромоводорода была равна 0809 г а к мо-менту равновесия прореагировало 5 исходного вещества

Ответ К = 900middot10 ndash5

5 В сосуд объемом 05 л было помещено 05 моль водорода и 05 моль азота При некоторой температуре к моменту равновесия образова-лось 002 моль аммиака Вычислите константу равновесия данной сис-темы Ответ К = 2middot10 ndash3

6 В сосуде объемом 05 л протекает реакция СН4 + Н2О(пар) СО +3Н

harr

2 Вычислите константу равновесия К данной системы если перво-начальные массы реагирующих веществ в данном объеме были следую-щие СН4 ndash 08 г Н2О ndash 09 г СО ndash 14 г Н2 ndash 01 г и если к моменту рав-новесия прореагировало 50 метана Ответ К = 94middot10 ndash1

7 Вычислите константу равновесия реакции N2 + 3H2harr2 NH3 если при некоторой температуре и давлении в сосуд объемом 10 л введено 14 г азота и 1 г водорода К моменту равновесия образовалось 085 г аммиака Ответ К = 69

8 Константа равновесия К реакции 2 NO2 harrN2O4 при некоторой температуре равна 03 Вычислите молярные концентрации компонентов системы при наступлении равновесия если первоначальная молярная концентрация NO2 равна 92 гл Ответ 018 мольл 0010 мольл

9 Определите исходные концентрации азота и водорода в мольл и гл если при наступлении равновесия системы N2 + 3H2 2NHharr 3 кон-центрации веществ были азота ndash 05 мольл водорода ndash 03 мольл ам-миака ndash 20 мольл

Ответ N2 ndash 15 мольл 42 гл Н2 ndash 33 мольл 66 гл 10 При некоторой температуре в закрытом сосуде были смешаны

212 моль водорода и 523 моль йода Определите состав равновесной смеси (мольл) если константа равновесия реакции Н2 + I2 2HI при данных условиях равна 50

harr

Ответ Н2 = 160 мольл I2 = 0130 мольл HI = 102 мольл

20

11 Константа равновесия Кр реакции 2SO2 + O2harr 2SO3 при 950 К равна 1062 middot 10 ndash2 Вычислите Кс для этой реакции

Ответ Кс = 8388 12 Рассчитайте Кр и Кс для реакции РСl5 harrРСl3 + Cl2 при 500 К если

к моменту равновесия продиссоциировало 54 РСl5 а исходная концен-трация РСl5 была равна 100 мольл

Ответ Кс = 0634 Кр = 264middot10 ndash2

13 Константа равновесия системы H2 + I2 hArr 2HI при некоторой тем-пературе равна 40 Определите какой процент водорода и иода перейдет в HI если исходные молярные концентрации этих веществ одинаковы и составляют 001 мольл Ответ 76

РАСТВОРЫ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ И СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Общие сведения о дисперсных системах Грубодисперсные систе-мы коллоидные растворы (золи) истинные растворы

2 Твердые жидкие и газообразные растворы понятие примеры зна-чение

3 Физическая химическая и современная (физико-химическая) тео-рии растворов Работы ДИ Менделеева

4 Энергетика растворения 5 Растворимость Влияние температуры на растворимость газообраз-

ных жидких и твердых веществ 6 Способы выражения состава растворов а) качественные характеристики б) количественные параметры в) массовая доля растворенного вещества (W) г) молярная концентрация раствора (См) д) молярная концентрация эквивалента (Сэ) е) титр раствора (Т) ё) молярная доля растворенного вещества (χ) ж) моляльная концентрация (b) З) растворимость (S) 7 Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов

(Росм) 8 Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов Первый за-

кон Рауля

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 18: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

18

Как изменится скорость реакции если концентрацию кислорода увели-чить до 09 мольл а концентрацию оксида азота до 1 2 мольл

Ответ возрастет 3 4 раза 9 Разложение N2О на поверхности золота при высоких температурах

протекает по уравнению 2 N2О = 2N2 + О2 Константа скорости данной реакции равна 5middot10-4 лmiddotмоль-1middotмин ndash1 при 1173 К Начальная концентрация N2О 320 мольл Определите скорость реакции при заданной температу-ре в начальный момент и в тот момент когда разложится 25 N2О

Ответ 512middot10 ndash4 288 middot10 ndash4 мольmiddot мин -1middotл -1

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Обратимые и необратимые химические процессы Прямые и обрат-ные реакции

2 Химическое равновесие понятие график зависимости скорости прямой и обратной реакции от времени иллюстрация кинетического вывода константы химического равновесия на примере простой реакции и неприменимость его для сложных реакций

3 Выражение константы равновесия при данной температуре через а) парциальное давление реагирующих веществ Кр б) их молярные кон-центрации Кс Взаимосвязь Кр и Кс

4 Связь константы равновесия с основными термодинамическими величинами

5 Факторы влияющие на увеличение константы равновесия (∆Н ∆S) 6 Смещение химического равновесия принцип Ле-Шателье и иллю-

страция его справедливости на конкретных примерах при изменении концентрации давления и температуры

7 Катализаторы и равновесие 8 Химическое равновесие в живой и неживой природе 9 Примеры химических равновесий имеющих практическое значение

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать выражения констант равновесия для реакций а) 2NH3harr3H2+N2б) Fe3O4 + 4CO 3 Fe + 4COharr 2 в) 3 Fe2O3 + Н2 harr Н2О (пар) + 2 Fe3O4

г) С+СО2 2СО harr

19

В каком направлении сместится равновесие в каждом случае при уве-личении давления

2 В каком направлении сместится равновесие следующих обрати-мых реакций

а) 2SO2 + O2harr 2SO3 + 19274 кДж б) N2O4 2 NOharr 2 ndash 5447 кДж при понижении температуры при понижении давления 3 Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных

реакций вправо а) С + Н2О(пар) harrСО + Н2 ndash 12989 кДж б) N2 + 3H2 harr2NH3 + 9218 кДж 4 Вычислите константу равновесия реакции 2НВr harrH2 + Br2 если

до начала разложения масса бромоводорода была равна 0809 г а к мо-менту равновесия прореагировало 5 исходного вещества

Ответ К = 900middot10 ndash5

5 В сосуд объемом 05 л было помещено 05 моль водорода и 05 моль азота При некоторой температуре к моменту равновесия образова-лось 002 моль аммиака Вычислите константу равновесия данной сис-темы Ответ К = 2middot10 ndash3

6 В сосуде объемом 05 л протекает реакция СН4 + Н2О(пар) СО +3Н

harr

2 Вычислите константу равновесия К данной системы если перво-начальные массы реагирующих веществ в данном объеме были следую-щие СН4 ndash 08 г Н2О ndash 09 г СО ndash 14 г Н2 ndash 01 г и если к моменту рав-новесия прореагировало 50 метана Ответ К = 94middot10 ndash1

7 Вычислите константу равновесия реакции N2 + 3H2harr2 NH3 если при некоторой температуре и давлении в сосуд объемом 10 л введено 14 г азота и 1 г водорода К моменту равновесия образовалось 085 г аммиака Ответ К = 69

8 Константа равновесия К реакции 2 NO2 harrN2O4 при некоторой температуре равна 03 Вычислите молярные концентрации компонентов системы при наступлении равновесия если первоначальная молярная концентрация NO2 равна 92 гл Ответ 018 мольл 0010 мольл

