Яглов В.Н. (ред.) Задачи предлабораторного контроля по химии
Подождите немного. Документ загружается.
1 СО;
О
2
3.
НЖ)
3
;
КМпО
4
2
;§0
2
;
Н
2
8
4.Н
2
80
3
;
О
3
.
Ответ:
+5 +7
З.НМО
3
;
КМпО
4
4. Из предложенных пар веществ выбрать пару только,
восстановителей.
1>К
;
0
2
З.С;
РеС1
3
2.Ш;
Н
2
5
4.ГШ
3
;
О
3
.
Ответ:
УРОВЕНЬ В
1. Уравнять реакцию. Указать окислитель и восстано-
витель:
а)
Металл
+
НМО
3
К
онц
—
>•
соль
+
оксид азота
+
Н
2
О
Формула
оксида азота зависит от активности металла (табл.
П7[1]):
N^0
выделится, если в реакцию вступит активный металл
(Ы...
2п);
N0
выделится, если в реакцию вступит металл средней
активности (Сг...РЬ);
Оз
выделится, если в реакцию вступит малоактивный металл
(стоящий в ряду напряжений после водорода).
71
Дано:
5 +
НШзконц-*
Р
+
Н
2
80
4
конц-^
М§
+
Н
2
5О
4
конц
-
Уравнять реакции
и указать окислитель
и восстановитель
РЕШЕНИЕ:
а)РЬ°
+
НN
+5
0
3конц
=
восст. окисл.
= РЬ
+2
(Ш,)
2
Н
2
О
нок
дм
воссг-ль
РЬ°
- 2е
=
РЬ
+2
окисл-ль
N
+5
+ Зе =
М
+
6
3
2
ЗРЬ°
+
2^
5
=
ЗРЬ
+2
+
2Ы
+2
Переносим полученные коэффициенты в молекулярное урав-
нение:
+5
-1-5
ЗРЬ° +
2НМО
3
кош,
=
ЗРЬ(М),)
2
Н
2
О
$>
Поскольку азотная кислота расходуется не только на
получение 2 моль N0, но и на получения 3 моль
РЬ(МОз)
2
,в
которых содержится
6МО
^
со степенью окисления
К
+5
,
то для
протекания этого процесса необходимо дополнительно б моль •
3кони
+
ЗРЬ°
+
2НNО
3
конц
=
ЗРЬ(Ш,)
2
+,2NО
,+
Н
2
О
/\
Суммируем число моль
НЬЮд
и уравниваем
количество водорода и кислорода
(4Н
2
О):
ЗРЬ°
+ 8
ШО
3
кони
=
ЗРЬ(М0
3
)
2
+2NО
+
4Н
2
О.
б)
Неметалл
+
НДЮ
3
К0
ни
—*
кислота,
в
которой неметалл
проявляет высшую степень окисления +
КО
2
+
(№0):
В
-»
Н
3
В
+
Ъ,;
Р
->
Н.Р
+5
0
4
;
5
-»
Н
2
3
+6
О
4
;
Зе
-^
Н
2
5е
+6
О
4
;
31
-*
Н
2
51
+4
О
3
;
С
-»
Н
2
С
44
О
Я
;
Ах
->•
Н
3
А5
+5
О
4
.
72
РЕШЕНИЕ:
б)
5°
+
НМ
+5
0
3
кони
=
Н
2
5
+6
0
4
+
1Ч
+4
0
2
+
Н
2
0
восст.
окисл.
НОК . ДМ
восст-ль
окисл-ль
8° -
бе
=
8
+6
К+
'
+е
=
М+4
6
1
6
5°
+
6Ы
+5
=
8
+6
+6К
+4
5 +
6НШ
3
кош,
=
Н
2
80
4
+
6М0
2
+
2Н
2
0
в)
Неметалл
+
Н
2
8О
4
К0
ни
—*
кислота,
в
которой
неметалл
проявляет высшую степень окисления +
8О
2
+(Н
2
О)
(см.пример б).
