задачи химия. Задачи для самостоятельного решения к теме Вычислите молярные массы эквивалентов и эквиваленты Р

• Название: Задачи для самостоятельного решения к теме Вычислите молярные массы эквивалентов и эквиваленты Р
• Дата: 23.04.2022
• Размер: 30.58 Kb.
• Имя файла: задачи химия.docx
• Тип: Документы; #491445

Задачи для самостоятельного решения к теме 1.2.

3. Вычислите молярные массы эквивалентов и эквиваленты Р₂О₅ в реакциях, идущих по уравнениям:

Р₂О₅ + 3MgO = Mg₃(PO₄)₂;          (1)

Р₂O₅ + MgO = Mg (PO₃)₂.           (2)

1. 
   Эквивалент Р₂О₅=1/6 (три двухвалентных атома Mg в трех молекулах MgO) молекулы Р₂О_5.
   

Молярная масса Р₂О₅=31*2+16*5=142 (г/моль)

М_экв=142/6=23,67(г/моль)

2. 
   Эквивалент Р₂О₅=1/2 (двухвалентный атом Mg в одной молекуле MgO) молекулы Р₂О_5.
   

Молярная масса Р₂О₅=31*2+16*5=142 (г/моль)

М_экв=142/2=71(г/моль)

Задачи для самостоятельного решения к теме 1.3.

13. а) Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:

P → P₂O₅ → H₃PO₄ → Na₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂.

б) Напишите уравнения реакций, которые доказывают амфотерный характер оксида хрома (III).

а) 4P + 5O₂ = 2P₂O₅

P₂O₅ + 3 H₂O = H₃PO₄

H₃PO₄ + Na₂SO₄ = H₂SO₄ + Na₃PO₄

2Na₃PO₄ + 3Ca(NO₃)₂=Ca₃(PO₄)₂ (осадок) + 6NaNO₃

б) Амфотерные вещества — это вещества, имеющие двойственные свойства. Они проявляют свойства, как основные, так и кислотные.

Cr₂O₃ - оксид хрома (III) проявляет амфотерные свойства. Что бы доказать, что он проявляет эти свойства, необходимо провести реакции взаимодействия его с основанием и кислотой.

ЗАПИШЕМ УРАВНЕНИЯ РЕАКЦИИ:

свойства основного оксида - взаимодействие с соляной кислотой:

Cr₂O₃ + 6HCI = 2CrCI₃ + 3H₂O

свойства кислотного оксида - взаимодействие со щелочью.

Cr₂O₃ + 2NaOH= 2NaCrO₂ + H₂O

Задачи для самостоятельного решения к теме 2.1.

23. Напишите электронные конфигурации атомов элементов с порядковыми номерами 14 и 40. Сколько свободных d-орбиталей содержится на предвнешнем уровне последнего элемента?

14 - это кремний Si: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2

40 — это цирконий Zr: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d2 5s2. У атома циркония все 3d-орбитали заполнены, есть 3 свободных 4d-орбитали.

Задачи для самостоятельного решения к теме 2.3.

33. У какого элемента пятого периода – молибдена или теллура – сильнее выражены металлические свойства? Ответ мотивируйте, записав электронные конфигурации атомов этих элементов. Какой из них образует газообразное соединение с водородом? Составьте формулу этого соединения.

У молибдена сильнее выражены металлические свойства так как это металл, а теллур - неметалл.

на внешнем уровне у молибдена 1 электрон, валентный уровень 4d⁵5s¹. У теллура 5s²5p⁴

H₂ + Te = H₂Te

Задачи для самостоятельного решения к теме 3.1.

43. Реакция протекает по уравнению АВ↔А + В. При некоторой температуре из 1 моль АВ, находящегося в закрытом сосуде емкостью 20 л, разлагается 0,6 моль АВ. Определите константу равновесия.

Если из 1 моль АВ разложилось 0,6 моль АВ, то осталось 0,4 моль АВ, а образовалось по 0,6 моль А и В.

Найдем концентрации АВ, А и В:

[АВ] = 0,4 моль/20 л = 0,02 моль/л.

[А] = [В] = 0,6 моль/20 моль = 0,03 моль/л.

К = [А][В]/[АВ] = 0,03*0,03/0,02 = 0,045.

Задачи для самостоятельного решения к теме 3.2.

53. Сожжены с образованием H₂O (г) равные объемы водорода и ацетилена, взятых при одинаковых условиях. В каком случае выделится больше теплоты? Во сколько раз?

