Файл: Строение вещества.doc

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 01.12.2023

Просмотров: 393

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Раздел 3.1.Проанализируйте влияние сил межмолекулярного взаимодействия на свойства веществ (решите задачу с указанным номером). Задачи 3.1.1.Чем отличается взаимодействие между атомами или молекулами за счет вандерваальсовых сил от химического взаимодействия? 3.1.2.За счет, каких связей может осуществиться взаимодействие между молекулами:а) Н2 и О2; H2 и Н2О;б) NF3 и BF3; HCl и HCl;г) HF и HF N2и N2?3.1.3. Определите, для какого из перечисленных веществ характерна наибольшая энергия ориентационного и дисперсионного взаимодействия:

Расчет теплового эффекта реакции по стандартным теплотам сгорания реагирующих веществПример 4. Определите тепловой эффект реакции синтеза акриловой кислоты: + СО+ Н2О(ж) → СН2=СН–СООН(ж),если стандартные теплоты сгорания ацетилена, оксида углерода и акриловой кислоты соответственно равны (кДж/моль): –1299,63, –282,50 и –1370,0.Решение:Из закона Гесса следует, что тепловой эффект реакции равен разности между суммой теплот сгорания исходных веществ и суммой теплот сгорания продуктов реакции (ΔНосгор..н2о=0, так как Н2О – высший оксид);∆Hºp = Σ∆Hºсгор.(исх.) – Σ∆Hºсгор.(прод.)ΔНо = ΔНосгор.(СН=СН) + ΔНосгор.(СО) – ΔНосгор. (СН2=СН–СООН(ж))= –1299,63 – 282,50 + 1370,0 = –212,13 кДж/моль. ВЫЧИСЛЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЭНЕРГИИ ГИББСА Определение возможности протекания процесса по величине изменения энергии ГиббсаПример 1. Возможна ли следующая реакция в стандартных условиях:tSiО2 (к) + 2NaОH (p) = Na2SiО3 (к) + Н2О (ж)если ΔGо(SiО2 (к)) = –803,75 кДж/моль; ΔGо (Na2SiО3 (к))= –1427,8 кДж/моль; ΔGо (NaОH(p)) = –419,5 кДж/моль; ΔGо (Н2О (ж)) = –237,5 кДж/моль? Можно ли выпаривать щелочь в стеклянном сосуде?Решение:Изменение энергии Гиббса ΔGо298 реакции равно:ΔGо = ΣGопрод. – ΣGоисх.;ΔGо298 = (–1427,8 – 237,5) – (–803,75 –419,5·2)= –22,55 кДж; ΔGо298 = –22,55 кДж (т. е. ΔG<0), а следовательно, данная реакция возможна. Щелочь нельзя выпаривать в стеклянном сосуде, так как в состав стекла входит SiО2.Пример 2. Вычислить ΔGо для реакции 2Н2 (г)+О2 (г) 2Н2О(г)при 298, 500, 1000, 1500 К. Зависимостью ΔНо и ΔSo от температуры пренебречь. Построить график зависимости ΔGо от температуры и найти по графику температуру, ниже которой указанная реакция в стандартных условиях может протекать самопроизвольно.Решение: Согласно уравнению ΔG = ΔН – TΔSвлияние температуры на ΔGопределяется знаком и величиной ΔS. Если пренебречь влиянием Т на значения ΔН и ΔS, то приведённая зависимость ΔG =ƒ(T) является уравнением прямой, наклон которой определяется знаком ΔS. При ΔS>0 прямая идет вниз, при ΔS<0 – вверх.Определим величину ΔН°298 (исходные данные берем из табл.1):∆Hºp = Σ∆Hºобр.(прод.) – Σ∆Hºобр.(исх..)ΔН°298 = 2ΔН°обр.(H2O) – (2ΔН°обр.(H2) + 2ΔН°обр.(O2) = 2ΔН°обр.(H2O) ==2(-241,84) = –483,68 (кДж) (на 2 моль H2O)ΔН°обр.(Н2О) = 0,5(–483,8) = –241,89 кДж/моль<0Следовательно, реакция экзотермическая.Определим изменение энтропии данной реакции в стандартных условиях ΔS°298 (исходные данные берем из табл.1): ΔSо = ΣSопрод. – ΣSоисх.:ΔS°298= 2S°298.(H2O) – [2S°298.(H2) + S° 298.(O2)]= 2·188,74 – (2·130.6 + 205) =–98,6(Дж/ К) = –0,0986(кДж/ К) < 0, ΔG =ƒ(T) прямая идет вверх.Определим изменение энергии Гиббса ΔG°298 в стандартных условиях (исходные данные берем из табл.1): ΔGо = ΣGопрод. – ΣGоисх.;ΔG°298 = 2ΔG°298.(H2O) – [2ΔG°298(H2) – ΔG°298(O2)] = 2(–228,8) = –457,6 кДж.Отрицательная величина ΔG°298 свидетельствует о том, что в стандартных условиях реакция самопроизвольно протекает в прямом направлении.ΔG°298 = ΔН°298 – 298·ΔS0298 = –483,68 – 298·(–0,0986) = –457,6кДж ΔG°500 = ΔН°298 – 500·ΔS0298 = –483,68 – 500·(–0,0986) = –434,38кДж ΔG°1000 = ΔН°298 – 1000·ΔS0298 = –483,68 – 1000·(–0,0986) = –385,08кДж ΔG°1500 = ΔН°298 – 1500·ΔS0298 = –483,68 – I500·(–0,0986) = –335,78 кДжПостроим график ΔG°Т =f(Т): ΔG°ТТемпература перехода