РЕШЕНИЕ:
в) Р° +
Н
2
8
+6
0
4кон
ц
=
Н
3
Р
+5
0
4
+
8
+4
0
2
+
Н
2
0
восст. окисл.
НОК ДМ
восст-ль Р° - 5е =
Р
+5
2
10
окисл-ль
8
+й
+ 2е =
8
+4
2Р° +
58
+6
=
2Р
+
'
+58
+4
2Р +
5Н
2
8О
4
конц
=
2Н
3
РО
4
+
58О
2
+
2Н
2
О
г)
Металл +
Н
2
8О
4ко
,
1Ц
-^
соль +
(Н
2
8.
8,
8О
2
)
(в зависимости от активности металла) +
ЬЬО.
го
выделится, если в реакцию вступит активный металл
(и..2п),
о
выделится,
если в реакцию вступит металл средней
активности (Сг...РЬ),
2 выделится, если в реакцию вступит малоактивный металл
°ящий
в ряду напряжений после водорода)
(8Ь....Н§).
РЕШЕНИЕ:
80
4
+
Н
2
8-
2
+
Н
2
0
окисл
73
восст-ль
М§
- 2е
=
М§
+
окисл-ль
5
+б
+
8е =
5"
2
НОК
_
ДМ
4
1
+2
+
5"
2
Аналогично примеру (а) уравниваем реакцию:
V
4Н
2
5О
4
1
ОНЦ
+
4Мё°
+
Н
2
5О
4
конц
='
4М§ЗО
4
I
Н
2
5
+
4Н
2
О
5Н
2
5О
4
конц
=
4М§5О
4
+
Н
2
5
+
4Н
2
О
УРОВЕНЬ С
1. Уравнять реакцию. Указать окислитель и
восстановитель.
Ре80
4
+
КМпО
4
+
Н
2
80
4
=
Ре
2
(8О
4
)
3
+
Мп8О
4
+
К
2
8О
4
+
Н
2
О
Определить массу
КМпО
4
,
необходимую для
взаимодействия с 1,52г
Ре8О
4
.
Дано:
Уравнять реакцию и указать
окислитель и восстановитель.
РЕШЕНИЕ:
+2 +7 +3 +2
Ре5О
4
+
КМпО
4
+
Н
2
5О
4
=
Ре
2
(5О
4
)
3
+
Мп5О
4
+
К
2
ЗО
4
+
Н
2
О
НОК ДМ ДМ НОК
восст-ль
Ре
+2
окисл-ль
Мп
+7
-1е
=
Ре
+3
+ 5е = Мп
+2
5
5
1
10
2
10
10Ре
+2
+
2Мп
+7
=
10Ре
+3
+
2Мп
+2
74
Так как по методу электронного баланса образуется
нече
тное
число ионов
Ре
+
~\
а
этот
ион
имеет стехиометрический
индекс 2, то дополнительные множители необходимо удвоить и
ион будет равным 10.
ЮРеЗО
4
+
2КМпО
4
+
8Н
2
ЗО
4
=
5Ре
2
(5О
4
)
3
+
2Мп5О
4
+
К
2
5О
4
+
+
8Н
2
0
Потребное количество моль
Н
2
8О
4
для получения данных
продуктов реакции, получаем путем подсчета ионов
ЗО^
2
сначала справа, а затем слева
(8Н
2
5О
4
)
и затем уравниваем
число атомов Н и О
(8Н
2
О).
Согласно уравнению реакции 10 моль
РеЗО
4
реагирует с 2 моль
КМпО
4
,
т.е. составляем пропорцию
504
-2М
КМп04
2М
КМп04
-т
2-158-1.52
- =
10-152
=0,316г
Ответ:
т
КМпО
=
0,316г.,
окислитель
КМпО
4
,
восстановитель
Ре30
4
.
2. Уравнять
реакцию.
