- •Российский государственный педагогический университет имени а.И. Герцена
- •Основы химического языка
- •Предисловие
- •Химическая номенклатура
- •I. Химический элемент, химическое соединение
- •1.1. Химический элемент – символы и названия, изотопы.
- •Классификация химических элементов.
- •Классификация химических соединений по составу.
- •Принципы химической номенклатуры – химическая формула и химическое название соединения.
- •Систематические и традиционные названия простых веществ.
- •Степень окисления элементов в химических соединениях.
- •Систематические и специальные названия одноэлементных ионов.
- •Систематические и специальные названия бинарных соединений.
- •Функциональная классификация сложных неорганических соединений
- •Оксиды.
- •Гидроксиды – основные (основания), амфотерные, кислотные (оксокислоты).
- •Пероксокислоты.
- •Тиокислоты, политионовые и другие замещенные оксокислоты.
- •Бескислородные кислоты.
- •Галогенангидриды.
- •Основные положения координационной теории.
- •Номенклатура комплексных соединений.
- •Соединения постоянного и переменного состава (дальтониды и бертолиды)
- •Аддукты.
- •Химические реактивы.
- •Общие правила работы в химической лаборатории, меры предосторожности и первая помощь при несчастных случаях10.
- •«Основные классы неорганических соединений. Оксиды
- •Гидроксиды
- •Кислоты
- •Металлокомплексные соединения
- •Количественные характеристики химических элементов и соединений.
- •1.17. Определение простейших и молекулярных формул соединений.
- •Лабораторная работа №2.
- •Индивидуальное домашнее задание № 1
- •II. Химический процесс
- •Химическая реакция, уравнение химической реакции
- •Ионно-молекулярные уравнения реакций с участием электролитов.
- •Окислительно-восстановительные реакции – классификация.
- •Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций.
- •Важнейшие окислители и восстановители
- •Лабораторная работа № 3 «Окислительно-восстановительные реакции» Окислительные свойства кислот
- •Окислительно-восстановительные свойства галогенов и их соединений
- •Окислительно-восстановительные свойства металлов и их соединений
- •Влияние кислотности среды на окислительно-восстановительные свойства соединений марганца и хрома
- •Окислительно-восстановительная двойственность
- •Реакции диспропорционирования
- •Реакции внутримолекулярного окисления-восстановления
- •Эквивалент, закон эквивалентов
- •5,6 Г железа эквивалентны 3,2 г серы
- •0,644 Г koh взаимодействует с 0,471 г н2рно2
- •Лабораторная работа №4 «Определение эквивалента магния»
- •Индивидуальное домашнее задание № 2
- •Вариант 6
- •Ответы.
- •I. Химический элемент, химическое соединение.
- •II. Химический процесс.
II. Химический процесс.
88. 1) 2FeS2 + O2 = Fe2O3 + 4SO2; 2) AgNO3 + NaCl = AgNO3 + NaNO3;
3) NH4Cl (тв) NH3 (г) + HCl (г); 4) 2NaCl + 2H2O Cl2 + H2 + 2NaOH;
5) 3О2 (г) = 2О3 (г), H0 = 142 кДж/моль; 6)
7) NH4NO2 (тв) N2 + 2H2O.
89. 1) CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2, CaCO3 + CO2 + H2O = Ca2+ + 2HCO3-;
2) Pb(NO3)2 + Na2S = PbS + 2NaNO3, Pb2+ + S2- = PbS;
3) NH4Cl + NaOH = NH3H2O + NaCl, NH4+ + OH- = NH3H2O;
4) HClO + KOH = KClO + H2O, HClO + OH- = ClO- + H2O;
5) Cr(OH)3 + 3NaOH = Na3[Cr(OH)6], Cr(OH)3 + 3OH- = 3[Cr(OH)6]3-;
6) AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl, AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]+ Cl-;
7) 2NaBrO + H2SO4 = 2HBrO + Na2SO4, BrO- + H+ = HBrO;
8) Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4], Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-;
9) AgBr + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr, AgBr + 2S2O32- = [Ag(S2O3)2]3-;
10) Cu(OH)2 + 4KCN = K2[Cu(CN)4] + 2KOH, Cu(OH)2 + 4CN- = [Cu(CN)4]2-.
