конкрольная работа по химии. Железнодорожного
 Скачать 41.52 Kb.
|
3. Напишите электронно-графические формулы атомов марганца и мышьяка в нормальном и возбужденном состояниях. Какое правило используют для определения числа неспаренных электронов у каждого из этих элементов? Решение Марганец – 25 элемент, его электронная формула: 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d5 Электронно-графическая формула: s n=4 ↑↓ s p d n=3 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ s p n=2 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ s n=1 ↑↓ Валентность марганца в нормальном состоянии равна 5 Возбужденное состояние атома марганца 1s 22s 22p 63s 23p64s 13d54p1 s p n=4 ↑ ↑ s p d n=3 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ s p n=2 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ s n=1 ↑↓ Валентность марганца в возбужденном состоянии равна 7 Валентность мышьяка в нормальном состоянии равна 3 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p3 s p n=4 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ s p d n=3 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ s p n=2 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ s n=1 ↑↓ Валентность мышьяка в возбужденном состоянии равна 5 1s 22s 22p 63s 23p64s 13d104p35s1 s n=5 ↑ s p n=4 ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ s p d n=3 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ s p n=2 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ s n=1 ↑↓ 14. Реакция горения этана выражается термохимическим уравнением: С2Н6(г)+3 1/2 О2(г) 2 СО2(г)+3 Н2О(ж), Нх.р 0 = –1559,87 кДж. Вычислите теплоту образования этана, если известны значения теплоты образования СО2(г) и Н2О(ж). Решение По табличным данным Н(CO2)=-393,5 кДж/моль Н(H2O)= –285,84 кДж/моль Н(O2)=0 кДж/моль С2Н6(г)+3 1/2 О2(г) 2 СО2(г)+3 Н2О(ж) Из закона Гесса Нх.р =Н* n => Н(C2H6) = Нх.р.- Н(CO2)-Н(H2O)-Н(O2) Н(C2H6)= –1559,87-(-285,84)-(-393,5)-0=-880,53 Ответ: Н(C2H6)=-880,53 кДж/моль. 25. Во сколько раз увеличится скорость прямой реакции H2 + Cl2 = 2HCl при повышении температуры от 25 до 200 С, если известно, что при повышении температуры на каждые 25 С скорость этой реакции увеличивается в четыре раза? Решение Рассчитаем разность температур: 200-25=175С – разность температур Рассчитаем количественно увеличение скорости реакции: (175÷25)*4=7*4=28 Ответ: скорость прямой реакции увеличится в 28 раз. 36. Какие из солей подвергаются гидролизу: а) KNO2, б) Na2CO3, в) NH4Cl, г) ZnSO4, д) NaCl? Напишите возможные молекулярные и ионно- молекулярные уравнения гидролиза. Укажите, какое значение рН (>7 ил <7) имеют растворы этих солей. Решение А) KNO2 — соль образованная сильным основанием и слабой кислотой, поэтому реакция гидролиза протекает по аниону. Молекулярное уравнение KNO2 + HOH = HNO2 + KOH Полное ионное уравнение K+ + NO2- + HOH = HNO2 + K+ + OH- Сокращенное ионное уравнение NO2 - + HOH = HNO2 + OH- В результате гидролиза образовались гидроксид-ионы (OH-), поэтому раствор имеет щелочную среду (pH > 7). Б) Na2CO3 — соль образованная сильным основанием и слабой кислотой, поэтому реакция гидролиза протекает по аниону. ПЕРВАЯ СТАДИЯ ГИДРОЛИЗА Молекулярное уравнение Na2CO3 + HOH NaHCO3 + NaOH Полное ионное уравнение 2Na+ + CO32- + HOH = Na+ + HCO3- + Na+ + OH- Сокращенное