Указать окислитель и
восстановитель:
Н
2
8
+
КМпО
4
+
Н
2
8О
4
= 8 +
Мп8О
4
+
К
2
8О
4
+
Н
2
О
Определить
С
ЭК
(Н
2
8),
если на взаимодействие с 3,16 г
КМпО
4
УШЛО
200 мл
раствора
Н
2
8.
Дано:
т
кмпо
4
=3,16г
Р-ра,
= 200МЛ
Н
2
5)
Равнять
реакцию
и
указать
•
и восстановитель
15
РЕШЕНИЕ:
Н
2
5"
2
+
КМп
+7
О
4
+
Н
2
5О
4
= 5° +
Мп
+2
5О
4
+
К
2
5О
4
+
Н
2
О
восст.
окисл.
Среда
НО
К ДМ
-2
о
с
О
восст-ль
5"
- 2е = 5
окисл-ль
Мп
+7
+ 5е =
Мп
+2
10
5
55"
2
+
2Мп
+7
= 55°
+
2Мп
+2
Переносим полученные коэффициенты в молекулярное урав-
нение:
5Н
2
5
+
2КМпО
4
+
Н
2
5О
4
=
55
+
2Мп5О
4
+
К
2
5О
4
+
Н
2
О
Подсчитываем количество
Н
2
5О
4
необходимое для
получения 2 моль
Мп5О
4
и 1 моль
К
2
5О
4
.
Для этого необходимо
3 моль
Н
2
5О
4
:
5Н
2
5
+
2КМпО
4
+
ЗН
2
5О
4
= 55 +
2Мп5О
4
+
К
2
5О
4
+
Н
2
О
Уравниваем количество водорода и кислорода
(8Н
2
О):
5Н
2
5
+
2КМпО
4
+
ЗН
2
5О
4
= 55 +
2Мп5О
4
+
К
2
5О
4
+
8Н
2
О
По закону эквивалентов
п
эк
(Н
2
5)
=
п
эк
(КМпО
4
)
2
М
ж
(КМпО
4
)
М
ж
(КМпО,)
=
КМ1>0
*
, г/моль
п
е
где
п
е
- число электронов, принятых одной молекулой
КМпО
4
.
1 58
М
м
(КМпО
4
)
=
=
31,6^/
моль
С
(Н
2
5)
• 0,2
=
— = 0,5моль
Iл
31,6
Ответ:
С
м
(Н
2
5)
=
0,5моль/л,
окислитель -
КМпО
4
,
восстановитель -
Н
2
5.
3. Уравнять реакцию. Указать окислитель и
восстановитель.'
К1
+ СиС1
2
=
СиО
+ КС1 +
1
2
Определить направление протекания и константу равновесия
при стандартных условиях.
76
Дано:
Уравнение реакции
Уравнять реакцию и указать
окислитель и восстановитель.
Определить направление про-
текания реакции.
К-?
Д
Г
0°(298К) - ?
РЕШЕНИЕ:
Расставляем
коэффициенты методом
электронного баланса:
КГ'+Си
+2
С1
2
=Си
+
'С1
+
+
КС1+
1
2
°
Г
1
-
1е=1°
Си
+2
+ е =
Си
+1
НОК
1
ДМ
1
1
2
2
НОК
2
2Г
2Си
+2
=2Си
+|
+
1°
2К1
+
2СиС1
2
= 2СиС1 + 2КС1 +
1
2
Запишем стандартные электродные потенциалы
электрохимических систем, участвующих в реакции
(табл.
П8[1])
Ь
+
2е-
=
2Г
ф"=+0,54В
Из двух приведенных окислителей более сильным окислителем
будет
1
2
,
поскольку
ф
:
> ф
-,,
1
2
находится в продуктах реакции,
следовательно реакция будет протекать справа налево т.е.