Список рекомендуемой литературы1. Глинка Н.Л., Ермаков А.И. Общая химия: учеб. пособие для вузов/под ред. А.И. Ермакова.-29-е изд., испр.-М.: Интеграл-Пресс, 2004.-728 с.2. Глинка Н.Л.Задачи и упражнения по общей химии.-М.:Интеграл-пресс, 2006.- 240с.3. Коровин М.В. Общая химия. - М.: Высшая школа, 2006. - 557 с.Задание № 4 по теме «Растворы» Примеры решения задач 1.1. ПРОЦЕНТНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯПример 1а) Определите массовую долю (%) хлорида калия в растворе, содержащем 0,053 кг KCl в 0,5 л раствора, плотность которого 1063 кг/м3.Решение:Массовая доля ω или С% показывает, сколько единиц массы растворенного вещества содержится в 100 единицах массы раствора. Массовая доля - безразмерная величина, ее выражают в долях единицы или процентах: где ωA - массовая доля (%) растворенного вещества;mA- масса растворенного вещества, г;mр-ра – масса раствора, г.Масса раствора равна произведению объема раствора V на его плотность ρ:m=ρV, тогда Массовая доля хлорида калия в растворе равна: Пример 2 Какой объем раствора азотной кислоты с массовой долей HNO3 30% (ρ=1180кг/м3) требуется для приготовления 20 л 0,5 М раствора этой кислоты?Решение: Сначала определяем массу азотной кислоты в 20 л 0,5 М раствора: M (HNO3)=63,01 г/моль;mHNO3=0,5∙63,01∙20=630,1 г.Определим, в каком объеме раствора с массовой долей HNO3 30% содержится 630,1 г HNO3 : Следовательно , чтобы приготовить 20 л 0,5 М HNO3, надо израсходовать всего 1,78 л раствора азотной кислоты с массовой долей HNO3 равной 30%.Пример 3Какую массу раствора с массовой долей КОН 20% надо прибавить к 250 г раствора с массовой долей КОН 90%, чтобы получить раствор с ωКОН=50 %?Решение: Задача решается с помощью правила смешения. Массу раствора с массовой долей КОН 20 % обозначим через х.Тогда 3х=1000; х=333,3.Для получения раствора с массовой долей КОН 50 % необходимо к 250 г раствора КОН с ω=90 % прибавить 333,3 г раствора КОН с 20 %. Задачи такого типа решают с помощью диагональной схемы или «правила креста»: точкой пересечения двух отрезков прямой обозначают свойства смеси, которую необходимо получить. 20 (90-50)=40 50 90 (50-20)=30Массы исходных растворов, необходимые для приготовления смеси, обратно пропорциональны разностям между концентрациями заданного и менее концентрированного раствора и более концентрированного и заданного растворов: Также эту задачу можно решить, учитывая, что при сливании двух растворов суммируется масса растворенного вещества. Пусть масса 20% раствора х г, тогда масса КОН в нем 0,2 х. Масса КОН во втором растворе 0,9 · 250 = 225 г. Масса вещества в итоговом растворе 0,5 · (250 + х). Таким образом, 0,2х + 225 = 0,5(250+х); х=333,3 г. МОЛЯРНАЯ И ЭКВИВАЛЕНТНАЯ КОНЦЕНТРАЦИИ Пример 1Какова масса NaOH, содержащегося в 0,2 л раствора, если молярная концентрация раствора 0,2 моль/л?Решение:Молярная концентрация См или М (молярность) показывает количество растворенного вещества, содержащегося в 1 л раствора.Молярную концентрацию (моль/л) выражают формулой где m1 - масса растворенного вещества, г;M - молярная масса растворенного вещества, г/моль;V - объем раствора, л.M (NaOН)=40 г/моль. Масса NaOH, содержащегося в растворе, равна MNaOH=MV=0,2∙40∙0,2=1,6 г.Пример 2Определите молярную концентрацию эквивалента хлорида железа (ІІІ), если в 0,3 л раствора содержится 32,44 г FeCl3.Решение:Молярная концентрация эквивалента вещества (нормальность) показывает число молярных масс эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1л раствора (моль/л): где mА - масса растворенного вещества, г;M (1/zА) - молярная масса эквивалента растворенного вещества, г/моль;V – объем раствора, л.Молярная масса эквивалента FeCl3 равна Молярная концентрация эквивалента раствора FeCl3 равна Пример 3Определите концентрацию раствора КОН, если на нейтрализацию 0,035 л 0,3 н. H3PO4 израсходовано 0,02 л раствора КОН.Решение:Из закона эквивалентов следует, что количество эквивалентов веществ участвующих в химической реакции одинаково. В реакции участвуют 0,035·0,3=0,0105 эквивалента фосфорной кислоты. Для нейтрализации H3PO4потребуется такое же количество вещества эквивалента КОН, т.е. V(H3PO4)СН(H3PO4)=V(KOH)СН(KOH).Отсюда 1.3. МОЛЯЛЬНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ (МОЛЯЛЬНОСТЬ) , МОЛЬНАЯ ДОЛЯ, ТИТРПример 1В какой массе эфира надо растворить 3,04 г анилина C6H5NH2 , чтобы получить раствор, моляльность которого равна 0,3 моль/кг?Решение:Моляльность раствора Сm (моль/кг) показывает количество растворенного вещества, находящегося в 1 кг растворителя: где mр-ля – масса растворителя, кг; n (А) – количество растворенного вещества, моль.M (C6H5NH2 ) - 99,13 г/моль.Масса растворителя (эфира) равна:т огда Пример 2Определите титр 0,01 н. КОН.Решение:Титр раствора показывает массу (г) растворенного вещества, содержащегося в 1 мл раствора. В 1 л 0,01 н. КОН содержится 0,564 г КОН. Титр этого раствора равен: Т= 0,561/1000=0,000561 г/мл.Пример 3Рассчитайте молярные доли глюкозы C6H12O6 и воды в растворе с массовой долей глюкозы 36 %.Решение:Мольная доля вещества А(χА) в растворе равна отношению количества данного вещества nА к общему количеству всех веществ, содержащихся в растворе: где ( ) количество всех веществ, содержащихся в растворе.В 100 г раствора с массовой долей глюкозы, равной 36 %, содержится 36 г глюкозы и 64 г воды:nC6H12O6 =36/180=0,20 моль;nH2O= 64/18= 3,56 моль;nC6H12O6 + nH2O= 0,20 + 3,56 =3,76 моль;χC6H12O6= 0,20/3,76= 0,053;χH2O= 3,56/3,76= 0,947.Сумма молярных долей всех компонентов раствора равна 1.Пример 4Вычислите молярную концентрацию эквивалента, молярную концентрацию и моляльность раствора, в котором массовая доля CuSO4 равна 10 %. Плотность раствора 1107 кг/м3.Решение:Определим молярную массу и молярную массу эквивалента CuSO4:M (CuSO4)= 159,61 г/моль; M(1/2 CuSO4)= В 100 г раствора с ωCuSO4=10 % содержится 10,0 г CuSO4 и 90 г H2O.Следовательно, моляльность раствора CuSO4 равна Сm(CuSO4/H2O)=10/(159,61∙0,09)=0,696 моль/кг.Молярная концентрация и молярная концентрация эквивалента относятся к 1л раствора:mр-ра= ρV= 1107·10-3=1,107 кг.В этой массе раствора содержится 1,107·0,1=0,1107 кг CuSO4, что составляет 110,7/159,61=0,693 моль, или 0,693·2=1,386 экв.Молярная концентрация и молярная концентрация эквивалента данного раствора соответственно равны 0,693 и 1,386 моль/л.1.4. ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ. ЗАКОН ВАНТ- ГОФФАПример 1Вычисление осмотического давления растворов.Вычислите осмотическое давление раствора, содержащего в 1,4 л 63 г глюкозы С6Н12О6 при 0°С.Решение: Осмотическое давление раствора определяют согласно закону Вант-Гоффа:Pocм = nRT/V,где п — количество растворенного вещества, моль; V – объем раствора, м3;R— молярная газовая постоянная, равная 8,3144 Дж/(моль-К).В 1,4 л раствора содержится 63 г глюкозы, молярная масса которой равна 180,16 г/моль. Следовательно, в 1,4л раствора содержится n= 63/180,16=0,35моль глюкозы.Осмотическое давление этого раствора глюкозы: Пример 2 Определение молекулярной массы неэлектролита по осмотическому давлению раствора.Рассчитайте молекулярную массу неэлектролита, если в 5л раствора содержится 2,5 г неэлектролита. Осмотическое давление этого раствора равно 0,23∙105 Па при 20°С.Решение: Заменив п выражением m/M, где т — масса растворенного вещества, а М — его молярная масса, получимРосм = mRT/(MV).Отсюда молярная масса растворенного вещества равна Следовательно, молекулярная масса неэлектролита равна 52,96Росм кПа: R=8,31 Дж/моль∙К;Росм мм Hg ст.: R=62,32 л∙мм.рт.ст./град.∙моль;Росм. атм.: R=0,082 л∙атм../град.∙моль.1.5. ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННОГО ПАРА РАСТВОРОВ. ТОНОМЕТРИЧЕСКИЙ ЗАКОН РАУЛЯПример 1а) Вычислите давление пара над раствором, содержащим 34,23 г сахара C12H22O11 в 45,05 г воды при 65 ºС, если давление паров воды при этой температуре равно 2,5·104 Па.Решение:Давление пара над раствором нелетучего вещества в растворителе всегда ниже давления пара над чистым растворителем при той же температуре. Относительное понижение давления пара растворителя над раствором согласно закону Рауля выражается соотношением где p0 – давление пара над чистым растворителем;p – давление пара растворителя над раствором;n – количество растворенного вещества, моль;N – количество растворителя, моль;M (C12H22O11) = 342,30 г/моль;M (H2O) = 18,02 г/моль.Количество растворенного вещества и растворителя: n=34,23/342,30=0,1 моль; N = 45,05/18,02= 2,5моль.Давление пара над раствором: Пример 2Рассчитайте молекулярную массу неэлектролита, если 28,5 г этого вещества, растворенного в 785 г воды, вызывают понижение давления пара воды над раствором на 52,37 Па при 40°С. Давление водяного пара при этой температуре равно 7375,9 Па.Решение:Относительное понижение давления пара растворителя над раствором равно Находим: здесь mx – масса неэлектролита, молярная масса которого Mx г/моль. 0,309Mx + 0,202=28,5;0,309Mx =28,298;Mx=91,58 г/моль.Молекулярная масса неэлектролита равна