9 Определите исходные концентрации азота и водорода в мольл и гл если при наступлении равновесия системы N2 + 3H2 2NHharr 3 кон-центрации веществ были азота ndash 05 мольл водорода ndash 03 мольл ам-миака ndash 20 мольл

Ответ N2 ndash 15 мольл 42 гл Н2 ndash 33 мольл 66 гл 10 При некоторой температуре в закрытом сосуде были смешаны

212 моль водорода и 523 моль йода Определите состав равновесной смеси (мольл) если константа равновесия реакции Н2 + I2 2HI при данных условиях равна 50

harr

Ответ Н2 = 160 мольл I2 = 0130 мольл HI = 102 мольл

20

11 Константа равновесия Кр реакции 2SO2 + O2harr 2SO3 при 950 К равна 1062 middot 10 ndash2 Вычислите Кс для этой реакции

Ответ Кс = 8388 12 Рассчитайте Кр и Кс для реакции РСl5 harrРСl3 + Cl2 при 500 К если

к моменту равновесия продиссоциировало 54 РСl5 а исходная концен-трация РСl5 была равна 100 мольл

Ответ Кс = 0634 Кр = 264middot10 ndash2

13 Константа равновесия системы H2 + I2 hArr 2HI при некоторой тем-пературе равна 40 Определите какой процент водорода и иода перейдет в HI если исходные молярные концентрации этих веществ одинаковы и составляют 001 мольл Ответ 76

РАСТВОРЫ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ И СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Общие сведения о дисперсных системах Грубодисперсные систе-мы коллоидные растворы (золи) истинные растворы

2 Твердые жидкие и газообразные растворы понятие примеры зна-чение

3 Физическая химическая и современная (физико-химическая) тео-рии растворов Работы ДИ Менделеева

4 Энергетика растворения 5 Растворимость Влияние температуры на растворимость газообраз-

ных жидких и твердых веществ 6 Способы выражения состава растворов а) качественные характеристики б) количественные параметры в) массовая доля растворенного вещества (W) г) молярная концентрация раствора (См) д) молярная концентрация эквивалента (Сэ) е) титр раствора (Т) ё) молярная доля растворенного вещества (χ) ж) моляльная концентрация (b) З) растворимость (S) 7 Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов

(Росм) 8 Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов Первый за-

кон Рауля

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 19: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

19

В каком направлении сместится равновесие в каждом случае при уве-личении давления

2 В каком направлении сместится равновесие следующих обрати-мых реакций

а) 2SO2 + O2harr 2SO3 + 19274 кДж б) N2O4 2 NOharr 2 ndash 5447 кДж при понижении температуры при понижении давления 3 Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных

реакций вправо а) С + Н2О(пар) harrСО + Н2 ndash 12989 кДж б) N2 + 3H2 harr2NH3 + 9218 кДж 4 Вычислите константу равновесия реакции 2НВr harrH2 + Br2 если

до начала разложения масса бромоводорода была равна 0809 г а к мо-менту равновесия прореагировало 5 исходного вещества

Ответ К = 900middot10 ndash5

5 В сосуд объемом 05 л было помещено 05 моль водорода и 05 моль азота При некоторой температуре к моменту равновесия образова-лось 002 моль аммиака Вычислите константу равновесия данной сис-темы Ответ К = 2middot10 ndash3

6 В сосуде объемом 05 л протекает реакция СН4 + Н2О(пар) СО +3Н

harr

2 Вычислите константу равновесия К данной системы если перво-начальные массы реагирующих веществ в данном объеме были следую-щие СН4 ndash 08 г Н2О ndash 09 г СО ndash 14 г Н2 ndash 01 г и если к моменту рав-новесия прореагировало 50 метана Ответ К = 94middot10 ndash1

7 Вычислите константу равновесия реакции N2 + 3H2harr2 NH3 если при некоторой температуре и давлении в сосуд объемом 10 л введено 14 г азота и 1 г водорода К моменту равновесия образовалось 085 г аммиака Ответ К = 69

8 Константа равновесия К реакции 2 NO2 harrN2O4 при некоторой температуре равна 03 Вычислите молярные концентрации компонентов системы при наступлении равновесия если первоначальная молярная концентрация NO2 равна 92 гл Ответ 018 мольл 0010 мольл

9 Определите исходные концентрации азота и водорода в мольл и гл если при наступлении равновесия системы N2 + 3H2 2NHharr 3 кон-центрации веществ были азота ndash 05 мольл водорода ndash 03 мольл ам-миака ndash 20 мольл

Ответ N2 ndash 15 мольл 42 гл Н2 ndash 33 мольл 66 гл 10 При некоторой температуре в закрытом сосуде были смешаны

212 моль водорода и 523 моль йода Определите состав равновесной смеси (мольл) если константа равновесия реакции Н2 + I2 2HI при данных условиях равна 50

harr

Ответ Н2 = 160 мольл I2 = 0130 мольл HI = 102 мольл

20

11 Константа равновесия Кр реакции 2SO2 + O2harr 2SO3 при 950 К равна 1062 middot 10 ndash2 Вычислите Кс для этой реакции

Ответ Кс = 8388 12 Рассчитайте Кр и Кс для реакции РСl5 harrРСl3 + Cl2 при 500 К если

к моменту равновесия продиссоциировало 54 РСl5 а исходная концен-трация РСl5 была равна 100 мольл

Ответ Кс = 0634 Кр = 264middot10 ndash2

13 Константа равновесия системы H2 + I2 hArr 2HI при некоторой тем-пературе равна 40 Определите какой процент водорода и иода перейдет в HI если исходные молярные концентрации этих веществ одинаковы и составляют 001 мольл Ответ 76

РАСТВОРЫ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ И СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Общие сведения о дисперсных системах Грубодисперсные систе-мы коллоидные растворы (золи) истинные растворы

2 Твердые жидкие и газообразные растворы понятие примеры зна-чение

3 Физическая химическая и современная (физико-химическая) тео-рии растворов Работы ДИ Менделеева

4 Энергетика растворения 5 Растворимость Влияние температуры на растворимость газообраз-

ных жидких и твердых веществ 6 Способы выражения состава растворов а) качественные характеристики б) количественные параметры в) массовая доля растворенного вещества (W) г) молярная концентрация раствора (См) д) молярная концентрация эквивалента (Сэ) е) титр раствора (Т) ё) молярная доля растворенного вещества (χ) ж) моляльная концентрация (b) З) растворимость (S) 7 Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов

(Росм) 8 Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов Первый за-

кон Рауля

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 20: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

20

11 Константа равновесия Кр реакции 2SO2 + O2harr 2SO3 при 950 К равна 1062 middot 10 ndash2 Вычислите Кс для этой реакции

Ответ Кс = 8388 12 Рассчитайте Кр и Кс для реакции РСl5 harrРСl3 + Cl2 при 500 К если

к моменту равновесия продиссоциировало 54 РСl5 а исходная концен-трация РСl5 была равна 100 мольл

Ответ Кс = 0634 Кр = 264middot10 ndash2

13 Константа равновесия системы H2 + I2 hArr 2HI при некоторой тем-пературе равна 40 Определите какой процент водорода и иода перейдет в HI если исходные молярные концентрации этих веществ одинаковы и составляют 001 мольл Ответ 76

РАСТВОРЫ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ И СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Общие сведения о дисперсных системах Грубодисперсные систе-мы коллоидные растворы (золи) истинные растворы