ионное уравнение CO32- + HOH = HCO3- + OH- ВТОРАЯ СТАДИЯ (СТУПЕНЬ) ГИДРОЛИЗА Молекулярное уравнение NaHCO3 + HOH = H2CO3 + NaOH Полное ионное уравнение Na+ + HCO3- + HOH = H2CO3 + Na+ + OH- Сокращенное ионное уравнение HCO3- + HOH = H2CO3 + OH- В результате гидролиза образовались гидроксид-ионы (OH-), поэтому раствор имеет щелочную среду (pH > 7). В) NH4Cl — соль образованная слабым основанием и сильной кислотой, поэтому реакция гидролиза протекает по катиону. Молекулярное уравнение NH4Cl + HOH = NH4OH + HCl В результате гидролиза образовались ионы водорода (H+), поэтому раствор имеет кислую среду (pH < 7). Г) ZnSO4 — соль образованная слабым основанием и сильной кислотой, поэтому реакция гидролиза протекает по катиону. ПЕРВАЯ СТАДИЯ ГИДРОЛИЗА Молекулярное уравнение 2ZnSO4 + 2HOH = (ZnOH)2SO4 + H2SO4 Полное ионное уравнение 2Zn2+ + 2SO42- + 2HOH = 2ZnOH+ + SO42- + 2H+ + SO42- Сокращенное (краткое) ионное уравнение Zn2+ + HOH =ZnOH+ + H+ ВТОРАЯ СТАДИЯ ГИДРОЛИЗА Молекулярное уравнение (ZnOH)2SO4 + 2HOH = 2Zn(OH)2 + H2SO4 Полное ионное уравнение 2ZnOH+ + SO42- + 2HOH = 2Zn(OH)2 + 2H+ + SO42- Сокращенное ионное уравнение ZnOH+ + HOH = Zn(OH)2 + H+ В результате гидролиза образовались ионы водорода (H+), поэтому раствор имеет кислую среду (pH < 7). Д) NaCl — соль образованная сильным основанием и сильной кислотой, поэтому гидролиз не протекает. Раствор имеет нейтральную среду (pH ≈ 7). 47. Коллоидный раствор (золь) получен при смешивании объема V1 водного раствора 1 с молярной концентрацией эквивалентов (нормальной концентрацией) Сн1 и объема V2 водного раствора 2 с молярной концентрацией эквивалентов (нормальной концентрацией) Сн2 (табл. 2) . Напишите уравнение реакции получения вещества, образующего золь. Рассчитайте, какое из исходных веществ 1 или 2 дано в избытке. Напишите формулу мицеллы в гидрозоле 1 и назовите все ее составные части. Определите заряд коллоидной частицы (гранулы) и направление ее движения при элекрофорезе. Решение 1) Уравнение реакции образования гидрозоля осадка BaSO4 имеет вид: Ba(NO3)2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaNO3 nэ(в-ва) = Cн . V, где V – объем раствора, л; Сн – молярная концентрация эквивалентов (нормальная концентрация), н. или моль/л; nэ(Ba(NO3)2) = 10. 0,02 = 2 . 10–2 моль; nэ(Na2SO4) = 15 . 0,02 = 3 . 10–2 моль. В избытке взят Na2SO4. Формула мицеллы золя сульфата бария:  58. Расставьте коэффициенты в окислительно-восстановительных реакциях, используя метод электронного баланса, или метод полуреакций. Укажите окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления. Определите тип окислительно-восстановительных реакций. Решение 8 KMn+7O4 + 3 N-3 H3 8 Mn+4O2 + 3 KN+5O3 + 5 KOH + 2 H2O
Межмолекулярная реакция, т.к. в реакции окислителем и восстановителем являются разные элементы разных молекул веществ. 3 PbS-2 + 8 HN+5O3 3 Pb+2(NO3)2 + 3 S0 + 2 N+2O + 4 H2O