.

Варианты контрольных заданий

Примеры РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

. Образец пиролюзита массой 1,00 г, состоящий из МпO2 и инертных примесей, вносят в конц. НС1. Выделяющийся газ полностью поглощается раствором избытка йодида калия, который окрашивается в коричневый цвет. Для полного обесцвечивания раствора расходуют 200 мл 0,1 н. раствора тиосульфата натрия. По этим данным рассчитайте массовую долю (%) Мп02 в исходном минерале. Ответ: 86,94%. Определите значение объемной доли (%) сероводорода в техническом газе, если 5 л (н. у.) этого газа затрачено на реак­цию с 0,048 моль дихромата калия в кислой среде (остальные компоненты газа в реакцию не вступают). Ответ: 64,5%. Гидроксиламин в конц. щелочном растворе под действием катализатора (Pt) разлагается на три газа. Один из них химики-практики называют инертным, другой содержит азот в низшей степени окисления, а третий - азот с условной степенью окисления (+1). Составьте уравнения реакций, укажите ее тип, определите общий объем (л, н. у.) образующихся газов при разложении 8,26 г исходного вещества. Ответ: 4л. На основании электронных уравнений составьте уравне­ние реакции фосфора с азотной кислотой, учитывая, что фосфор приобретает высшую, а азот степень окисления +4. Определите массу (г) твердого продукта реакции между 9,8 л сероводорода и 17,5 л диоксида серы (н. у.). Ответ: 21 г. Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений: Al → Al2(SO4)3→ Na[Al(OH)4] →А1(NО3)3 Составьте уравнения термического разложения следую­щих солей аммония: карбоната, хлорида, сульфата, дихромата. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций: а) алюминия с раствором щелочи;б) бора с конц. азотной кислотой. Дляполучения белого фосфора прокаливают в электропе­чи 1т фосфоритной руды, содержащей 64,5% (по массе) ортофосфата кальция, в смеси с избытком кварцевого песка и угля. Рассчитайте массу (кг) продукта, если практический выход равен 85%. Ответ 109,65 кг. Как можно получить карбид кальция? Что образуется при его взаимодействии с водой? Напишите уравнения соответству­ющих реакций. Жидкий трихлорид фосфора объемом 2 мл смешивают с избытком воды и добавляют избыток гидроксида бария. Выпа­дает осадок средней соли, его отделяют и обезвоживают в су­шильном шкафу. Определите массу (г) полученной соли. При прокаливании соли получаются фосфин, водяной пар, а так­же дифосфат и ортафосфат бария. Составьте уравнения реакций. Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих реакций: В → H3BO3→Na2B4O7→ Н3ВO3Уравнение окислительно-восстановительной реакции составьте на основании электронных уравнений. :К 250 мл 0,012 н раствора сульфата меди (II) добавляют раствор йодида калия до прекращения образования осадка, состоящего из двух веществ - «А» и «В», а затем раствор тиосульфата натрия до полного перехода осадка в раствор. При этом первым химически растворяется вещество «В» (его можно было бы также растворить в избытке раствора KJ), а затем веще­ство «А». Рассчитайте массу (г) вещества «А» и «В» в осадке. Ответ: m(I2) = 0,381 г; m(CuI) = 0,571 г. Обработка As2О3 цинком в кислой среде приводит к обра­зованию арсина. Этот газ можно поджечь в воздухе, но можно пропустить через раскаленную кварцевую трубку, где в холод­ной зоне образуется «черное зеркало» (что это такое?), которое исчезает при смачивании его раствором NaClO. Если же арсин пропустить через раствор нитрата серебра (I), то осаждается благородный металл. Составьте уравнения всех реакций. Для получения хлора в лаборатории смешивают оксид марганца (IV) с хлоридом натрия в присутствии конц. серной кислоты. Составьте электронные и молекулярное уравнения этой реакции. Какой процесс называют алюминотермией? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакции, на которой основано применения термита (смесь А1 и Fe3O4). Составьте уравнения следующих реакций: 1. a) NaBiO3(т) + HNO3 + Mn(NO3)2 →2. б) NaBiO3(т) + HNO3 +Cr2(SO4)3→3. в) Bi(OH)3 + OH-+ [Sn(OH)3] - → Какие соединения называют карбидами и силицидами? Напишите уравнения реакций: а) карбида алюминия с водой;б) силицида магния с хлороводородной (соляной) кислотой.Являются ли эти реакции окислительно-восстановительны­ми? Почему? Химически растворяют 2,84 г Р4О10 в воде и добавляют 25,24 г Ba(OH)2·8H2O. Выпадает осадок - рассчитать его массу (г). Ответ: 12 г. На примере соединений PCl3 и BiCl3 сравните следующие свойства Э (Ш): а) взаимодействие с водой (назовите продукты, укажите среду конечного раствора); б) переход Э (III) → Э (V) (укажите условия проведения реакций и их уравнения, назовите продукты. охарактеризуйте окислительно-восстановительную устойчивость Почему атомы большинства р-элементов способны к реак­циям диспропорциоиирования (самоокисления-самовосстанов­ления)? На основании электронных уравнений напишите уравнение реакции растворения серы в концентрир. растворе щелочи. Один из продуктов содержит серу в степени окисления +4. При растворении нитрата висмута (III) в воде раствор ста­новится мутным. Почему? Приведите уравнение реакции, назо­вите твердый продукт и укажите условия приготовления прозрачного раствора, содержащего Bi (III), Bi (V). Какие реакции нужно провести для осуществления следу­ющих превращений: NaCl→ НCl→ С12→ КСlO3Уравнения окислительно-восстановительных реакций составьте на основании электронных уравнений. Определите, какой объем (л, н. у.) диоксида углерода со­бран после окончания реакции между 2,14 моль пермаиганата калия в сернокислой среде и избытком щавелевой кислоты если практический выход составляет 88%. Ответы: 9,42 моль; 210,9 л. Составьте электронные и молекулярные уравнения реак­ции, происходящей при пропускании хлора через горячий раствор гидроксида калия. К какому типу окислительно-восста­новительных процессов относится данная реакция? Через насыщенный раствор хлорида натрия пропускают газообразный аммиак, а затем - углекислый газ. Выпавший оса­док гидрокарбоната натрия отфильтровывают и прокаливают при 500 "С. Получают твердое вещество «А». Перешел ли гидро­карбонат натрия полностью в вещество «А», если масса осадка до прокаливания была 43,69 г, а после прокаливания 27,97 г. Как практически наиболее просто убедиться, что последняя реакция закончилась? Какую степень окисления может проявить кремний в сво­их соединениях? Составьте уравнения, которые надо провести для осуществления следующих превращения: Mg2Si→ SiH4→ SiO2→ K2SiO3→ H2SiO3При каком превращении происходит окислительно-восста­новительная реакция? Взаимодействие 24,74 г