2 Твердые жидкие и газообразные растворы понятие примеры зна-чение

3 Физическая химическая и современная (физико-химическая) тео-рии растворов Работы ДИ Менделеева

4 Энергетика растворения 5 Растворимость Влияние температуры на растворимость газообраз-

ных жидких и твердых веществ 6 Способы выражения состава растворов а) качественные характеристики б) количественные параметры в) массовая доля растворенного вещества (W) г) молярная концентрация раствора (См) д) молярная концентрация эквивалента (Сэ) е) титр раствора (Т) ё) молярная доля растворенного вещества (χ) ж) моляльная концентрация (b) З) растворимость (S) 7 Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов

(Росм) 8 Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов Первый за-

кон Рауля

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 21: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

21

9 Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов Вто-рой закон Рауля

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Какая масса НСl содержится в 0250 л раствора соляной кислоты с

массовой долей 1052 (ρ = 1050 кгм3) Ответ 2760 г 2 Вычислите молярную концентрацию К2SO4 в 002 л которого со-

держится 274 г растворенного вещества Ответ 0730 мольл 3 Рассчитайте титр раствора NaCl если молярная концентрация эк-

вивалента равна 400middot10 ndash2 мольл Ответ 234 middot 10 ndash3 гмл 4 Определите молярную концентрацию эквивалента моляльную

концентрацию и массовую долю () Fe2(SO4)3 в растворе и титр 08 М раствора Fe2(SO4)3 если плотность раствора принять равной 100middot10 3 кгм3 Ответ 480 мольл 118 молькг 320 32 middot 10 ndash1 гмл

5 Какой объем 01 н HNO3 можно приготовить из 07 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 (ρ = 1180 кгм3)

Ответ 3930 л 6 Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50

и плотностью 1538 кгм3 надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 Какой объем воды надо взять Ответ 1750 л

7 Какой объем 5 н раствора NаОН можно приготовить из 4 л рас-твора гидроксида натрия с массовой долей NаОН 50 (ρ = 1525 кгм3)

Ответ 1525 л 8 Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4

96 (ρ = 1835 кгм3) нужно взять для приготовления 5 л 05 н раствора H2SO4 Ответ 1400 мл

9 К 08 л раствора гидроксида натрия (W = 30 ρ = 1328 кгм3) при-бавлено 04 л раствора едкого натра массовая доля NaОН в котором равна 14 (ρ = 1153 кгм3) Определите плотность полученного раствора и массовую долю NаОН в нем Ответ 1275 кгм3 2515

10 Плотность раствора Na2СО3 равна 110 гмл Из 4 л этого раствора при действии соляной кислоты получено 666 л СО2 (ну) Вычислите массовую долю () Na2СО3 в растворе Ответ 715

11 Сколько хлороводорода растворится в 100 л воды при 40˚С и давле-нии 986 middot 10 4 Па если растворимость НСl при ну составляет 386 м3 на 1 м3 воды Ответ 534 кг

12 Вычислите растворимость Ва(NО3)2 в воде при 20ordmС если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли

Ответ 900 г 100 г H2O

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 22: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

22

13 Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 140 л 630 г глюкозы С6Н12О6 при 0ordmС Ответ 567middot105 Па

14 Вычислите давление пара над раствором содержащим 342 г саха-ра С12Н22О11 в 451 г воды при 65ordmС если давление паров при этой тем-пературе равно 250middot 104 Па Ответ 240 middot 104 Па

15 Для определения относительной молекулярной массы вещества являющегося неэлектролитом его навеска массой 1764 г была раство-рена в воде а объем раствора доведен до 100 мл Измеренное осмотиче-ское давление раствора оказалось равным 238middot105 Па при 20ordmС Какова молекулярная масса вещества Ответ 1803

16 Масса анилина С6H5NH2 в растворе объемом 1 л составляет 930 г Если этот раствор изотоничен с раствором метилового спирта то чему равна m (CH3OH) в растворе объемом 2 л Ответ 640 г

17 Раствор объемом 2 л содержит неэлектролит массой 8 г при 27ordmС и его осмотическое давление равно 52676 гПа Найдите Mr растворенного вещества Ответ 18930

18 Сахарозу какой массы надо растворить в воде объемом 1000 мл чтобы понизить температуру ее замерзания на 1ordmС повысить темпера-туру кипения на 1ordmС Ответ 1839 и 6577г

19 На сколько градусов а) понизится температура замерзания если в бензоле массой 100 г растворить нафталин С10Н8 массой 4 г б) повысит-ся температура кипения если к воде объемом 1 л растворить глюкозу массой 90 г (Кк бензола = 510) Ответ а) 159ordmС б) 026ordm С

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Электролиты и неэлектролиты 2 Основные положения теории электролитической диссоциации 3 Механизм процесса диссоциации веществ с ионной и ковалентной

связью 4 Степень диссоциации Сильные и слабые электролиты Константа

диссоциации 5 Закон разбавления Оствальда 6 Смещение равновесия диссоциации слабого электролита 7 Сильные электролиты Кажущаяся степень диссоциации Фактор

активности 8 Диссоциация кислот солей оснований Амфотерные гидроксиды

Ступенчатая диссоциация 9 Реакции ионного обмена Ионно-молекулярные уравнения

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 23: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

23

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что называют изотоническим коэффициентом i Каков его физи-

ческий смысл и методы экспериментального определения От каких факторов зависят значения i

2 Раствор содержащий 8 г NаОН в 1000г Н2О кипит при 10084ordmС Определите изотонический коэффициент (для воды Кэ = 0516ordmС)

Ответ 1780 3 Изотонический коэффициент 02 н раствора нитрата кальция равен

248 Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита Ответ 740

4 Давление пара водного раствора NaNO3 (W=8) равно 227middot103 Па при 20˚С Давление паров воды при этой температуре равно 234middot103 Па Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом рас-творе Ответ 630

5 Температура замерзания водного раствора содержащего 025 моль HNO3 в 25 л воды равна ndash 035˚С Рассчитайте кажущуюся степень дис-социации кислоты в этом растворе (Кк для воды 185˚С)

Ответ 890 6 Какие величины являются количественной характеристикой про-

цесса электролитической диссоциации Дайте их определения Какую из них и почему называют постоянной величиной

7 Как и почему влияет на степень диссоциации введение его в рас-твор одноименного иона и разбавление раствора

8 Чему равна молярная и массовая (гл) концентрации ионов Fe3+ и SO4

2- в растворе объемом 400 мл содержащим сульфат железа (Ш) мас-сой 16 г если α соли считать равной 1

Ответ 200 middot10 ndash2 мольл и 112 гл 300 middot10 ndash2 мольл и 288 гл 9 Написать выражения констант диссоциации угольной кислоты (К1

и К2) Какая из этих величин меньше Почему 10 По какому признаку согласно теории электролитической диссо-

циации вещества относят к классам кислот оснований солей 11 Объясните с точки зрения ТЭД поведение амфотерных гидрокси-

дов в водных растворах 12 Дайте объяснение изменению типа диссоциации и силы гидроксидов

в ряду NаОН ndash Mg(OH)2 ndash Al(OH)3 ndash H2SiO3 ndash H3PO4 ndash H2SO4 ndash HClO4 13 Попарно смешали растворы следующих веществ а) NaClO + CH3COOH д) NaH2PO4 + Na3PO4б) NaCl + CH3COOH е) NaHSO4 + Na2SO4в) MgCl2 + KOH ж) Na2SO4 + NaOH г) NaCl + KOH з) NaHSO4 + NaOH Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена На-