Межмолекулярная реакция, т.к. в реакции окислителем и восстановителем являются разные элементы разных молекул веществ. 69. Рассчитайте ЭДС гальванопары, образованной кадмием и цинком, если кадмий находится в стандартных условиях, а цинк погружен в 0,01 М (моль/л) раствор сульфата цинка. Решение Запишем схемку ГЭ Cd°|Cd²⁺ || Zn²⁺|Zn° Так как кадмий находится в стандартных условиях, то делаем вывод, что его концентрация 1 моль/л = 1М(это соответствует стандартным условиям), а значит, что его электродный потенциял будет равен стандартному электродному потенциалу, а это - табличное значение, обозначается как E°. E(Cd²⁺/Cd) = E°(Cd²⁺/Cd) = -0,403В Далее, работаем с цинком, его концентрация 0,01 моль/л, а значит он находится не в стандартных условиях, а значит его электродный потенциал нужно высчитать: Формула(Закон Нернста): E = E° - *lg[Zn²⁺], здесь n - некий электрохимический эквивалент, равный числу отданных (принятых электронов) численно равен заряду иона. Для цинка: E(Zn²⁺/Zn) = -0,763 + 0,059/2 *Log0.01 = -0,822 Теперь, задача сводится к определению, кто из них будет являться катодом, а кто анодом. Правило гласит, что катодом будет являться тот, у кого электродный потенциал будет больше, значит катодом будет кадмий. Анодом, соответственно, будет цинк. E(ГЭ) = Ekat - Ean =-0,403 - (-0,822) = 0,419В Ответ: ЭДС гальванопары, образованной кадмием и цинком равна 0,419В.  80.Медь покрыта оловом. При нарушении оловянного покрытия работает гальванический элемент (_ ) 2 Sn / Sn2+ | HCl | 2 H+ / H2 (Cu) (+), который дает ток силой 7,5 А. Сколько граммов олова растворится и сколько литров водорода выделится на медном катоде за 25 мин? Напишите соответствующие уравнения реакций. Решение A(-): Sn - 2e → Sn2+ K(+) 2Н+ + 2ē = Н2 Sn + 2HCI ---> SnCI 2 + Н2 Для расчета количества применяется закон Фарадея nэкв (Sn) = I*t/F = 7,5*1500/96500 = 0,1166 моль-экв m= nэкв (Sn)* M экв (Sn)=0,1166*59,5=6,92г Согласно уравнения реакции nэкв (Sn)= nэкв (Н2) V(Н2)= nэкв (Н2)*Vm=0,1166*11,2=1,3л 81. Какой объем водорода (н.у.) выделится при пропускании электрического тока силой 2А в течение 42 мин через раствор серной кислоты? Напишите соответствующие уравнения реакций. Решение Электролиз раствора H2SO4 Катод (-): 2H+ 2ē=H2 Анод (+): 2H2O-4ē= O2 + 4H+ 2H2O=2H2+O2 t= 42 мин. = 2520с. K=0,0104 Мг/Кл.= 1,04*10-5г/Кл. m=kIt (1 Закон Фарадея) m(H2)= 1,04*10-5*2*2520=5241,6*10-5г. n= m/M M(H2)=2 г/моль n=5241,6*10-5/2=0,026208 моль V= n*Vm Vm=22,4л. V(H2)=0,026208/22,4= 0,00117л. Ответ: V(H2) = 0,00117л. 92. Как можно очистить медный купорос от примеси а) песка и мела; б) сульфата железа (III); в) сульфата алюминия; г) сульфата железа (II)? Запишите уравнения протекающих реакций в молекулярной и ионных формах, охарактеризуйте признаки их протекания. Решение: А) Чтобы избавиться от песка необходимо добавить воду для растворения медного купороса. Песок не растворится в воде. Для избавления от мела(CaCO3) можно прилить к медному купоросу(CuSO4) щелочь Ba(OH)2, которая прореагирует с сульфатом меди 2 (CuSO4) и даст нам белый творожистый осадок (BaSO4), с карбонатом кальция (CaCO3) щелочь реагировать не будет. CuSO4+Ba(NO3)2=Ca(NO3)2+BaSO4 Сu+2 + SO4-2 + Ba+2 + 2NO3- = BaSO4 + Cu+2 + 2NO3- Ba2+ + SO42-=BaSO4 Б) Fe₂(SO₄)₃ + 6NH₃ + 6H₂O = 2Fe(OH)₃ + 3(NH₄)₂SO₄ Fe³⁺ + 3NH₃ + 3H₂O = Fe(OH)₃ + 3NH₄⁺ выпадение бурого осадка В) Al₂(SO₄)₃ + 6NH₃ + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3(NH₄)₂SO₄ Al³⁺ + 3NH₃ + 3H₂O = Al(OH)₃ + 3NH₄⁺ выпадение белого осадка Г) FeSO₄ + 2NH₃ + 2H₂O = Fe(OH)₂ + (NH₄)₂SO₄ Fe²⁺ + 2NH₃ + 2H₂O = Fe(OH)₂ + 2NH₄⁺ выпадение серо-зеленого осадка CuSO₄ + 4NH₃ = [Cu(NH₃)₄]SO₄ Cu²⁺ + 4NH₃ = [Cu(NH₃)₄]²⁺ образование ярко-синего раствора. | ||||||||||||||||||||||||