алюминия с избытком графита при 1500 °С приводит к образованию трикарбида тетраалюминия. Покажите расчетом, что эта реакция термодинамически выгодна в закрытой системе. Определите объем газа, выделяю­щегося при гидролизе указанного продукта, если практический выход газа составляет 80%. Ответ: 12,3 л; При сжигании 8,71 г некоторого газообразного вещества SixНy на воздухе образовалось 16,82 г SiO2. Найдите химическую формулу этого вещества, если плотность его по аргону равна 1,558. К раствору, содержащему SbCl3 и BiCl3, добавили избыток раствора гидроксида калия. Напишите молекулярные и ионнo-молекулярные уравнения происходящих реакций. Какое вещество находится в осадке? Для получения аморфного кремния нагревают смесь диоксида кремния и магния. После окончания реакции и охлаждения стекла к нему добавляют соляную кислоту. Наблюдают самовоспламенение выделяющейся газовой смеси. Составьте уравнение реакции. Аморфный кремний, полученный в этом опыте, химически растворяют в конц. растворе NaOH и собирают 8,20 л (н. у.) газа. Какова была масса (г) кремния? Ответ: 5,18 г Необходимо сравнить чувствительность следующих реактивов на катион свинца (II): а) хромат калия;б) сульфид натрия;в) сульфат натрия.Предложите схему перевода катионов свинца (II) из раство­ра нитрата свинца (II) последовательно в указанные соли, используя Пр продуктов реакций. Кусок латуни обработали азотной кислотой. Раствор раз­делили на две части. К одной из них прибавили избыток раствора аммиака, к другой - избыток раствора щелочи. Какие соедине­ния цинка и меди образуется при этом? Составьте уравнения соответствующих реакций. Составьте уравнения следующих реакций: a)Sn + О2→б) Sn + ОН- + Н2О→в) Sn + HNО3 (конц.) →г) Sn + HNO3 (разб.) → Составьте уравнения следующих реакций: а) РЬ + О2 →б) РЬ + ОН + Н2О →в) Pb + HNOa (конц.) →г) Pb + НNО3 (разб.) → Составьте уравнения возможных реакций в соответствии со следующей схемой: Рb→ [Pb(H2O)4]2→ Pb(OH)2→ [Pb(OH)4]+2→ Pb(NO3)2→ Pb Как изменяются окислительные свойства галогенов при переходе от фтора - к йоду и восстановительные свойства их отрицательно заряженных ионов? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций: a)Cl2 + J2+H2O;б)KJ + Вг2.Укажите окислитель и восстановитель. Рассчитайте энергию Гиббса реакций (кДж) в водном растворе: а) 2KNO2 + 2Н2O + 2KJ ->2NO (г) + J2 (г) + 4КОН;б) 2HNO2 + H2SO4 + 2KJ→2NO (г) +J2 + K2SO4 + 2H2O. Предельно допустимая концентрация ионов свинца (II) в промышленных сточных водах равна 0,1 мг/л. Установите, обеспечивается ли очистка сточных вод от свинца осаждением при 250С в виде: а) хлорида свинца (II);б) сульфата свинца (II);в) ортофосфата свинца (II). Составьте уравнение реакций между Pb2PbO4 в азотно­кислой среде и: а) нитритом калия;б) конц. НС1;в) йодидом калия;г) нитратом марганца (II);д) перхлоратом железа (II). К раствору, содержащемуся SbCl3 и BiCl3, добавили избыток раствора гидроксида калия. Напишите молекулярные и ион-но-молекулярные уравнения происходящих реакций. Какое вещество находится в осадке? Какие свойства в окислительно-восстановительных реакциях проявляет серная кислота? Напишите уравнения реакций взаимодействия разбавленной серной кислоты с магнием и кон­центрированной с медью. Укажите окислитель и восстановитель. Определите объем (л, н. у.) газа, который образуется при взаимодействии избытка пероксида водорода в кислой среде с пермангана-ионами, содержащимися в 100 мл 0,45 моль/л раствора? Ответ: 2,52 л. Какие свойства в окислительно-восстановительных реак­циях проявляет серная кислота? Напишите уравнения реакций взаимодействия разбавленной серной кислоты с магнием и кон­центрированной - с медью. Укажите окислитель и восстановитель. Определите, какой объем (л, н. у.) молекулярного хлора вступает в реакцию с гидроксидом калия в горячем водном ра­створе, если среди продуктов обнаружено 0,46 моль КС1. Ответ: 6,18 л. Составьте молекулярные и ионно-молскулярные уравне­ния реакций, которые надо провести для осуществления следую­щих превращений: Fe→ FeCl2→ Fe(CN)2→ K4[Fe(CN)6] →K3[Fe(CN)6]К окислительно-восстановительным реакциям составьте электронные уравнения. Составьте уравнение реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений: Fe → FeSO4→Fe(OH)2→ Fe(OH)3→ FeCl3 Цинковая руда содержит 20% сульфида цинка. Какой газ и в каком объеме можно получить из 1,5 т такой руды при ее обжиге? Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений: Ag→ AgNO3→ AgCl→ [Ag(NH3)2]Cl→ AgCl Рассчитайте, сколько золота можно получить цианидным способом, если израсходовано 20 г цинка? Ответ: 121 г. При постепенном прибавлении раствора KI к раствору Hg(NO3)2 образующийся вначале осадок растворяется. Какое комплексное соединение при этом получается? Составьте моле­кулярные и ионно-молекулярные уравнения соответствующих реакций. Какой объем кислорода можно получить при взаимодей­ствии 20 г хлорида Аu (III) с перекисью водорода в щелочной среде? Каким окислительно-восстановительным свойством обладает Au(III), переходящий в свободный атом золота? Ответ: 2,2 л. Феррат калия K2FeO4 образуется при сплавлении Fe2O3 с калийной селитрой KNO-5 в присутствии КОН. Составьте элек­тронное и молекулярное уравнения реакций. Соединения Ir(VI) неустойчивы. IrF6 энергично разлагается водой с образованием гидроксида Iг (IV) и свободного кислорода. Определите объём в (мл) н.у. выделившегося кислорода, если гидролизуется 0,612 г IrF6? Ответ: 22,4 мл. При сплавлении хромита железа Fe(CrО2)2 с карбонатом натрия присутствии кислорода хром (III) и железо (II) окисля­ются и приобретают соответственно степени окисления +6 и +3. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакции. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций: а) растворения молибдена в азотной кислоте;б) растворения вольфрама в щелочи в присутствии кислорода. Учтите, что молибден и вольфрам приобретают высшую степень окисления. Иодид меди (II) при высокой восстановительной актив­ности иона I- разлагается при обычной температуре с образовани­ем йодида меди (I) и свободного йода. Определите, какое количество (г) йода и йодида Сu (I) можно получить при дей­ствии избытка KI на 5 г CuSO4. Каким окислительно-восстановительным свойством обладает Cu(II)? Ответы: m(CuI) = 6 г; m(I2)

обозначают de и dg:



Разность энергий двух новых подуровней de и dg получила название параметра расщепления Δ0:

E2 – E1 = Δ0

Выигрыш энергии за счет преимущественного заселения электронами de-атомных орбиталей называют энергией стабилизации комплекса полем лигандов.