пишите ионные уравнения возможных реакций

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 24: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

24

14 На нейтрализацию 25 мл раствора NаОН пошло 001575 г щавеле-вой кислоты H2С2О42Н2О Определите молярную концентрацию экви-валента молярную концентрацию и титр раствора гидроксида натрия

15 Для муравьиной кислоты Кд = 1810ndash4 при 20˚С Какое значение имеют степень диссоциации и концентрации ионов в растворе кислоты при С = 01 мольл Как изменятся эти величины после добавления фор-миата натрия НСООNа до концентрации 01 мольл если эксперимен-тально найденное значение α для соли равно 90

Ответ С(Н+) = 4210 ndash3мольл С (Н+) = 1910 ndash4мольл α = 020

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Равновесие в растворах малорастворимого электролита Произве-дение растворимости (ПР)

2 Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого веще-ства как функция ПР Действие одноименных ионов

3 Закономерности диссоциации воды (малость α К= f (Т) ионное произведение воды зависимость от температуры)

4 рН и рОН их взаимосвязь РК слабых кислот и оснований Инди-каторы

5 Гидролиз ndash обменная реакция веществ с водой Общая причина гидролиза

6 Три основных типа гидролиза Молекулярные и ионно ndash молеку-лярные уравнения процессов гидролиза Изменение рН при гидролизе

7 Степень гидролиза hг Факторы влияющие на hг Константа гидро-лиза Кг ее зависимость от природы электролита

8 Практическая значимость гидролиза

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Произведения растворимости АgСl и Аg2CO3 соответственно рав-

ны 1610 ndash10 и 6210 ndash12 при 25˚С Какая соль более растворима Ответ С2 gt С1

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 25: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

25

2 Найдите концентрацию ионов Са2+ в растворе при рН=13 Ответ 55 middot 10 ndash4 мольл

3 Будет ли образовываться осадок СаSO4 если к раствору содер-жащему 002 мольл CaCl2 прибавить равный объем раствора содержа-щего 02 мольл Н2SO4 Ответ Да

4 Рассчитайте достигается ли бактерицидное действие иона Аg+ (С (Аg+) = 10 ndash9 гл) в насыщенном растворе AgCl Ответ Да

5 Образуется ли осадок Fe(OH)3 если к 1 л 0006 н FeCl3 приба-вить 0125 л 00001М КОН ПР Fe(OH)3 = 38middot10-38 Степень электроли-тической диссоциации исходных веществ принять равной единице

6 Вычислите степень и константу диссоциации основания МеОН в растворе если

а) рН = 8 С = 1 0middot10 ndash3 мольл б) рН = 10 С = 10middot10 ndash2 мольл в) рН = 116 С = 02 мольл

Ответ а) α = 010 К = 10 middot 10 ndash9

б) α = 10 К = 10 middot 10 ndash6

в) α = 20 К = 80 10 ndash5

7 Определите рН в растворах кислот НА если а) С = 10 мольл α = 3 б) С = 010 мольл α = 5 в) С = 0050 мольл α = 1

Ответ а) 12 б) 20 в) 30 8 Индикатор БТС имеет интервал рН перехода окраски 6divide76 (от

желтой через зеленую при рН~7 до синей) Какую окраску будет иметь индикатор в водной среде веществ K3PO4 CrCl3 LiNO3 BaSO4 K2S K2CO3 K2SO3 FeSO4 Fe2(SO4)3 Zn(ClO4)2 CuSO4 NaOH KBr CO2

9 Какие из указанных ниже солей подвергаются гидролизу и какая форма гидролиза (простой ступенчатый полный) будет иметь место в каждом отдельном случае

а) NaClO б) NaCl в) K3PO4 г) Al2S3 д) Fe(NO3)3 Дайте ответ на вопрос не составляя уравнения реакций

10 Напишите ионные и молекулярные уравнения всех ступеней гид-ролиза солей а) сульфида натрия б) хлорида алюминия в) сульфата железа (III) Как можно усилить гидролиз каждой из этих солей и как ослабить

его Почему степень гидролиза уменьшается на каждой последующей ступени

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 26: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

26

11 Вычислите константу гидролиза степень гидролиза и pH при ком-натной температуре в растворах солей гидролизующихся по аниону сла-бой одноосновной кислоты а) 0100 М NaCH3COO б) 0100 М KCN в) 001 М KCN

Ответ а) К = 570middot10-10 hг = 760middot10-5 pH = 888 б) К = 160middot10-5 hг = 00130 pH = 111

в) К = 160middot10-5 hг= 400middot10-2 pH = 106

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие реакции называются окислительно-восстановительными (ОВР) Приведите примеры Как классифицируются эти реакции

2 Дайте определения следующим понятиям процесс окисления и процесс восстановления окислитель и восстановитель

3 Как изменяются окислительно-восстановительные свойства про-стых веществ в зависимости от положения соответствующих элементов в периодической системе ДИ Менделеева Приведите примеры типич-ных окислителей и восстановителей

4 Покажите на примерах как изменяются окислительно-восстаndashновительные свойства соединений элемента в зависимости от его сте-пени окисления

5 По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям только к восстановителям или к веществам проявляю-щим двойственность свойств Приведите примеры

6 Как составляются уравнения окислительно-восстановительных ре-акций с помощью метода электронного баланса

7 Что лежит в основе электронно-ионного метода составления уравнений В каких случаях целесообразно пользоваться тем или иным методом

8 На примерах восстановления перманганата калия покажите влия-ние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

9 Как определяются молярные массы эквивалента окислителя и вос-становителя

10 Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций процессов в биологических системах

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 27: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степени окисления атомов элементов в веществах

HClO NaNO3 MnO2 KClO2 HNO3 NH3 NO K2Cr2O7 NH4NO3 Выделите типичные окислители восстановители и вещества способные проявлять оба свойства

2 Укажите в каких из приведенных ниже процессов происходит приобретение электронов а в каких ndash потеря Напишите электронные уравнения указанных процессов а) Рordm Рrarr -3 д) Iordm Irarr +5 б) Н - 1rarrН+1 е) Cr+6 rarrCr+3 в) S ndash 2 Srarr +6 ё) S ndash 2 rarrS+4 г) N+5rarrN -3 ж) S+4rarrS -2 3 Составьте уравнения следующих окислительно-восстановительndash

ных реакций пользуясь электронным балансом а) KClO3rarr KCl+ KClO4 б) KClO3rarrKCl+O2 в) NH4NO3rarrN2O+H2O г) CuO+COrarrCu+CO2 д) KMnO4rarr K2MnO4 +MnO2+O2е) NH3+O2rarrN2+H2O ё) K2MnO4 +Cl2rarr KMnO4+KCl 4 Напишите электронно-ионные уравнения процессов окисления и

восстановления представленные схемами а) Cr2O7

2- rarr2Cr3+ б) H2SrarrS в) I2rarrIO3

ndash г) ClO4

- rarrCl д) H2O2rarrO2 е) CrO2

2- rarrCrO42 ndash

ё) SO32- rarrSO4

2 ndash

ж) MnO2rarrMn2+

5 В приведенных ниже электронно-ионных схемах поставьте вместо знака вопроса число принятых или отданных электронов найденное по правилу суммы зарядов а) SO4