90. 1) N-3 –3e N0 окисление; 2) N+5 + 2e N+3 восстановление; 3) N-2 – 2e N0 окисление; 4) N-1 – e N0 окисление.
91. 1) SO2 – восстановитель S+4 – 2e S+6, Br2 – окислитель Br0 + e Br-; 2) Mg – восстановитель Mg –2e Mg2+, H2SO4 – окислитель H+ + e H; 3) Cu – восстановитель Cu – 2e Cu+2, H2SO4 – окислитель S+6 S+4; 4) I2 – окислитель I0 + 5e I+5 и восстановитель I0 – e I-.
92. 1) внутримолекулярное окисление-восстановление; 2) межмолекулярное окисление-восстановление; 3) контрпропорционирование; 4) диспропорционирование; 5) диспропорционирование; 6) внутримолекулярное окисление-восстановление; 7) межмолекулярное окисление-восстановление.
93. а) Hg – 2e = Hg2+ б) Fe – 3e = Fe3+ 8
NO3- + 2H+ + e = NO2 + H2O 2 2NO3- + 10H+ + 8e = N2O + 5H2O 3
Hg + 4HNO3 = Hg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O; 3Fe + 10HNO3 =3Fe(NO3)3 + 3N2O+5H2O;
в) Fe2+ + SO32- + H2O – 3e = Fe3+ + SO42- + 2H+
NO3- + 2H+ + e = NO2 + H2O 3
FeSO3 + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO2 + 3H2O;
г) As2S3 + 20H2O – 28e = 2AsO43- + 3SO42- + 40H+
NO3- + 2H+ + e = NO2 + H2O 28
As2S3 + 28HNO3 = 2H3AsO4 + 3H2SO4 + 8H2O;
д) Fe – 3e = Fe3+ 2 е) 2I- - 2e = I2
SO42- + 8H+ + 6e = S + 4H2O SO42- + 4H+ + 2e = SO2 + 2H2O
2Fe + 4H2SO4 = Fe2(SO4)3 + S + 4H2O; 2KI + 2H2SO4 = I2 + SO2 + 2H2O;
ж) FeS – 3e = Fe3+ + S 2 з) 2Cl- - 2e = Cl2
SO42- + 8H+ + 6e = S + 4H2O 2HClO + 2H+ + 2e = Cl2 + 2H2O
2FeS + 4H2SO4 = Fe2(SO4)3 + S + 4H2O; 2HCl + 2HClO = Cl2 + 2H2O;
и) Zn – 2e = Zn2+ 4 к) Ag – e = Ag+ 2
ClO4- + 8H+ + 8e = Cl- + 4H2O SeO42- + 4H+ + 2e = SeO2 + 2H2O
Zn + HClO4 = ZnCl2 + H2O; 2Ag + 2H2SeO4 = Ag2SeO4 + SeO2 + 2H2O
94. а) SO32- + H2O – 2e = SO42- + 2H+ 5
MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O 2
5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O;
б) NO2- + H2O – 2e = NO3- + 2H+ 5
MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O 2
5KNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5KNO3 + 3H2O;
в) Fe2+ + SO32- + H2O – 3e = Fe3+ + SO42- + 2H+ 5
MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O 3
5FeSO3 + 3KMnO4 + 7H2SO4 = MnSO4 + Fe2(SO4)3 + FeK(SO4)2 + 7H2O;
г) Fe2+ + SO32- + H2O – 3e = Fe3+ + SO42- + 2H+
MnO4- + 2H2O –3e = MnO2 + 4OH-