Специфика каждого из лигандов сказывается в том, какое поле данный лиганд создает – сильное или слабое. Чем сильнее поле лигандов, чем больше значение параметра расщепления Δ0. Изучение параметра расщепления, как правило, основано на спектроскопических исследованиях.

Наиболее распространенные лиганды можно расположить в следующий спектрохимический ряд, вдоль которого значение Δ0 монотонно растет:

I-
- - ≈NCS- << NO3- < F- < OH- < H2O ≈ H- < NH3 < NO2- < CN- ≈ NO ≈ CO.

Рассмотрим распределение электронов по de- и dg-орбиталям в октаэдрическом поле лигандов. Заселение de- и dg-орбиталей происходит в полном соответствии с правилом Гунда и принципом Паули. При этом независимо от значения параметра расщепления первые три электрона занимают квантовые ячейки de-подуровня:

Если число электронов на d-подуровне комплексообразователя больше трех, для размещения их по расщепленным подуровням появляется две возможности. При низком значении параметра расщепления (слабое поле лигандов) электроны преодолевают энергетический барьер, разделяющий de- и dg-орбитали; четвертый, а затем и пятый электроны заселяют квантовые ячейки dg-подуровня. При сильном поле лигандов и высоком значении D0 заселение четвертым и пятым электроном dg-подуровня исключено; происходит заполнение de-орбиталей.

При слабом поле лигандов заселяющие квантовые ячейки 4 или 5 электронов имеют параллельные спины, поэтому получаемый комплекс оказывается сильно парамагнитен. В сильном поле лигандов образуются одна, а затем две электронные пары на de-подуровне, так что парамагнетизм комплекса оказывается гораздо слабее.

Вернемся к рассмотрению электронного строения октаэдрических комплексных ионов [Co(NH3)6]3+ и [CoF6]3-. В соответствии с расположением в спектрохимическом ряду, аммиак NH3 относится к числу лигандов сильного поля, а фторид-ион F- – слабого поля. Следовательно, заселение электронами атомных орбиталей в данных комплексах будет происходит по схеме:



В анионе [CoF6]3- лиганды F- создают слабое кристаллическое поле (Δ0 = 13000 см-1), и все электроны исходной 3d6-АО размещаются на de- и dg-орбиталях без какого-либо спаривания. Комплексный ион является высокоспиновым и содержит четыре неспаренных электрона, поэтому он парамагнитен. При образовании этого комплекса реализуется тип гибридизации sp3d2 .



В ионе [Co(NH3)6]3+ лиганды NH3 создают сильное кристаллическое поле (Δ0 = 22900 см-1), все 3d6-электроны размещаются на более энергетически выгодной de-орбитали. Переход электронов с de- на dg-орбитали невозможен из-за слишком высокого энергетического барьера. Поэтому данный комплексный катион является низкоспиновым, он не содержит неспаренных электронов и диамагнитен. При образовании этого комплекса реализуется тип гибридизации d2sp3
Пример 5. Константа нестойкости иона [Ag(CN)2]- составляет 1∙10-21. Вычислить концентрацию ионов серебра в 0,05 М растворе К[Ag(CN)2], содержащем, кроме того, 0,01 моль/л KCN.

Решение:

Вторичная диссоциация комплексного иона протекает по уравнению:

[Ag(CN)2]- ↔ Ag+ + 2CN-

В присутствии избытка ионов CN-, создаваемого в результате диссоциации KCN (которую можно считать полной), это равновесие смещено влево настолько, что количеством ионов CN- , образующимся при вторичной диссоциации, можно пренебречь. Тогда [CN-] = C KCN = 0,01 моль/л. По той же причине равновесная концентрация ионов [Ag(CN)2]- может быть приравнена общей концентрации комплексной соли (0,05 моль/л).

По условию задачи:



Отсюда выражаем концентрацию ионов Ag+.



Подставив значения концентраций ионов CN- и [[Ag(CN)2]-], получим:



Пример 6. Растворы простых солей кадмия образуют со щелочами осадок гидроксида кадмия Cd(OH)2, а с сероводородом – осадок сульфида кадмия CdS. Чем объяснить, что при добавлении щелочи к 0,05М раствору K2[Cd(CN)4], содержащему 0,1 моль/л KCN, осадок не образуется, тогда как при пропускании через этот раствор сероводорода выпадает осадок CdS? Константу нестойкости иона [Cd(CN)4]2- принять равной 7.8∙10-18.

Решение:

Условия образования осадков Cd(OH)2 и CdS могут быть записаны следующим образом:

[Cd2+][OH-]2 > ПР Cd(OH)2 = 4,5 ∙ 10-15

[Cd2+][S2-] > ПР CdS = 8 ∙ 10-27

В растворе комплексной соли при заданных условиях концентрация ионов Cd2+ вычисляется по уравнению (см. пример 1):



Тогда концентрация ионов ОН-, достаточная для осаждения гидроксида кадмия, найдется из неравенства



Таким образом, в рассматриваемой системе при концентрациях ионов ОН- меньших, чем 1 моль/л, равновесие [Cd(CN)4]2- + 2ОН-↔ Cd(OH)2 + 4CN- смещено в сторону образования комплексного иона.

Условие образования осадка сульфида кадмия из заданного раствора тетрацианокадмата калия выразится неравенством:



Следовательно, даже при малых концентрациях сульфид-иона равновесие [Cd(CN)4]2- + S2-↔ CdS + 4CN- практически полностью смещено в сторону образования сульфида кадмия.

Пример 7. Произойдет ли образование осадка Cu(OH)2 при сливании равных объемов 1.0 М растворов КОН и [Cu(NH3)4]Cl2 , содержащего избыток 0.5 моль аммиака. Кн([Cu(NH3)4]2+)=9.33∙10-13; ПРCu(OH)2 =5.6∙10-20; степень диссоциации [Cu(NH3)4]Cl2 и КОН принять равной 1.

Решение:

При сливании равных объемов растворов концентрация каждого из компонентов уменьшается в 2 раза, т.е. станет равной С([Cu(NH3)4]Cl2)=0.5 моль/л; СКОН=0.5 моль/л; С(NH3) =0.25 моль/л.

В присутствии избытка аммиака равновесие диссоциации иона

[Cu(NH3)4]2+↔ Cu2+ + 4NH3

сильно смещено влево. Поэтому концентрацией аммиака, получающегося при диссоциации этого иона, можно пренебречь, а концентрацию NH3 в растворе можно считать равной 0.25 моль/л. Отсюда





Так как раствор гидроксида калия – сильный электролит: КОН↔К+ + ОН- , то

СК+= СОН-=0.5 моль/л.

Тогда [Cu2+]∙[OH-]2=1.17∙10-10∙(0.5)2=2.9∙10-11

т.е. [Cu2+]∙[OH-]2 > ПРCu(OH)2

Следовательно, осадок Cu(OH)2 образуется.

2. ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

2.1. Для приведенных комплексных соединений определить тип комплекса, степени окисления всех составляющих, указать комплексообразователь, лиганды, ионы внешней и внутренней сферы, а также координационное число. Записать уравнения диссоциации комплексного соединения и константу нестойкости для комплексного иона.