2C₂H₂ + 5О₂ = 4СО + 2Н₂О + 2600 кДж

Н₂О = Н₂О -40 кДж

Н₂ + 1/2 О₂ = Н₂О + 241,8 кДж

при сгорании одного моль ацетилена до газообразной воды выделится 1/2(2600-80) = 1260 кДж,

это больше, чем 241,8 кДж, выделяющихся при сгорании одного моль Н₂

1260/241,8 = в 5,22 раза

Задачи для самостоятельного решения к теме Растворы

63. Составьте по два молекулярных уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

а) Fe₃⁺ + 3OH^– = Fe(OH)₃

б) H⁺ + NO2^– = HNO₂

в) Cu2⁺ + S₂^– = CuS
а) FeCl₃+3KOH=Fe(OH)₃+3KCl

Fe₂(SO₄)₃+6NaOH=2Fe(OH)₃+3Na2SO₄

б) HCl+NaNO₂=NaCl+HNO₂

H2SO₄+2KNO₂=2HNO₂+K₂SO₄

в) CuCl₂+Na₂S=CuS+2NaCl

Cu(NO₃)₂+K₂S=CuS+2KNO₃
Задачи для самостоятельного решения к теме 5.1

73. Составьте электронные уравнения и укажите, какой процесс – окисление или восстановление происходит при следующих превращениях:

P^–3 ® P⁺⁵; N⁺³ ® N^–3; Cl^– ® ClO₃^–; SO₄^2– ® S^–2

Реакция выражается схемой:

KMnO₄ + H₂S + H₂SO₄ ® MnSO₄ + S +K₂SO₄ + H₂O

Определите окислитель и восстановитель, на сновании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции.

окисление

восстановление

окисление

восстановление
_{+7 -2 +2 0}



В ходе данной окислительно-восстановительной реакции степень окисления марганца понижается с +7 до +2, степень окисления части серы повышается от -2 до 0.
Задачи для самостоятельного решения к теме 5.2.

83. Имеется гальванический элемент, в котором протекает реакция Ni + Cu²⁺ = Cu + Ni²⁺. Составьте схему такого элемента, уравнения электродных процессов и определите, как изменяется величина ЭДС при: а) увеличении концентрации ионов Cu2+; б) увеличении концентрации ионов Ni2+? Ответ обоснуйте.

В гальваническом элементе протекает реакция

Ni + Cu²⁺ = Cu + Ni²⁺

Согласно данной реакции, никель в гальваническом элементе окисляется, а ионы меди Cu²⁺ восстанавливаются. Значит, никелевый электрод является анодом, а медный – катодом.

В гальваническом элементе анодом становится металл, обладающего меньшим значением электродного потенциала, а катодом – металл с большим значением электродного потенциала. Поскольку медь в электрохимическом ряду напряжений стоит правее, чем никель, то медь имеет большее значение электродного потенциала восстановления, чем никель.

Eo(Cu²⁺/Cu) = + 0,338 B

Eo(Ni²⁺/Ni) = - 0,234 B

Eo(Cu²⁺/Cu) > Eo(Ni²⁺/Ni)

На аноде протекает процесс окисления металла, а на катоде – процесс восстановления металла.

Процессы окисления-восстановления на электродах.

Анод (-) Ni⁰ - 2 → Ni²⁺ │1 - процесс окисления на аноде

Катод (+) Cu²⁺ + 2 → Cu⁰ │1 - процесс восстановления на катоде

Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение, которое в ионной форме, выражает происходящую в элементе реакцию.

Ni + Cu²⁺ → Cu + Ni²⁺

Схема гальванического элемента

А (-) | Ni | Ni²⁺ || Cu²⁺ | Cu | К (+)

Стандартная ЭДС гальванического элемента.

ЭДС_о = Е_о (катода) – Е_о (анода) = E_o(Cu²⁺/Cu) – E_o(Ni²⁺/Ni) =

= 0,338 – (– 0,234) = 0,572 В

Стандартная ЭДС гальванического элемента соответствует одномолярным растворам электролитов.

Если растворы электролитов отличны от одномолярных, то электродные потенциалы электродов рассчитываются по уравнению Нернста при 25 градусах Цельсия

E_к = Е (Cu²⁺/Cu) = Е_о (Cu²⁺ /Cu) + (0,059/2)*lg[Cu²⁺] = + 0,338 +

+0,0295*lg[Cu²⁺]

Е_а = Е (Ni²⁺/Ni) = Е_о (Ni²⁺/Ni) + (0,059/2) *lg[Ni²⁺] = − 0,234 + +0,0295*lg[Ni(2+)]

Тогда ЭДС гальванического элемента

ЭДС = Е (катода) – Е (анода) = E_o(Cu²⁺/Cu) – Eo(Ni²⁺/Ni) +

+lg([Cu²⁺]/[ Ni²⁺]) = 0,572 + lg([Cu²⁺]/[ Ni²⁺])

Согласно последнему уравнению при увеличении концентрации ионов Сu(2+) ЭДС элемента будет увеличиваться, а при увеличении концентрации ионов Ni²⁺ ЭДС элемента будет уменьшаться.