2 - +4H++rarrSO2+2H2O б) NO3

- +9H++rarrNH3+3 H2O в) Cr2O7

2 - +14H++rarr2Cr3+ +7H2O г) Cr3+ +8OH - +rarr CrO4

2 -+3H2O д) ClO3

- + 6H++rarr Cl - + 3H2O е) ClO3

- + 2H++rarr Cl - + H2O

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 28: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

28

6 Допишите приведенные ниже схемы к которых указаны только ио-ны исходных веществ участвующих в окислительно-восстановительных реакциях Подберите коэффициенты и напишите полные уравнения в ион-но-молекулярной и молекулярной форме а) Fe3++I - rarr г) Fe2++ ClO - rarr б) Cr2O7

2 - +NO2 - rarr д) NO2

- +I - rarr в) SO3

2 - +BrO3 -rarr е) ClO2 - + SO32 -rarr

7 Прогнозируйте продукты реакции подберите коэффициенты элек-тронно-ионным методом (метод полуреакций) определите фактор экви-валентности окислителя (восстановителя) и рассчитайте массу получен-ного продукта окисления а) Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3=HMnO4+hellip б) Cr(OH)3+Br2+KOH=K2CrO4+hellip в) KClO3+MnO2+KOH=KCl+hellip г) K2Cr2O7+H2O2+H2SO4=O2+hellip д) ReO2+O2+NaOH=Na3ReO5+hellip е) UO2(NO3)2+Zn+HCl=U(NO3)2+hellip 8 Подберите коэффициенты к ОВР методом полуреакций определи-

те направление протекания реакций (для стандартных условий) а) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4б) PH3+ K2Cr2O7+ H2SO4harrH3PO4+Cr2(SO4)3+ K2SO4+H2O в) KMnO4+MnSO4+H2Oharr MnO2+ K2SO4+ H2SO4г) I2+K2SO4+H2OharrKIO3+KI+H2SO4д) H2SeO4+Cl2+H2Oharr H2SeO3+HClO3е) K2MnO4+KCl+ H2OharrKClO3+ MnO2+KOH ж) FeSO4+ KMnO4+ H2SO4harr Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O з) K2Cr2O7+SO2+ H2SO4harr Cr2(SO4)3+ K2SO4+ H2O 9 Рассчитайте объем раствора FeSO4 (W = 21 ρ = 122 гмл) кото-

рым можно восстановить в кислой среде 294 г К2Сr2О7 10 Какой объем раствора КIО3 (W = 4 ρ = 107 гмл) будет доста-

точным для получения свободного йода при окислении йодида калия содержащегося в растворе объемом 250 мл (W = 15 и ρ = 111 гмл) в кислой среде

11 Какую массу кристаллического КMnО4 следует взять для приго-товления 1л 002н раствора перманганата калия предназначенного для окислительно-восстановительного титрования в кислой среде Ион МnО4 ndash восстанавливается при этом до Mn2+ Ответ 063г

12 070г железной проволоки растворили в серной кислоте без досту-па воздуха в колбе емкостью 100 мл На титрование 150 мл полученного раствора потребовалось 149 мл 01н раствора перманганата калия Ка-кова массовая доля железа в проволоке Ответ 992

13 50 мл раствора хлорида железа (III) в котором W(FeCl3) = 10 (ρ=108 гмл) окислили в щелочной среде хлором до феррата натрия Рассчитайте использованный объем хлора

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 29: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

29

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

sect 1 РЯД СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определение электрохимической системе 2 Что является количественной характеристикой окислительно-восстаndash

новительной способности электрохимических систем 3 Какие электродные потенциалы называют стандартными Как оп-

ределяется их величина 4 Что называют стандартным водородным электродом Для каких це-

лей его используют 5 Какую информацию содержит электрохимический ряд стандартных

электродных потенциалов 6 Как по положению металла в электрохимическом ряду напряжений

определить направление окислительно-восстановительной реакции ме-талла с водой с водными растворами кислот с растворами солей других металлов

7 Как с помощью измерения напряжения (Е) химического источни-ка тока определить изменение свободной энергии и константу равно-весия окислительно-восстановительного процесса протекающего в этом элементе

8 В каких случаях при определении направления самопроизвольного протекания реакции необходимо учитывать не только стандартные элек-тродные потенциалы (εordm) электрохимических систем но и концентрации реагентов

9 По какой формуле можно найти электродный потенциал металла при любой температуре и концентрации растворов его соли если для не-го известно εordm При каких условиях Е=εordm

10 Охарактеризуйте устройство работу и области применения хими-ческих источников электрической энергии

11 Принцип работы топливных элементов

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций

вытеснения металлов и указать стрелками переход электронов а) Zn(NO3)2 + Pb д) Pb(NO3)2+Ag б) AlCl3+Mg е) H2SO4(разб)+Ni

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 30: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

30

в) AgNO3+Cu ж) HCl(разб)+Cu г) FeSO4+Zn з) Na2SO4 +Al 2 Составьте схемы электрохимических цепей для определения стан-

дартных электродных потенциалов электродов Al3+Al и Cu2+Cu в паре с нормальным водородным электродом Укажите переход электронов во внешней цепи

3 Составьте схемы двух электрохимических цепей в одном из кото-рых никель является катодом в другом ndash анодом Написшите уравнения процессов протекающих на никелевых электродах во время работы в первом и во втором случаях

4 Составьте схему электрохимической цепи имея в распоряжении Sn Ag SnCl2 AgNO3 Какой из электродов будет окислителем восста-новителем На основе чего решается этот вопрос

5 Составьте схему электрохимической цепи в которой водород окисляется ионами Ag+ алюминий ndash ионами Cu2+

6 Будет ли работать электрохимическая система составленная из двух водородных электродов Почему

7 В прямом или обратном направлении будут протекать при стан-дартных условиях приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции или система будет находиться в равновесии

а) KMnO4+Br2+H2SO4 harr MnSO4 + KBrO3 + H2O б) KBrO3 +KAsO2+KOHharr K3AsO4 + KBr+H2O в) KIO3+ H2O+ SO2harrI2+ H2SO4 + K2SO4г) MnSO4+PbO2+HNO3harrHMnO4+Pb SO4+ Pb(NO3)2+ H2O д) K2Cr2O7+NaCl+ H2SO4 harrCr2(SO4)3+Cl2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O 8 Имеются электрохимические системы а) CdCd2+Al3+Al б) SnSn2+Hg2+Hg в) CuCu2+Ag+Ag г) ZnZn2+Co2+Co Для каждой из этих систем укажите а) что является окислителем и что ndash восстановителем б) электрод ndash окислитель и электрод ndash восстановитель в) положительный и отрицательный полюсы электрохимических систем г) направление потока электронов во внешней цепи 9 На основании схем двух электрохимических цепей

NiNi2+2H+H2Pt Pt H2 2H+Bi3+Bi напишите уравнения химических реакций на основе которых они работают

10 Определите электродный потенциал цинка опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов цинка Zn2+ 0001мольл

11 Какое значение рН имеет раствор кислоты в стандартном водо-родном электроде потенциал которого принят за 0 Как изменится элек-тродный потенциал при рН=1 pH=2 pH=3

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 31: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

31

12 Будет ли растворяться свинец в растворе соляной кислоты а) С(Н+)=1 мольл б) С(Н+)=0001мольл

13 В раствор соли никеля погрузили железную пластинку Какая ре-акция на ней произойдет а) рН=5б) рН=3