2.1.1. K 2[PtCl6], [Co(NH3)5SO4]NO3, [Сu(NH3)3OH]OH, [Cu(NH3)2(SCN)2]

2.1.2. Na2[Cu(CN)4], [Co(H2O)2(NH3)4]Cl2, (NH4)2[Ce(NO3)6], Na2[AlF6]

2.1.3. (NH4)3[RhCl6], [Сu(NH3)4](OH)2, [Ni(CO)4], [Cr(H2O)4PO4]

2.1.4. K3[CoF6], [Pd(NH3)3Cl]Cl, [Sn(H2O)2Cl2], Na[Al(OH)4]

2.1.5. Na[Ag(NO3)2], [Pt(NH3)3Cl]Br, H[Sb(OH)6], K2[HgI4]

2.1.6. K2[Cd(CN)4], [Ag(NH3)2]OH, [Co(NH3)5Br]SO4, [Fe(H2O)6]Cl3

2.1.7. Na3[V(SCN)6], [Co+3(NH3)5Br]2[Fe(CN)6], [Pd(H2O)(NH3)2Cl]Cl, K3[Co(CN)6]

2.1.8. K[Ag(CN)2], [Fe(H2O)4Cl2], [Co(NH3)5H2O]Cl3, K[AuCl4]

2.1.9. K4[Mn(CN)6], [Ti(H2O)4Br2]Br, [Fe(CO)5], K2[Pt(OH)5Cl]

2.1.10. K2[NiCl4], [Cu(H2O)3OH]Cl, [Pt(NH3)4Cl2], K2[Cu(S2O3)2]

2.1.11. (NH4)3[Fe(CN)6], [Hg2(H2O)OH]Cl, [Cu+2(NH3)4][ZnBr4], K2[Pt(CN)4Cl2]

2.1.12. H[AuCl4], [Co(NH3)5Cl]Cl2, [Cr(H2O)4Cl2]Br, K[Al(OH)4]

2.1.13. K3[Al(OH)6], [Be(H2O)3OH]Cl, [Cr(H2O)3(SCN)3], [Cr(NH3)4CO3]Cl

2.1.14. K2[Zn(CN)4], [Ni(H2O)6]SO4, [Pt(NH3)3Cl3]Cl, [Pd(NH3)2H2OCl]

2.1.15. Na3[Co(NO2)6], [Pt(NH3)2(H2O)(OH)]NO3, [Au(CN)2Br2], [Cu(NH3)4][Pd+4Br4]

2.2. Назвать следующие комплексные соединения:

2.2.1. (NH4)2[ZnCl4], [Cr(H2O)6](NO3)3, [Сu(NH3)3OH]OH, [Pt(NH3)2(SCN)2]

2.2.2. Na[Al(OH)4], Ba[Cr(NH3)2(SCN)4]2, [Co(NH3)5Cl]Cl2, [Ni+2(NH3)6]2[Fe(SCN)6]

2.2.3. [Fe(NH3)3(CN)3], K2[BeF4], [Rh(NH3)3(H2O)3]Cl2, [Co(NH3)5Br]SO4

2.2.4. [Zn(NH3)3NO2]2SO3, Li3[AlF6], [Cu(NH3)4](NO3)2, H2[SnCl6]

2.2.5. [Al(H2O)6]Cl3, (NH4)2[Pt(OH)2Cl4], [Cu(NH3)4](OH)2, [Ni+2(H2O)6][PtCl6]

2.2.6. [Сu(NH3)4]SO4, K[BH4], [Au(H2O)3I3], [Co(NH3)6][Au+3Cl6]

2.2.7. Na2[Be(SO3)2], [Pt(NH3)2(H2O)4]Br4, [Cr(H2O)4Cl2], H2[SiF6]

2.2.8. Na[Al(H2O)2(OH)4], [Ni(NH3)5I]CO3, [Pt(NH3)2Cl2], K2[CoCl4]

2.2.9. [Ni(NH3)6]2[Fe+2(CN)6], [Co(H2O)6]Cl2, NH4[AuCl4], Na3[Cr(OH)6]

2.2.10. [Ni(NH3)6]Cl2, K[IBr2], [Co(NH3)4SO3]NO2, [Cr(NH3)3(NCS)3]

2.2.11. K2[Be(SO4)2], [Ni+2(NH3)6]2[Fe(CN)6], [Zn(NH3)4](OH)2, [Ti(H2O)4(OH)2]Cl2

2.2.12. [Cr(NH3)4(SCN)Cl](NO3)2, [Pd(NH3)2Cl2], Na2[IrCl6], H2[CuCl4]

2.2.13. Na[Pd(NH3)Cl3], K3[Fe(CN)6], [Ir(NH3)4CO3]NO3, [Cr(H2O)3Cl3]

2.2.14. K2[Co(NO2)6], [Cu+2(NH3)4][PtCl6], [Pt(NH3)4(H2O)2]Cl4, [Co(NH3)5Br]SO4

2.2.15. [B(NH3)F3], Li[BH4], [Cr(NH3)2(H2O)4](NO3)3, [Cu+2(NH3)4][PdBr4]

2.3. По названию комплексного соединения напишите его эмпирическую формулу:

2.3.1. нитрат дихлоротетраамминкобальта (III), гексахлородиалюминий, хлорид нитратохлоротетраамминкобальта (III)

2.3.2. хлорид тетрааквахрома (II), гексагидроксостибат (V) водорода, гидроксотринитрокобальтат (II) диамминмеди (I)

2.3.3. гексафтороманганат (III) натрия, дибромоиодат (I) аммония, нитрат динитротетраквахрома (III)

2.3.4. бромид дихлоротетраамминплатины (IV), фосфатоакваплатинат (II) аммония, тетракарбонилникель

2.3.5. дихлородиамминплатина, тетрафтороборат водорода, хлорид дибромотетраамминплатины (IV)

2.3.6. дицианоаргентат (I) натрия, гидроксид диамминсеребра (I), перхлорат гексааквахрома (III)

2.3.7. дицианокупрат (I) меди (II), нитрит динитрохлоротриамминплатины (IV), пентакарбонилжелезо

2.3.8. тетраиодомеркурат (II) гексааквахрома (III), сульфат гексааквамарганца (II), дицианоаргентат (I) аммония

2.3.9. трииодомеркурат (II) натрия, трихлороамминзолото, бромид динитротетраамминникеля (III)

2.3.10. бромид дихлоротетраамминиридия (IV), тетрагидридоборат калия, гексанитроникколат (III) аммония

2.3.11. дицианоаргенат (I) ртути (II), гексахлороплатинат (II) гексааквакобальта (II), иодид тетрамминмеди (II)

2.3.12. тетраиодоплатинат (II) тетраамминмеди (II), тетрагидридоборат лития, трихлороамминплатина

2.3.13. тетраиодоплатинат (II) тетрамминхрома (III), перхлорат гексаакважелеза (III), гексароданоферрат (II) аммония

2.3.14. дибромоиодат (I) калия, нитрат фтороамминтетраквахрома (III), трихлороамминзолото

2.3.15. тетрафтороборат водорода, дитиосульфатохромат (III) тетрамминхрома (III), гидроксид диамминсеребра (I)

2.4. Определить тип гибридизации атомных орбиталей иона-комплексообразователя и магнитные свойства комплексных ионов:

2.4.1. Какая гибридизация проявляется при образовании парамагнитного комплексного иона [FeF6]4? Каково пространственное строение этого комплексного иона? Как метод валентных связей объясняет реакционную способность этого иона?

