Добавил:
volobl035@yandex.ru Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

88_na_30_11

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
01.03.2018
Размер:
390.99 Кб
Скачать

Вариант № 22

22. В кислый раствор, содержащий смесь солей KCl, KBr и KJ добавлено достаточное количество KNO2. Записатьредокси-цепи,выражающие взаимодействиеNO2-ионас каждым по отдельностигалогенид-ионом(один из электродов NO2 + 2H+/NO + H2O). Сопоставлением

электродных потенциалов установить, какой из галогенид-ионовбудет окисляться до свободного состояния и какие не будут. Для окисляющегосягалогенид-ионанаписать молекулярное уравнение реакции.

Решение:

Редокси-цепи,выражающие взаимодействиеNO2-ионас каждым по отдельностигалогенид-ионом:

1. К(-)NO2 + 2H+ + 1е →NO + H2 O (Согласно табличным данным,

Е0(NO2-/NO)= +1.2 B

А(+) 2Cl - -2e→ Cl20 (E0(2Cl-/Cl2)= +1.36 В)

Вычислим значение ЭДС по формуле:

Е = Ек-Еа= 1.2 – 1.36 =-0.16(В). Так как ЭДС меньше 0, то реакция самопроизвольно не протекает, то есть идёт в обратном направлении. Значит,хлорид-ионокисляться до свободного хлора не будет.

2. К(-)NO2 + 2H+ + 1е →NO + H2 O (Согласно табличным данным,

Е0(NO2-/NO)= +1.2 B

А(+) 2Br - -2e→ Br20 (E0(2Br-/Br2)= +1.087 В)

Вычислим значение ЭДС по формуле:

Е = Ек-Еа= 1.2 – 1.087 = +0.113 (В). Так как ЭДС больше 0, то реакция самопроизвольно протекает, то есть идёт в прямом направлении. Значит,бромид-ионможет окисляться до свободного брома.

3. К(-)NO2 + 2H+ + 1е →NO + H2 O (Согласно табличным данным,

Е0(NO2-/NO)= +1.2 B

А(+) 2I - -2e→ I20 (E0(2I-/I2)= +0.536 В)

Вычислим значение ЭДС по формуле:

Е = Ек-Еа= 1.2 – 0.536 = +0.664 (В). Так как ЭДС больше 0, то реакция самопроизвольно протекает, то есть идёт в прямом направлении. Значит,йодид-ионможет окисляться до свободного йода (процесс окисления проходит быстрее, чем окисление брома).

47. Гальванические элементы составлены по схемам:

а) Fe3+/Fe2+ || Ag+/Ag;

б) ClO 3 + 6H+/Cl+ 3H2O ||2J/J2.

Рассчитайте ЭДС этих элементов при стандартных условиях и найдите изменение энергии Гиббса протекающих в них реакций, уравнения которых напишите в ионно-молекулярнойи молекулярной формах.

Ответ:

а)Запишем процессы, протекающие на электродах:

К(-)Ag+1 +1e → Ag0 0 = +0.799 В)

A(+) Fe+2 - 1e → Fe+3 0 = +0.77 В)

Для расчёта ЭДС воспользуемся формулой:

Е = Ек-Еа= 0.799 – 0.77 = 0.029 (В)

Для вычисления изменения энергии Гиббса запишем уравнения в ионномолекулярной и молекулярной формах:

Fe+2 + Ag+1 → Ag0 + Fe+3

Fe(NO3)2 + AgNO3 → Ag + Fe(NO3)3

Согласно справочным данным, G°298 (Ag) = 0 ккал/моль; G°298

(Fe(NO3)2) =-72.2ккал/моль; G°298 (Fe(NO3)3) =-81.09ккал/моль; G°298 (AgNO3) =-8.24ккал/моль.

Тогда G реакции равен:

Gр-ции= ΣΔGпрод. – ΣΔGреаг. = ( G°298 (Ag) + G°298 (Fe(NO3)3) – ( G°298 (Fe(NO3)2) + G°298 (AgNO3)) =(0+(-81.09))(-72.2+(-8.24))= - 0.65 (ккал).