14 Найдите и сравните электродные потенциалы пар Cu2+Cu и Zn2+Zn при 25ordmС и концентрации растворов равной 1 001 0001 мольл

Ответ034 и ndash 076В 028 и ndash 082В 025 и ndash085В 15 Чему равно напряжение медноцинковой электрохимической сис-

темы если концентрации растворов ZnSO4 и CuSO4 соответственно рав-ны (мольл) 1 и 001 001 и 1 1 и 0001 0001 и 1

Ответ104 116 101 119В 16 Определите напряжение электрохимической цепи Pt H2 NaOH

001 M 01 М FeSO4 Fe степени электролитической диссоциации FeSO4 и NaOH соответственно равны 60 и 100 Ответ 0232В

sect 2 ЭЛЕКТРОЛИЗ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что такое электролиз 2 Дайте определения понятиям laquoкатодraquo laquoанодraquo laquoкатодныйraquo laquoанод-

ныйraquo процесс 3 Какие факторы определяют характер катодного и анодного про-

цессов при электролизе водных растворов электролитов 4 Почему щелочные металлы можно получить электролизом распла-

вов их солей и нельзя получить электролизом растворов этих же солей 5 Какой анод называется инертным и какой активным 6 Какие процессы протекают на инертном и какие ndash на активном при

электролизе водных растворов электролитов 7 Что называется электрохимической поляризацией 8 Что такое перенапряжение 9 Как влияет материал катода на перенапряжение выделения водо-

рода 10 Сформулируйте законы Фарадея 11 Что называется массовой долей выхода по току 12 Укажите основные области применения электролиза 13 На чем основан метод очистки металлов электролизом

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 32: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

32

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Написать уравнения реакций катодного и анодного процессов

протекающих при электролизе водных растворов указанных ниже ве-ществ с графитовыми электродами

а) хлорида никеля б) нитрата кальция в) гидроксида натрия г) сульфата железа (П) д) серной кислоты е) нитрата серебра 2 Какие продукты будут выделяться на катоде и аноде в первую оче-

редь при электролизе водных растворов на угольных электродах если в электролизере находится смесь следующих солей

а) СuSO4 и KCl б) NiSO4 и NaCl в) FeCl3 и Na2SO4 г) SnCl2 и KI 3 Напишите уравнения реакций протекающих на электродах при

электролизе раствора а) сульфата никеля с никелевыми электродами б) нитрата серебра с серебряными электродами в) хлорида меди с медными электродами 4 Составьте электронные уравнения процессов происходящих на

электродах при электролизе раствора КОН расплава КОН 5 При электролизе водного раствора AgNO3 c нерастворимым ано-

дом в течение 25 мин при прохождении тока в 3А на катоде выделилось 480 г серебра Рассчитайте массовую долю выхода по току

Ответ 953 6 Определите время необходимое для получения 1кг металлическо-

го натрия при электролизе расплава гидроксида натрия при прохожде-нии тока 2500А Массовая доля выхода по току равен 35 Какой объем кислорода был выделен Ответ 1ч 20мин 2435л

7 Ток в 2А в течение 1ч 28 мин выделил на катоде (при 100 выхо-де по току) 65 г металла Найдите молярную массу его эквивалента

Ответ 594 гмоль 8 При электролизе одного из соединений олова ток в 10А за 3 мин

выделил на электродах металл массой 0554 г и хлор объемом 209 мл (ну) Найдите формулу этого соединения Ответ SnCl4

9 Ток проходит последовательно через растворы сульфата меди и хлорида олова (П) За некоторый промежуток времени в первом рас-творе выделилось 3176 г меди Определите массу выделившегося олова и теоретический объем образовавшегося хлора при ну

Ответ5930г Sn 1120л Сl2

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 33: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

33

10 При прохождении тока в 10 А через электролизер в которотом на-ходится раствор щелочи объемом 05 л с массовой долей NaOH 45 (ρ = 105 гмл) Через сколько часов массовая доля NaOH в растворе дос-тигнет 10 Ответ 860 ч

11 Ток проходит последовательно через два элетролизера содержа-щих соответственно по 0750 л раствора нитрата серебра и раствора сульфата меди (II) Молярная концентрация эквивалента обоих раство-ров одинакова и равна 012 мольл Какая масса меди выделится на като-де за время необходимое для полного выделения всего серебра из рас-твора нитрата серебра Электролиз идет на угольных электродах Дайте полную схему электролиза раствора сульфата меди(II) Ответ 2 86 г

12 Определите ток который необходимо пропустить через расплав хлорида магния в течение 10 часов при массовой доле выхода по току 85 чтобы получить 5000 г металлического магния Ответ 1298 А

sect 3 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что называют коррозией металлов Какие различают виды корро-зии и к каким из них относится газовая коррозия

2 К какому виду коррозии относится образование на поверхности ме-ди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе

3 Какие виды коррозии вызывает горение жидкого топлива содержа-щего примеси соединений серы

4 Какие металлы в электрохимических системах называют анодными и катодными Чем определяется роль каждого металла

5 Какие существуют способы защиты металлов от коррозии 6 Какие вещества называют ингибиторами Приведите примеры

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Охарактеризуйте процесс коррозии технического и химически чис-того металла

2 Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой

3 Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот Почему Од-нако если к медной пластинке опущенной в кислоту прикоснуться цин-ковой то на меди начинается бурное выделение водорода Дайте этому объяснение составив электронные уравнения анодного и катодного процессов Напишите уравнение протекающей химической реакции

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 34: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

34

4 Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водоро-да Как изменится скорость коррозии при уменьшении рН среды

5 Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия Составьте уравнения анодного и ка-тодного процессов

6 При нарушении целостности поверхностного слоя медного покры-тия на алюминии будет проходить коррозия вследствие работы электро-химической системы (-) AlordmAl3+H2SO4Cu(H2H+) (+) За 45с работы этой электрохимической системы выделилось 900мл

водорода (ну) Какая масса алюминия растворилась за это время Ка-кой ток дает эта электрохимическая цепь Ответ 172 А 720middot10 ndash2 г Al

7 Для электрохимической защиты от коррозии используют а) протекторную защиту ndash достигается контактом данного металла

с другим б) катодную защиту ndash присоединение защищаемого объекта к катоду

источника постоянного электрического тока Объясните чем определяется выбор другого металла в первом случае

и какова роль электрического тока от внешнего источника

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Какие соединения можно отнести к комплексным 2 Пользуясь положениями координационной теории Вернера дайте

определение следующим понятиям а) комплексообразователь б) лиганды в) координационное число комплексообразователя г) внутренняя и внешняя сферы комплекса 3 Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления

(со) комплексообразователя 4 Какая связь между строением атома элементов и их способностью

к комплексообразованию Приведите примеры типичных комплексооб-разователей

5 Приведите примеры типичных лигандов Какие лиганды называют-ся монодентантными и какие полидентантными

6 Какие факторы определяют значение координационного числа

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 35: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

35

7 Приведите примеры комплексных соединений а) с комплексным анионом б) с комплексным катионом в) являющихся неэлектролитами Дайте им названия 8 Дайте определения и приведите примеры основных типов ком-

плексных соединений а) аквакомплексов б) аммиакатов в) ацидокомплесков г) полиядерных комплексов 9 Укажите основные методы установления координационных формул

компndashлексных соединений 10 Какие комплексы называются хелатными или внутрикомплексными

соединениями Укажите области наиболее широкого применения хелато-образующих веществ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Определите степень окисления и координационное число ком-плексообразователя в следующих комплексных соединениях и привести их названия