[Cu²⁺] – молярная концентрация ионов Cu²⁺ в электролите

[Ni²⁺] – молярная концентрация ионов Ni²⁺ в электролите
Задачи для самостоятельного решения к теме 5.3.
93. При электролизе водных растворов каких из приведенных ниже веществ на катоде выделяется только водород: хлорид калия, хлорид никеля (II), бромид кальция, нитрат серебра, иодид натрия? Приведите соответствующие уравнения электродных процессов.

Только водород выделяется на катоде при электролизе водных растворов хлорида калия, бромида кальция и йода натрия.

Записываем уравнение электродных процессов при электролизе водного раствора хлорида калия:




Задачи для самостоятельного решения к теме 6.1.
103. Гидроксид какого из s-элементов проявляет амфотерные свойства? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций этого гидроксида: а) с кислотой, б) со щелочью.


Из гидроксидов s-элементов амфотерные свойства присущи только гидроксиду бериллия. Be(OH)₂ реагирует и с сильными кислотами и со щелочами.

а) с кислотой

Be(OH)₂ + 2HCl ⟶ BeCl₂ + 2H₂O

Be(OH)₂ + 2 + 2C ⟶ B + 2 + 2H₂O

Be(OH)₂ + 2 ⟶ B + 2H₂O
б) со щелочью

Be(OH)₂ + 2NaOH ⟶ Na₂[Be(OH)₄]

Be(OH)₂ + 2N + 2O ⟶ 2N +

Be(OH)₂ + 2O ⟶
Задачи для самостоятельного решения к теме 6.2.

113. Изделие из алюминия склепано медью. Какой из металлов будет подвергаться коррозии с водородной деполяризацией, если эти металлы попадут в кислую среду (НС1)? Составьте уравнения происходящих при этом процессов, приведите схему образующегося гальванического элемента. Определите продукты коррозии.
В кислой среде электрохимическая коррозия и так протекает с водородной деполяризацией.

В этом случае алюминий будет анодом (E°= -1,66В) , а медь - катодом (E° = +0,34В) . На анодном участке будет происходить процесс окисления алюминия, а на катодном - процесс деполяризации ионами водорода, которые присутствуют в электролите:

А: Al - 3 ē → Al³⁺ - окисление

К: 2H⁺ + 2 ē → H₂↑ - восстановление

Суммарный процесс: 2Al + 6H⁺ → 2Al³⁺ + 3H₂↑
Схема гальванического элемента:

A (-) Al | HCl | Cu (+) К
Данный гальванический элемент образуется только тогда, когда раствориться плотная оксидная пленка у алюминия.

Al₂O3 + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂↑
123. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакции: а) бора с концентрированной азотной кислотой.


Реакция бора с концентрированной азотной кислотой

B + 3HNO_3(конц.) ⟶ H₃BO₃ + 3NO₂↑

B⁰ - 3ē ⟶ B⁺ восстановитель (окисление)

N⁺⁵ + 1ē ⟶ N⁺ окислитель (восстановление)
Задачи для самостоятельного решения к теме 6.4.
133. Какой процесс называют полимеризацией? Какими признаками должны обладать вещества, вступающие в реакцию полимеризации. Ответ подтвердите конкретным примером.
Полимеризация - процесс образования ​полимера путем многократного присоединения молекул мономера или олигомера к активным центрам в растущей молекуле полимера.
признаки:

1. 
   реакция присоединения
   
2. 
   процесс цепной
   
3. 
   элементарный состав мономера и полимера одинаков
   

Примером реакции полимеризации может служить образование полиэтилена из этилена:



Этилен Полиэтилен
Характерной чертой этой реакции является то, что в результате образуется только вещество полимера и никаких побочных веществ, при этом, не выделяется. Этим объясняется кратность весов полимера и исходных мономеров.

Задачи для самостоятельного решения к теме 7

143. Вычислить рН буферных растворов, полученных при сливании растворов:

а) 60 см3 0,01 М CH₃COOH и 40 см³ 0,05 М CH₃COOK.

б) 70 см3 0,01 М NH₄Cl и 30 см³ 0,05 М NH₄OH.
а) pKa H₃CCOOH = 4.75;

pH буф. р-ра = pKa+lg CM H₃CCOOK/CM H₃CCOOH =

=4.75+lg (0.05*0.04/(0.06+0.04))/(0.01*0.06/(0.06+0.04)) = 5.273;
б) pKb NH₄OH = 4.75;

pH буф. р-ра = 14-pKb+lg CM NH₄OH/CM NH₄Cl =

=14-4.75+lg (0.05*0.03/(0.03+0.07))/(0.01*0.07/(0.03+0.07)) = 10.581.