FeSO3 + KMnO4 + H2O = MnO2 + Fe(OH)SO4 + KOH;
д) Fe2+ + SO32- + H2O – 3e = Fe3+ + SO42- + 2H+
MnO4- + e = MnO42- 3
FeSO3 + 3KMnO4 + H2O = FeK(MnO4)2 + KHSO4 + KHMnO4;
е) 2I- + 12OH- - 12e = 2IO3- + 6H2O
MnO4- + e = MnO42- 12
KI + 6KMnO4 + 6KOH = KIO3 + 6K2MnO4 + 3H2O;
ж) Sn2+ + 6OH- - 2e = SnO32- + 3H2O 3
Cr2O72- + 7H2O + 6e = 2[Cr(OH)6]3- + 2OH-
3SnCl2 + K2Cr2O7 + 16KOH = 3K2SnO3 + 2K3[Cr(OH)6] + 2H2O;
з) 2I- - 2e = I2 3
CrO42- + 4H2O + 3e = Cr(OH)3 + 5OH- 2
6KI + 2K2CrO4 + 4H2O = Cr(OH)3 + I2 + 5KOH;
и) SO2aq + 2H2O –2e = SO42- + 4H+ 3
Cr2O72- + 14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O
3SO2aq + K2Cr2O7 + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O;
к) S2- - 2e = S 5
2IO3- + 12H+ + 10e = I2 + 6H2O
5Na2S + 2KIO3 + 6H2SO4 = 5I2 + S + K2SO4 + 5Na2SO4 + 6H2O;
л) Fe2+ + 3OH- - e = Fe(OH)3 2
BrO- + H2O – 2e = Br- + 2OH-
2FeSO4 + KBrO + 4NaOH + H2O = 2Fe(OH)3 + KBr + 2Na2SO4;
м) 2Cl- - 2e =Cl2 5
2ClO3- + 12H+ + 10e = Cl2 + 6H2O
6HCl + KClO3 = 3Cl2 + KCl + 3H2O;
н) Pb3O4 + 8H+ + 2e = 3Pb2+ + 4H2O
2Cl- - 2e = Cl2
Pb3O4 + 8HCl = 3PbCl2 + Cl2 + 4H2O;
o) MnO2 + 4H+ + 2e = Mn2+ + 2H2O
2Br- - 2e = Br2
MnO2 + 2KBr + 2H2SO4 = MnSO4 + Br2 + K2SO4 + 2H2O;
п) MnO42- + 8H+ + 4e = Mn2+ + 4H2O
SO32- + H2O – 2e = SO42- + 2H+ 2
2Na2SO3 + K2MnO4 + 2H2SO4 = MnSO4 + 2Na2SO4 + K2SO4 + 2H2O;
р) Hg – 2e = Hg2+ 3
ClO3- + 6H+ + 6e = Cl- + 3H2O
3Hg + KClO3 + 3H2SO4 = 3HgSO4 + KCl.
95. a) Fe3+ - e = Fe2+ 2
H2S + 2e = S + 2H+
2FeCl3 + H2S = FeCl2 + S + 2HCl;
б) Bi3+ + 3e = Bi 4
PH2O2- + 6OH- -4e = PO43- + 4H2O 3
4Bi(NO3)3 + 3NaPH2O2 + 18NaOH = 4Bi + 3Na3PO4 + 12NaNO3 + 12H2O;
в) Cu2+ + 2e = Cu г) Cu2+ + Cl- + e = CuCl 2
Zn – 2e = Zn2+ 2I- - 2e = I2
Cu(NO3)2 + Zn = Cu + Zn(NO3)2; 2CuCl2 + 2KI = 2CuCl + I2
96. а) Fe(OH)2 + OH- - e = Fe(OH)3 2 б) Sn2+ - 2e = Sn4+
I2 + 2e = 2I- Cl2 + 2e = 2Cl-
2Fe(OH)2 + I2 + 2KOH = Fe(OH)3 + 2KI; SnCl2 + Cl2 = SnCl4;
в) H2S – 2e = S + 2H+
Br2 – 2e = 2Br-
H2S + Br2 = S + 2HBr;
г) Bi3+ + 6OH- -2e = BiO3- + 3H2O
Cl2 + 2e = 2Cl-
Bi(NO3)3 + Cl2 + 6NaOH = NaBiO3 + 2NaCl + 3 NaNO3 + 3H2O;
д) Fe2+ + 3OH- -e = Fe(OH)3 4
O2 + 2H2O + 4e = 4OH-
4FeSO4 + O2 + 8NaOH + 2H2O = 4Fe(OH)3 + 4Na2SO4;
е) 2I- - 2e = I2 3
O3 + 3H2O + 6e = 6OH-
6KI + O3 + 3H2O = 3I2 + 6KOH.