2.4.2. Как метод валентных связей объясняет пространственное строение, магнитные свойства и реакционную способность комплексного иона [Zn(OH)4]2-?

2.4.3. Как метод валентных связей объясняет пространственное строение, магнитные свойства и реакционную способность комплексного иона [HgI4]2-?

2.4.4. Ион [Fe(CN)6]4- диамагнитен. Указать тип гибридизации атомных рбиталей иона Fe2+. Каковы, с точки зрения МВС, пространственное строение и реакционная способность этого комплексного иона?

2.4.5. Ион [Ni(NH3)6]2+ парамагнитен. Определить тип гибридизации атомных орбиталей Ni2+. Каковы с точки зрения МВС пространственное строение и реакционная способность этого комплексного иона?

2.4.6. Какая гибридизация проявляется при образовании парамагнитного комплексного иона [SiF6]2-, обладающего диамагнитными свойствами? Каково пространственное строение этого комплексного иона и его реакционная способность?

2.4.7. Как метод валентных связей объясняет пространственное строение, магнитные свойства и реакционную способность комплексного иона [AuCl4]-, обладающего парамагнитными свойствами?

2.4.8. Ион [NiF6]4- парамагнитен. Указать тип гибридизации атомных орбиталей иона Ni2+. Каковы пространственное строение и реакционная способность этого комплексного иона?

2.4.9. Показать тип гибридизации, пространственное строение, магнитные свойства и реакционную способность комплексного иона [Ti(H2O)6]3+?

2.4.10. Показать тип гибридизации, пространственное строение, магнитные свойства и реакционную способность комплексного иона [Ag(CN)2]-?

2.4.11. Какая гибридизация проявляется при образовании парамагнитного комплексного иона [PtCl6]2-? Каково пространственное строение этого комплекса и его реакционная способность?

2.4.12. Ион [V(NH3)6]3+ парамагнитен. Определить тип гибридизации атомных орбиталей иона-комплексообразователя. Каковы пространственное строение и реакционная способность этого комплексного иона?

2.4.13. Парамагнетизм комплексного иона [Cr(H2O)6]3+ отвечает трем неспаренным электронам. Каковы тип гибридизации, пространственное строение, магнитные свойства и реакционную способность этого иона ?

2.4.14. Каковы тип гибридизации, пространственное строение, магнитные свойства и реакционная способность комплексного иона [Cu(NH3)4]2+?

2.4.15. Каковы тип гибридизации, пространственное строение, магнитные свойства и реакционная способность комплексного иона [Co(CN)6]4-?

2.5. Расчет сопряженных равновесий:

2.5.1. Выпадает ли осадок бромида серебра при прибавлении к 1 л 0.1 М раствора [Ag(NH3)2]NO3, содержащего 1 моль/л аммиака, 1∙10-5 моль KBr? (ПРAgBr=6∙10-13, Кн=9.8∙10-8).

2.5.2. Вычислить концентрацию ионов кадмия в 0.1 М растворе K2[Cd(CN)4], содержащем, кроме того, 6.5 г/л KCN (Кн=7.8∙10-18)..

2.5.3. Найти массу серебра, находящегося в виде ионов в 0.5 л 0.1 М раствора Na3[Ag(S2O3)2], содержащего, кроме того, 0.1 моль/л тиосульфата натрия Na2S2O3 (Кн=1.0∙10-13).

2.5.4. Вычислить концентрацию ионов Ag+ в 0.1 М растворе [Ag(NH3)2]NO3, содержащем в избытке 1 моль/л NH3 (Кн=9.8∙10-8).

2.5.5. Вычислить, какова концентрация ионов алюминия в 1 л 0.05 М раствора Na3[AlF6], в котором находится 5.8 г KF (Кн=1.45∙10-20)?

2.5.6. Выпадет ли осадок галогенида серебра при прибавлении к 1 л 0.1 М раствора [Ag(NH3)2]NO3 , содержащего 1 моль/л аммиака, 1∙10-5 моль KI (ПРAgI=1.1∙10-16, Кн=9.8∙10-8)?

2.5.7. Образуется ли осадок AgI при смешении 0.2 М раствора K[Ag(CN)2] с равным объемом 0.2 М раствора KI? Принять равными равновесные концентрации [[Ag(CN)2]-] и [CN-] (ПРAgI=1.1∙10-16, Кн=1.4∙10-20). .

2.5.8. Сколько молей аммиака должно содержаться в 1 л 0.1 М раствора [Ag(NH3)2]NO3, чтобы прибавление 1.5 г KCl к 1 л раствора не вызвало выпадение AgCl (ПРAgCl =1.8∙10-10, Кн=9.8∙10-8)?

2.5.9. Какова концентрация ионов серебра в 0.08М растворе [Ag(NH3)2]NO3, содержащем 1 моль/л аммиака? Сколько г NaCl можно прибавить к 1 л этого раствора до начала выпадения осадка AgCl (ПРAgCl =1.8∙10-10, Кн=9.8∙10-8)?

2.5.10. Будет ли выпадать осадок AgBrO3 при действии на 0.2 М раствор K[Ag(S2O3)] равным объемом 0.2 М раствора KBrO3? Принять равными равновесные концентрации [[Ag(S2O3)]-] и [S2O32-] (ПРAgBrO3 =5.5∙10-5, Кн=1.5∙10-9).

2.5.11. Вычислить концентрацию ионов кадмия в 0.1 М K2[CdI4], содержащем 0.1 моль KI в литре раствора (Кн=7.8∙10-2).

2.5.12. Вычислить концентрацию комплексообразователя и лиганда в 1 М растворе [Cu(NH3)4]2+ (Кн=9.3∙10-13).

2.5.13. Сколько г ртути в виде ионов содержится 0.1 л 0.01 М K2[HgI4] , в котором находится 15 г NaI (Кн=1.4∙10-30)?

2.5.14. Будет ли выпадать осадок Hg(OH)2 при действии на 0.01 М раствор K2[HgI4] равным объемом 0.0001 М раствора КОН? Принять равными равновесные концентрации [[HgI4]2-] и [I-] (ПР(Hg(OH)2) =1.0∙10-26, Кн=1.4∙10-30).

2.5.15. Произойдет ли образование осадка карбоната цинка, если к 0.005 М раствору [Zn(NH3)4](NO3)2, содержащему 0.05 моль NH3, прибавить равный объем 0.001 М раствора К2СО3 (ПР(ZnCO3) =1.4∙10-14, Кн=3.5∙10-10)?
1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   20

3. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ


Вариант
Номера задач

1
2.1.1.
2.2.1.
2.3.1.
2.4.1.
2.5.1.

2
2.1.2.
2.2.2.
2.3.2.
2.4.2.
2.5.2

3
2.1.3.
2.2.3.
2.3.3.
2.4.3.
2.5.3.

4
2.1.4.
2.2.4.
2.3.4.
2.4.4.
2.5.4.

5
2.1.5.
2.2.5.
2.3.5.
2.4.5.
2.5.5.

6
2.1.6.
2.2.6.
2.3.6.
2.4.6.
2.5.6.

7
2.1.7.
2.2.7.
2.3.7.
2.4.7.
2.5.7.

8
2.1.8.
2.2.8.
2.3.8.
2.4.8.
2.5.8.

9
2.1.9.
2.2.9.
2.3.9.
2.4.9.
2.5.9.

10
2.1.10.
2.2.10
2.3.10.
2.4.10.
2.5.10.