а) [Pt(NH3)2Cl2] е) [V(H2O)5O]SO4б) K2[Cd(CN)4] ж) H3[TaF8] в) [CoCl2(en)2]Cl где en ndash этилендиамин з) Na6[V10O28] г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5] д) K4[Fe(CN)6] 2 Определите величину и знак заряда комплексных ионов Составь-

те формулы комплексных соединений с приведенными катионом или анионом

а) [Bi+3J4] д) [Cr+3(H2O)4Cl2] б) [Cr+3(NH3)5Cl] е) [Co+3(NH3)2(NO2)4] в) [Pd+2(NH3)2(CN)2] ж) [Zr+4(OH)6] г) [Hg+2(SCN)4] з) [Fe+3(H2O)5Br] 3 Напишите координационные формулы следующих комплексных со-

единений обоснуйте выбор комплексообразователя а) 3NaF middot Al F3 д) Cd(OH)2 middot 4NH3 б) 2Ca(CN)2middotFe(CN)2 е) KCl middot PtCl4 middotNH3 в) 2K NO3middotHNO3middotAu(NO3)3 ж) KCN middot Co(CN)3 middot 2H2O г) 2NH4BrmiddotCuBr2middot2NH3 з) 2Ba(OH)2 middot Cu(OH)2

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 36: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

36

4 Напишите координационную формулу соединения общей форму-лы Ba(CN)2middotCu(SCN)2 если известно что H2SO4 осаждает весь барий в виде BaSO4 а измерение электрической проводимости показало что соединение диссоциирует на два иона

5 Определите координационное число центрального атома в сле-дующих комплексах K4[Fe(CN)6] [CrCl2(en)2] [Co(NH3)3Cl3] K4[TiCl8] Na2[Zn(OH)4]

6 Дайте названия следующим соединениям [PtCl3(NH3)3]Br [PtBr4] Na3[Fe(CN)5NH3] [Na3[Cr(OH)6] [PtCl4(NH3)2] [Cu(NH3)4] [PtCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(NH3)6] [Co(NO2)6]

7 Составьте координационные формулы следующих соединений а) тетрахлороплатинат (II) тетраамминплатины(II) б) гексафторостибат(V)дифторохлора (III) в) гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III) г) бромид (microndashгидроксо)ndashгидроксотетрааммин хрома (III) ndash пентаам-

минхрома(III) д) диамминнитротрихлороплатина е) нитрат пентаамминроданокобальта(III) ж) бромид гексаамминосмия 8 Определите дентантность следующих полидентантных лигандов

в комплексных соединениях меди платины и хрома если координаци-онные числа меди и платины равны 4 а хрома ndash 6 [Cu (dipy)2]Cl2 K[Cr(edita)] [Pt(en)2]Br2 [Cu(dipy) C2O4] [CrC2O4(NH3)4] Cl [Pt(gly)2]

9 Электрическая проводимость растворов комплексов PtCl4middot6NH3 PtCl4middot5NH3 PtCl4middot4NH3 PtCl4middot3NH3 PtCl4middot2NH3 KPtCl5middotNH3 K2PtCl6 умень-шается достигая нуля для PtCl4middot2NH3 и затем снова возрастает Зная что электрическая проводимость пропорциональна числу ионов на которые диссоциирует электролит и что координационное число Pt в этих ком-плексах равно 6 напишите их координационные формулы Назовите дан-ные комплексы Определите степень окисления комплексообразователя в каждом из них

10 При прибавлении раствора нитрата серебра к раствору комплекс-ной соли общей формулы CrCl3middot5H2O объемом 100 мл и молярной кон-центрации соли 01 мольл образовался осадок массой 287 гНапишите координационную формулу соли

11 Напишите графическую формулу глицината меди (соли аминоук-сусной кислоты) Какой тип комплексных соединений эта соль пред-ставляет

12 При действии нитрата серебра на раствор комплексного соедине-ния общей формулы CoCl3 middot 5NH3 осаждается 23 содержащегося в нем хлора Напишите координационную формулу этого соединения

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 37: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

37

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИХ СВОЙСТВА

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Дайте определения и приведите примеры комплексных соединений

представляющих основные виды изомерии а) гидратная ионизационная координационная б) цис-транс ndash изомерия в) солевая г) оптическая 2 Возможно ли существование цис- транс ndash изомеров для тетраэдри-

ческих комплексных ионов 3 Как с помощью валентных связей объяснить возникновение связей

между комплексообразователем и лигандами 4 Какие факторы определяют тип гибридизации атомных орбиталей

центрального атома 5 Какие комплексы называются laquoвнешнеорбитальнымиraquo и laquoвнутрен-

неорбитальнымиraquo 6 Какая связь между типом гибридизации орбиталей комплексообра-

зователя и геометрической формой комплексного иона 7 Чем обусловлены магнитные свойства комплексов Как можно

предсказать магнитные свойства комплексов с помощью теории кри-сталлического поля

8 Почему подавляющая часть комплексных соединений переходных металлов окрашена

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 С помощью метода валентных связей определите тип гибридиза-ции атомных орбиталей центрального атома в следующих комплексных ионах 1) [Zn (NH3)4]2+ 2) [CoF6]3 - 3) [Co(CN)6]3 - Известно что 1 и 3 димагнитные комплексы а 2 ndash парамагнитный

2 Хром образует ряд комплексных соединений [Cr(H2O)5Cl2] H2O [Cr (H2O)6]Cl3 [Cr(NH3)6] [Co(CN)6] [Co(NH3)6]

[Cr(CN)6] Какие из них являются изомерами Какие типы изомерии здесь представлены

3 Определите структуру двух изомеров общей формулы Co(NH3)5SO4Br если известно что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок а на второй ndash нет с первым хлорид бария не образует осадка а со вторым образует Измерение электрической прово-димости показало что каждый изомер в растворе диссоциирует на два ио-на Назовите данный вид изомерии

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 38: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

38

4 Два аммиаката кобальта различаются цветом один из них ndash зеле-ный другой ndash фиолетовый Изменение электрической проводимости по-казало что оба изомера диссоциирует в растворе на два иона Определи-те вид изомерии Напишите схемы пространственного строения изоме-ров общая формула которых CoCl3 middot4NH3

5 Напишите структурные формулы изомеров в виде которых может существовать глицинат меди (II)

6 Какой тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома может иметь место в следующих комплексных ионах [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]2 - [AgBr2] - [Au(CN)2] - [AuCl4] - Укажите электронные кон-фигурации атомов ndash комплексообразователей в данных комплексах

7 Какова электронная конфигурация кобальта в следующих ком-плексных ионах [Co(C2O4)3]3 - 2) Co(NH3)6] 2+ 3) [CoF6] 3 - Известно что 1 и 3 комплексные ионы парамагнитны а 2 ndash диамагнитен

8 За счет каких орбиталей центрального атома происходит образо-вание σ-связей в следующих комплексных ионах [Mn(CN)6] 4 ndash

и [Mn(NH3)6]2+ если известно что первый низкоспиновый а второй вы-сокоспиновый К какому из них относится название laquoвнешнеорбиталь-ныйraquo и laquoвнутреннеорбитальныйraquo

9 Напишите электронную конфигурацию центрального атома в ком-плексных ионах 1) [Fe(CN)6]3ndash и [Fe(CN)6]4- За счет каких орбиталей бу-дут образовываться σ-связи с лигандами в первом парамагнитном и во втором диамагнитном комплексе