97. а) Mn2+ + 4H2O – 5e = MnO4- + 8H+ 2
S2O6(O2)2- + 2e = 2SO42- 5
2MnSO4 + 5(NH4)2S2O6(O2) + 2H2O = 2(NH4)MnO4 + 4(NH4)2SO4 + 4H2SO4;
б) H2O2 + 2H+ + 2e = 2H2O
Fe2+ - e = Fe3+ 2
H2O2 + 2FeSO4 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 2H2O;
в) H2O2 + 2e = 2OH- 2
CNS- + 2H2O – 4e = HCN + SO2 + 3H+
KCNS + 2H2O2 = HCN + SO2 + H2O + KOH;
г) H2O2 + 2e = 2OH- 3
Cr3+ + 8OH- - 3e = CrO42- + 4H2O 2
2Cr(NO3)3 + 3H2O2 + 10NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaNO3 + 8H2O;
г) BaO2 + 4H+ + 2e = Ba2+ + 2H2O
2I- - 2e = I2
BaO2 + 2KI + 2H2SO4 = BaSO4 + I2 + K2SO4 + 2H2O
98. а) Au + 4Cl- - 3e = [AuCl4]-
NO3- + 2H+ + e = NO2 + H2O 3
Au + 3HNO3 + 4HCl = H[AuCl4] + 3NO2 + 3H2O;
б) Al + 4OH- - 3e = AlO2- + 2H2O 8
NO3- + 6H2O + 8e = NH3 + 9OH- 3
8Al + 3KNO2 + 5KOH + 2H2O = 8KAlO2 + 3NH3;
в) V + 6OH- - 5e = VO3- + 3H2O 3
NO3- + 2H2O + 3e = NO + 4OH- 5
3V + 5NaNO3 + H2O = 3NaVO3 + 5NO + 2NaOH.
99. а) [AlH4]- - 4e = Al3+ + 2H2 б) 2H- - 2e = H2
2H+ + 2e = H2 2 Cu2+ + 2e = Cu
Na[AlH4] + 4HCl = AlCl3 + 4H2; 2NaH + Cu(NO3)2 = Cu + H2 + 2HNO3;
в) 2H- - 2e = H2 3
[AuCl4]- + 3e = Au + 4Cl- 2
3CaH2 + 2Na[AuCl4] = 3H2 + 2Au + 2NaCl + 3CaCl2.
100. а) Zn – 2e = Zn2+ б) Fe3+ + e = Fe2+ 2
Hg2+ + 2e = Hg Fe – 2e = Fe2+
Zn + Hg(NO3)2 = Zn(NO3)2 + Hg; Fe2(SO4)3 + Fe = 3FeSO4;
в) 2Hg2+ + 2e = Hg22+ г) Al + 6OH- - 3e = [Al(OH)6]3- 2
2Hg – 2e = Hg22+ 2H2O + 2e = H2 + 2OH- 3
Hg(NO3)2 + Hg = Hg2(NO3)2; 6KOH + 2Al + 6H2O =2K3[Al(OH)6] +3H2;
д) [AgI2]- + e = Ag + 2I- 2
Zn – 2e = Zn2+
2Na[AgI2] + Zn = ZnI2 + 2Ag + 2NaI.