реально протекающей будет реакция:
СиС1 + КС1 +
1
2
=
К1+СиС1
2
тогда
Д
Г
О°(298К)
= -г • Р •
е"
2 - число отданных или принятых электронов (НОК);
=
96500 Кл/моль; е° - напряжение ОВР, В
С
о
=
ф°ок
-
ф°
восст
8
°
=
Ф^,-
"Феи
2
*/Си*
=
°'
5
4-0,
1
5=0,39В
Д
гС°(298К)
=
-2 - 96500 - 0,39 = -75270 Дж,
где
2
-
77
2 0 19
0,059
Ответ: К
=
10
П2
;
Л
Г
С°(298К)
=
-75,27
кДж;
реакция
протекает справа налево; окислитель -
Г
2
;
восстановитель -
СиС1
4. Уравнять реакцию. Указать окислитель
и
восстановитель:
Определить направление протекания и
константу
равновесия реакции при стандартных условиях.
Дано:
Уравнение реакции
Уравнять реакцию и указать
окислитель и восстановитель.
Определить направление про-
текания реакции.
К- ?
А,О°(298К)
-
?
РЕШЕНИЕ.
Расставляем
коэффициенты методом
электронного баланса
КГ
+
+
Г
2
°
+
=
КNО
1
+
Г-]е
-
нок
дм
1
2КГ +
2Ре(КО^
=
2КШ,
+1
2
Запишем стандартные электродные потенциалы
электрохимических систем, участвующих в реакции
(табл.
П8[1])
1
2
+ 2е
=2Г
ф,°=+0,54В
Ре
1+
+ е
=Ре
2+
ф
2
°
=
+0,77В
78
Поскольку
ф"
>
Ф?
>
т°
окислителем будет служить ион
Ре
1+
,
а
осстановителем
- ион
I
,
ион Ре
+
находится в исходных
рществах,
значит рассматриваемая реакция будет протекать
сле
ва
направо.
Д
Г
О°(298К)
=
-г
• Р •
е°
г
де
г - число отданных или принятых электронов
(НОК);
р
=
96500 Кл/моль; е° - напряжение ОВР, В
8°
=
ф°ок
-
ф°восст
е
°
=
(р"г^1Р^
-(р°,°12,
=0,77
-0,54
= 0,23В
А
Г
О°(298К)
= -2 • 96500 • 0,23 = -44390 Дж;
=
10
7
,
0,059
Ответ:
К =
10
77%
;
А
Г
С°(298К)
=
-44,39
кДж;
реакция
протекает слева направо; окислитель
восстановитель -
К1.
10. ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ.
УРОВЕНЬ А
1. Написать формулу для определения весового показателя
коррозии. Указать размерность.
Ответ:
V-
ДШ
Ме
/
2
К
т
=
-
,Г/М
-Ч
о * Т
• Написать формулу для определения объемного показателя
коррозии.
Указать размерность.
Ответ
V
К
_ (Газа)
т,
,
2
V =
,СМ
/М
-Ч
^
*
т
79
3. Написать формулу для определения
глубии*ого
показателя коррозии. Указать размерность.
Ответ:
>?'
П=
,
мм/год
;
П
= К ' мм/год
Т
Рмс
4. Написать уравнение Нернста для определения
электродного потенциала металлического электрода.
Указать
размерность.
Ответ:
о
0,059
тм
е
"*1Мс
~
тм
е
п+
/Ме
°
Ме"
+
'
УРОВЕНЬ В
1. а) Алюминиевый электрод погружен в
5-Ю"
4
М
раствор сульфата алюминия. Вычислить значение
электродного потенциала алюминия.
РЕШЕНИЕ:
Дано:
ч
м
Электродный потенциал алюминия
еталл
рассчитываем
по
уравнению
Нернста:
9
,
+
=
^
Лм/
+
ао5Е
18
с
,
+
со
По таблице П7[1] определяем стандартный
электродный
потенциал алюминия
<р
п
А
/*+/А1
=
-1,67В
Записываем уравнение электродного процесса,
протекающего на поверхности алюминиевого электрода в
растворе своей соли:
А1-Зё
=
АГ
+
п - число электронов, участвующих в электродном процессе.
Для данной реакции п равно заряду иона алюминия
А1
1+
(п=3).
Рассчитываем концентрацию ионов алюминия в растворе
80