10 Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и его электронную конфигурацию в следующих комплексах [AuBr4]- [NiCl4]2- [Co(CN)6] 3- если известно что первый имеет квадратную форму второй ndash тетраэдрическую и третий ndash октаэдрическую

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1 Что является количественной характеристикой устойчивости ком-

плексных ионов 2 Как составляется выражение общей константы нестойкости для

конкретного комплексного иона Приведите примеры 3 Каково соотношение между общей константой нестойкости и кон-

стантами характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона

4 В чем отличие двойных солей от комплексных Приведите приме-ры двойных солей

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 39: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

39

5 Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных моле-кул воды и аммиака

6 Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки зрения ха-рактера поведения аквакомплексов в воде

7 Приведите примеры показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 Что определяет направление реакций протекающих в водных рас-творах в сторону образования комплексных ионов Какое равновесие характеризует их устойчивость

2 Характеристиками каких процессов являются Кн и Ку комплекса Как они связаны между собой Напишите их выражения для соедине-ний Na3[Ag(S2O3)2] K2[Ni(CN)4] [Cu(NH3)4]SO4

3 Как по сравнительным значениям Кн и Ку определяется относи-тельная прочность однотипных комплексных соединений

4 Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+ концентрация кото-рого в растворе составляет 01 мольл добавлением раствора KCl равно-го объема и равной концентрации Увеличение объема раствора при сливании исходных можно не учитывать Ответ да

5 Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях что и в предыдущем задании но при наличии избытка NH3 концентра-ция которого в растворе составляет 10 мольл

Ответ комплекс не разрушается 6 Приведите пример разрушения комплекса осаждением иона ком-

плексообразователя Чем должен определяться выбор осадителя В ка-ких случаях он должен использоваться в больших концентрациях

7 Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют ве-личины Кн комплекса и ПР осаждаемого соединения а также наличие в растворе лигандов

8 Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекул NH3 в растворе аммиаката серебра соответственно равны 30middot10-4 и 50middot10-3 Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кн = 68middot10ndash 8)

Ответ 011 мольл 9 Найдите концентрацию ионов Ag+ и CNS- в растворе дитиоциано-

аргентата калия молярной концентрации равной 01 мольл если для не-го Кн= 270middot10-8 Как изменится концентрация ионов Ag+ после введения в раствор роданида калия до концентрации равной 1 мольл 10 мольл

Ответ 877middot10-4 и 175middot10-3 мольл

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 40: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

40

10 Чему равна концентрация ионов серебра в растворе дисульфитоар-гентата натрия концентрации 01 мольл если он содержит сульфит на-трия количеством вещества 001 моль на каждый литр раствора (Кн[Ag(SO3)2] 3- =45middot10-8) Ответ 45middot10-5 мольл

11 Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 100 л и с (комп соли) = 010 мольл Раствор содержит 1 моль NH3 Ответ 214middot10-14 мольл

12 Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1 л и с (K2[Zn(CN)4]) = 01 мольл в который добавили 001 моль KCN если степень диссоциации последнего равна 85 Ответ 25middot10-9 мольл

13 Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 01 моль л содержащего 02 моль KCN (α = 80 ) если добавить 1middot10-4 моль сульфида аммония Будет ли выпадать осадок (ПР (NiS) = 2middot10-28) Ответ осадок образуется

14 Напишите уравнение реакции гидролиза солей Zn2+ как взаимо-действие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой В какой роли здесь вы-ступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований

15 Допишите приведенные ниже уравнения реакций Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется её направленность

K2[CuCl4] + NH3 rarr hellip Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S rarr hellip Fe3+ + [Fe(CN)6]4- rarrhellip [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH rarr Ni(OH)2 + hellip Fe2+ + [Fe(CN)6]4- rarr hellip K4[Fe(CN)6] + Cl2 rarr hellip K2[HgBr4] + KCN rarr hellip [Co(H2O)6]3+ + Cl- rarr Cl2+hellip

16 Какое основание является более сильным [Cu(NH3)4] (OH)2 или Cu(OH)2 Объясните

17 Степень гидролиза какой соли больше а) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2 18 Раствор сульфата меди(II) образует осадки с растворами едкого

натра и сульфида аммония Раствор сульфата тетраамминмеди образует осадок только с сульфидом аммония Объясните эти явления пользуясь таблицами ПР и Кнест

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 41: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ахметов НС Общая и неорганическая химия ndash М Высшая шко-ла 2001 ndash 743 с

2 Беляева ИИ и др Задачи и упражнения по общей и неорганиче-ской химии ndash М Просвещение 1989

3 Глинка ЛН Общая химия ndash Л Химия 1983 ndash 456 с 4 Карапетьянц МХ Лучинский ГП Майстрюков ВС Хому-

тов НЕ Введение в общую химию Учебное пособие ndash М Высшая школа 1980 ndash 256 с

5 Любимова НБ Вопросы и задачи по общей и неорганической хи-мии Учебное пособие для нехимических спец вузов ndash М Высшая школа 1990 ndash 351 с

6 Практикум по неорганической химии Учебное пособие для сту-дентов пед институтов ЛВ Бабич СА Балезин ФБ Глинка и др ndash М Просвещение 1991 ndash 320 с

7 Романцева ЛМ и др Сборник задач и упражнений по общей хи-мии ndash М Высшая школа 1991

8 Угай ЯА Общая и неорганическая химия ndash М Высшая школа 1999 ndash 527 с

9 Угай ЯА Общая химия ndash М Высшая школа 1984 ndash 440 с 10 Фримантл М Химия в действии ndash М Мир 1998 ndash Ч 1 ndash 528 с

Ч 2 ndash 620 с

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 42: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

42

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и законы химииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3 Строение атомаhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5 Периодический закон и периодическая система химических элементов ДИ Менделееваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Ковалентная связь Метод валентных связейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Метод молекулярных орбиталей Ионная связь Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь Агрегатное состояние вещества 12 Основные законы термодинамики Движущие силы химических процессов Термохимияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14 Скорость химических реакцийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16 Химическое равновесиеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18 Растворы Концентрации растворов и способы выражения Свойства растворов неэлектролитовhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 Электролитическая диссоциацияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 Гетерогенные равновесия в растворах электролитов Ионное произведение воды Гидролиз солейhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24 Окислительно-восстановительные реакцииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 Электрохимические свойства металловhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 1 Ряд стандартных электродных потенциалов Химические источники электрической энергииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29 sect 2 Электролизhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31 sect 3 Коррозия и защита металлов от коррозииhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 Комплексные соединения Состав классификация и номенклатура комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34 Пространственная структура комплексных соединений их свойстваhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37 Равновесия в растворах комплексных соединенийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38 Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 43: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

43

Учебное издание

ОБЩАЯ ХИМИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Сос т а ви т е л ь Григоренко Людмила Константиновна

Изготовление оригинала-макета ЮС Топоркова

Подписано в печать 06092005 г Формат 60х84 116 Печать трафаретная Гарнитура laquoТаймсraquo Усл печ л 27 Уч-изд л 25 Заказ 318 Тираж 35 экз

Воронежский госпедуниверситет Отпечатано в типографии университета 394043 г Воронеж ул Ленина 86

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005

Page 44: ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ · 5 18. Смесь цинка с его оксидом была взята для анализа массой

44

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ВОРОНЕЖ 2005