11
2.1.11.
2.2.11.
2.3.11.
2.4.11.
2.5.11.

12
2.1.12.
2.2.12.
2.3.12.
2.4.12.
2.5.12.

13
2.1.13.
2.2.13.
2.3.13.
2.4.13.
2.5.13.

14
2.1.14.
2.2.14.
2.3.14.
2.4.14.
2.5.14.

15
2.1.15.
2.2.15.
2.3.15.
2.4.15.
2.5.15.


Список рекомендуемой литературы

  1. 1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. - М.: Высшая школа, 2002.-743 с.

  2. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. М. «Интеграл-Пресс», 2004.- с. 240

  3. Гольбрайх З.Е. Сборник задач и упражнений по химии.- М.: Высшая школа, 2004.- 224 с.



задание № 10
по теме «свойства элементов и их соединений»


  1. ПримерЫ решения задач


Пример 1

Вычислите общую жесткость воды , если в 2 л её находится по

800 мг ионов Mg2+ и Ca2+;

Решение:Если известны массы ионов или соответствующих им солей, то жесткость считается по формуле



где m1, m2, m3 – массы ионов металлов (или их солей) в воде, мг;

– эквивалентные массы ионов металлов (или их солей), мг/экв;

V – объём воды, л.

Подставим числовые значения в предлагаемую формулу

33,33 + 20 = 53,33 мэкв/л

Ответ: общая жесткость равна 53,33 мэкв/л
Пример 2

Чему равна жесткость воды, если на титрование 100 мл образца её израсходовано: б) 12 мл 0,04 н раствора HCl?

Решение:Временная жесткость воды определяется по объёму кислоты, пошедшей на её титрование:

НСО3- + НС1 = Н2О + СО2↑ + С1-

В соответствии с законом эквивалентов количество эквивалентов всех участвующих в химической реакции веществ должно быть одинаково. Следовательно:

,

где – объём кислоты, пошедшей на титрование, мл;

– объём пробы воды, взятой для титрования, мл;

– нормальная концентрация кислоты, экв./л;

Отсюда:

= = 4,8мэкв/л.

Ответ: жесткость равна 4,8мэкв/л.

Пример 3

Почему растворы щелочей надо хранить в хорошо закрытой посуде? Составьте уравнения реакций между гидоксидом калия и


а) хлором;

б) оксидом серы (VI);

в) сероводородом.

Решение:

Растворы щелочей поглощают из воздуха углекислый газ, при этом образуются карбонаты щелочных металлов.

а) реакция гидроксида калия с хлором:

1) при комнатной температуре

2KOH + Cl2 → KCl + KClO + H2O;

хлорид гипохлорит

калия калия

2) при нагревании

6KOH + 3Cl2 → 5KCl + KClO3 + 3H2O;

хлорид хлорат

калия калия
б) уравнения реакций между гидроксидом калия и оксидом серы (VI):

1) KOH + SO3 → KHSO4;

гидросульфат

калия

2) 2КОН + SO3 → K2SO4+ H2O;

сульфат

калия

в) уравнения реакций между гидроксидом калия и сероводоролом:
1) KOH + H2S → KHS+ H2O;

гидросульфид

калия

2) 2КОН + Н2S → K2S+ 2H2O;

сульфид

калия

Пример 4

Определите объем газа (л, н.у.) полученный при взаимодействии 0,2 моль эквивалентов KMnO4 c избытком концентрированной соляной кислоты, если практический выход составляет 80%.

Решение: Между перманганатом калия и концентрированной соляной кислотой происходит реакция

1) 2KMnO4 + 16HCl → 2MnCl2 + 2KCl + 5 Cl2↑ +8H2O;

2 MnO4- + 8H++ 5ē → Mn2+ +4H2O

5 2Cl- - 2 ē → Cl2

При взаимодействии 0,2 моль эквивалентов KMnO4 получается также 0,2 моль эквивалентов Cl2 (по закону эквивалентов).

Объем Cl равен 0,2экв · 11,2 л/экв = 2,24 л (теоретический выход). Практический выход 2,24 л · 0,8 = 1,792 л.

Ответ: 1,792 л.

Пример 5

Составьте уравнения реакций по следующей схеме:


Решение:





  1. ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ




  1. Как можно получить гидрид и нитрид кальция?

Напишите уравнения реакций этих соединений с водой. К окислительно-восстановительным реакциям составьте элект­ронные уравнения.

  1. Напишите уравнения реакций с водой следующих соеди­нений натрия: Na2О2, Na2S, NaH, NaOH.

  2. Какие соединения называют гашеной и негашеной извес­тью? Составьте уравнения реакций их получения. Какое соеди­нение образуется при прокаливании негашеной извести с углем? Что является окислителем и восстановителям в последней реак­ции? Составьте электронные и молекулярные уравнения.

  3. Гидроксид какого из S-элементов проявляет амфотерные свойства? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций этого соединения:

а) с кислотой;

б) со щелочью.

  1. Составьте уравнение реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:

    1. Са -> СаН2-> Са(ОН)2-» СаС03-> Са(НСОъ)2

  2. Какие свойства может проявлять пероксид водорода в окислительно-восстановительных реакциях? Почему? На ос­новании электронных уравнений напишите уравнения реакций перекиси водорода:

а) с Ag20;

б) с К1.

  1. Почему пероксид водорода способен диспропорционировать (самоокисляться-самовосстанавливаться)? Составьте элек­тронные уравнения процесса разложения перексида водорода.

  2. Имеются СаСО3: и NaCl. Предложите все возможные спо­собы получения белильной извести (выбор процессов и реактивов неограничен).

  3. Назовите три изотопа водорода. Укажите состав их ядер. Что такое тяжелая вода? Как она получается и каковы ее свойства?

  4. При сплавлении оксид бериллия взаимодействует с диок­сидом кремния и с оксидом натрия. Напишите уравнения соот­ветствующих реакций. О каких свойствах ВеО говорят эти реакции?

  5. Определите молярную конц. (моль/л) и массовую долю (%) нитрита калия в растворе (ρ= 1002 г/л), если 75 мл этого ра­створа израсходовано на восстановление всего дихромата калия, содержащегося в 90 мл 0,1 М раствора (реакция протекает в кис­лой среде). Подтвердите принципиальную возможность проте­кания этой реакции в стандартных условиях при 250С.

Ответ: C(KN02) = 0,36 моль/л, ω% = 3%.

  1. Почему пероксид водорода способен диспропорционировать (самоокисляться-самовосстанавливаться)? Составьте элек­тронные уравнения процесса разложения перексида водорода.

  2. При пропускании диоксида углерода через известковую воду (раствор Са(ОН)2) образуется осадок, который при даль­нейшем пропускании СО2 растворяется. Дайте объяснения этому явлению. Составьте уравнения реакций.

  3. Чем можно объяснить большую восстановительную спо­собность щелочных металлов? При сплавлении гидроксида натрия с металлическим натрием последний восстанавливает водород щелочи в гидрид-ион. Составьте электронное и молекулярные уравнения этой реакции.

  4. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций:

а) бериллия с раствором щелочи;

б) магния с конц. серной кислотой, учитывая, что окислитель приобретает низшую степень окисления.

  1. Рассчитайте массовую долю пероксида водорода, если 25,12 мл его раствора (ρ = 1015 г/л) израсходовано на реакцию в нейтральной среде с перманганат-ионами, содержащимися в 100 мл 0,675 н. раствора.

Смотрите также файлы