101. а) Cr3+ + 8OH- - 3e = CrO42- + 4H2O
MnO4- + e = MnO42- 3
Cr(NO3)3 + 3KMnO4 + 8KOH = K2CrO4 + 3K2MnO4 + 3KNO3 + 4H2O;
б) Cr2+ - e = Cr3+ 2
H2O2 + 2H+ + 2e = 2H2O
2CrCl2 + H2O2 + 2HCl = 2CrCl3 + 2H2O;
в) Fe2+ - e = Fe3+ 2
HClO + H+ + 2e = Cl- + H2O
2FeSO4 + 2HClO + = Fe(SO4)Cl + Fe(SO4)(ClO) + H2O.
102. а) 2Br- - 2e = Br2 5
MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O 2
16HBr + 2KMnO4 = 5Br2 + 2MnBr2 + 2KBr + 4H2O;
б) I- + 6OH- - 6e = IO3- + 6H2O
MnO4- + e = MnO42- 16
NaI + 6KMnO4 + 6KOH = NaIO3 + 6K2MnO4 + 6H2O;
в) H2S + 2H2O –6e = SO2 + 6H+
SO42- + 4H+ + 2e = SO2 + 2H2O 3
H2S + 3H2SO4 = 4SO2 + 4H2O;
г) S2- + 8OH- – 8e = SO42- + 4H2O д) 2S2- - 2e = S22-
Cl2 – 2e = 2Cl- 4 2S + 2e = S22-
Na2S + 4Cl2 + 8KOH = K2SO4 + 8KCl + 4H2O; Na2S + S = Na2S2
е) 2Br- - 2e = Br2 5
2IO3- + 12H+ + 10e = I2 + 6H2O
10KBr + 2KIO3 + 6H2SO4 = 5Br2 + I2 + 6K2SO4 + 6H2O.
103. а) SO2aq + 4OH- - 2e = SO42- + 2H2O
Fe3+ + e = Fe2+ 2
Fe2(SO4)3 + SO2aq + 4NaOH = 2FeSO4 + 2Na2SO4 + 2H2O;
б) SO32- + 2OH- -2e = SO42- + H2O
I2 + 2e = 2I-
Na2SO3 + I2 + 2NaOH = Na2SO4 + 2NaI + H2O;
в) Ni2+ + 2e = Ni 2
PHO22- + 5OH- - 4e = PO43- + 3H2O
2NiCl2 + K2PH2O2 + 5KOH = 2Ni + K3PO4 + 4KCl + 3H2O;
г) Ag+ + e = Ag 4
N2H4 + 4OH- -4e = N2 + 4H2O
4AgNO3 + N2H4 + 4KOH = 4Ag + N2 + 4KNO3 + 4H2O;
д) [Cu(NH3)4]2+ + 2e = Cu + 4NH3 2
N2H4 -4e = N2 + 4H+
2[Cu(NH3)4]Cl2 + N2H4 = 2Cu + N2 + 4NH4Cl.
104. а) NO2- + 2H+ + e = NO + H2O 2
2I- - 2e = I2
2KNO2 + 2KI + 2H2SO4 = 2NO + I2 + 2K2SO4 + 2H2O;
б) NO2- + 2OH- - 2e = NO3- + H2O
Cl2 – 2e = 2Cl-
KNO2 + Cl2 + 2KOH = KNO3 + 2KCl + H2O;
в) MnO2 + 4H+ + 2e = Mn2+ + 2H2O
SO32- + H2O –2e = SO42- + 2H+
MnO2 + Na2SO3 + H2SO4 = MnSO4 + Na2SO4 + H2O;
г) MnO2 + 4OH- - 2e = MnO42- + 2H2O
Br2 + 2e = 2Br-
MnO2 + Br2 + 4KOH = K2MnO4 + 2KBr + 2H2O;
д) 2NH2OH – 4e = N2 + 2H2O + 4H+
Fe3+ - e = Fe2+ 4
2NH2OH + 2Fe2(SO4)3 = N2 + 4FeSO4 + 2H2SO4;
е) NH2OH + H2O + 2e = NH3 + 2OH-
Sn2+ + 6OH- - 2e = SnO32- + 3H2O
NH2OH + SnCl2 + 4NaOH = NH3 + Na2SnO3 + 2NaCl + 2H2O.
105. а) S + 2e = S2- 2 б) P + 3H2O + 3e = PH3 + 3OH-
S + 6OH- - 4e = SO32- + 3H2O P + 5OH- -3e = PHO32- + 2H2O
3S + 6NaOH = 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O; 2P + 2NaOH + H2O = PH3 + Na2PHO3
в) I2 + 2e = 2I- 5 г) NO2- + H2O - 2e = NO3- + 2H+
I2 + 12OH- -10e = 2IO3- + 6H2O NO2- + 2H+ + e = NO + H2O 2
3I2 + 6NaOH = 5NaI + NaIO3 + 3H2O; 3HNO2 = HNO3 + 2NO + H2O.
106. 9.0 г/моль.
107. 126.8 г/моль, I.
108. 137 г/моль, Ва.
109. 207.2 г/моль, Pb.
110. 0.134 г.
111. 16 г.
112. 1.63 г.
113. 55.7 г.
114. Э = 66 г/моль, основность – 1.
115. 104 г/моль, BaCl2.
116. 20 г/моль.
1 В английском варианте правил ИЮПАК название веществ строятся «по ходу формул» – вначале называется электроположительная часть, а затем - электроотрицательная часть.
2 Координационное число определяется числом частиц, непосредственно окружающих атом или ион химического элемента в соединении.
3 Альфред Вернер (1866-1919) – немецкий химик, основопожник координационной теории.
4 Кукушкин Ю.Н. Химия координационных соединений. М.: Высш. шк.,1985.-455С.
5 Термин «лиганд» происходит от латинского слова “ligare” – связывать.
6 Лев Александрович Чугаев (18..-1920) – один из основоположников координационной химии.
7 Греческое слово «хелат» означает клешня.
8 Стехиометрия – от греч. stoicheion – элемент и metria – мерю.
9 Корякин Ю.В., Ангелов И.И. Чистые химические вещества. М.: Химия.-1974.- с. 9-10. с.
10 Приложение 3-4.
11 Следует различать нормальные ( Т = 273 К, Р = 101325 Па) и стандартные (Т = 298 К, Р =101325 Па) условия.
12 R = 0,082 латм/мольК; 62360 ммрт.ст.мл/мольК; 62,36 мм.рт.ст.л/мольК; 1,987 кал/мольК.
13 При использовании системы СИ: R = 8,314 Дж/мольК, V (м3).
14 Воздух в основном состоит приблизительно из 4V азота (М –28 г/моль) и 1V кислорода (М = 32 г/моль): MВ = (428 + 132)/(4 + 1) = 28,8 г/моль.
15 Традиционно «стрелки» часто используются для записи химических превращений с участием органических соединений.
16 Термин «ион» введен М. Фарадеем (1813), что в переводе с греческого означает «странствующий».
17 Термин «редокс» образован от английских слов – reduction-oxidation (восстановление-окисление).
18 Внутримолекулярные реакции обычно являются сложными многоступенчатыми процессами, включающими межмолекулярные взаимодействия.
19 Правило Ле-Шателье определяет направление смещения химического равновесия – «если на систему, находящуюся в равновесии, производится какое либо внешнее воздействие (изменяется концентрация, температура, давление), то оно благоприятствует протеканию той из двух противоположных реакций, которая ослабляет воздействие».