Так как Gр-ции<0,значит реакция протекает самопроизвольно (в прямом направлении).

б) Запишем процессы, протекающие на электродах:

К(-)ClO3 + 6H+ + 6е → Cl+ 3H2O (Е0 = +1.45 В) A(+) 2I- - 2e → I20 0 = +0.536 В)

Для расчёта ЭДС воспользуемся формулой:

Е = Ек-Еа= 1.45 – 0.536 = 0.914 (В)

Для вычисления изменения энергии Гиббса запишем уравнения в ионномолекулярной и молекулярной формах:

ClO 3

+ 6H+ +2I-I20 + Cl+ 3H2O

 

 

KClO

3

+ 3H SO

4

+ 6KI→ 3I 0 + KCl + 3H O + 3K SO

 

2

2

2

2

4

Согласно справочным данным,

298 (I2) = 0 ккал/моль; G°298 (KCl) =

-98.9ккал/моль;

298 (H2O) =-56.7ккал/моль;

 

298 (K2SO4) =-313.3

ккал/моль;

298 (KClO3 ) =

-67.7ккал/моль; G°298 (H2SO4) =-217.3

ккал/моль;

298 (KI) =-79.9

ккал/моль.

Тогда G реакции равен:

Gр-ции= ΣΔGпрод. – ΣΔGреаг. = (3· G°298 (I2) + G°298 (KCl) + 3· G°298 (H2O) + 3· G°298 (K2SO4)) – ( G°298 (KClO3 )) + 3· G°298 (H2SO4)

+ 6· G°298 (KI)) = (3· 0 +(-98.9)+ 3·(-56.7)+ 3·(-313.3))(-67.7)+ 3· (-

217.3) + 6· (-79.9))=-9.9(ккал).

Так как Gр-ции<0,значит реакция протекает самопроизвольно (в прямом направлении).

72. При электролизе одного из соединений олова ток силой в 10 А за 3 мин выделил на электродах металл массой 0,554 г и хлор объемом 209 мл (н.у.). Найдите формулу этого соединения.

Решение:

Дано:

Решение:

 

 

 

I = 10А

Согласно закону Фарадея:

t = 3 мин = 180 с

 

 

 

 

 

 

m (Sn) = 0.554 г

 

 

 

 

 

 

V(Cl2) = 209 мл =

где:

 

 

 

0.209 л

m — масса осаждённого на электроде вещества в

 

граммах

 

 

 

 

Q — полныйэлектрический заряд, прошедший через

 

вещество (Q = I·t = 10·180 = 1800 Кл)

 

F = 96 485,33(83)Кл·моль−1 —постоянная Фарадея

 

M —молярная масса вещества (Например,молярная

 

масса воды H2O = 18 г/моль)

 

z —валентное число ионов вещества (число электронов

 

на один ион).

 

Заметим, что M/z — этоэквивалентная масса

 

осаждённого вещества.

 

Из этой формулы вычислим эквивалентную массу

 

осажденного вещества:

 

M/z =

 

=

0.554∙96500

= 29.7

 

 

 

 

 

1800

 

 

Тогда валентное число ионов вещества равно:

 

Z = M/29.7 = 119/29.7 = 4

 

Таким образом, в процессе электролиза участвует 4

 

электрона, значит, степень окисления олова + 4:

 

Sn+4 + 4e → Sn0

 

В этом случае, формула соединения SnCl4.

Найти:

Ответ:

SnxCly = ?

SnCl4

97. Цинковую и железную пластинки опустили в раствор сульфата меди. Составьте электронные и ионные уравнения реакций, происходящих на каждой из этих пластинок. Какие процессы будут проходить на пластинках, если наружные концы их соединить проводником?

Решение:

1. Протекает коррозия обеих пластинок Цинковая пластина:

Zn + CuSO4 → Cu↓ + ZnSO4

Zn0 - 2e → Zn2+

Cu2+ + 2e → Cu0

Железная пластина:

Fe + CuSO4 → Cu↓ + FeSO4

Fe0 - 2e → Fe2+

Cu2+ + 2e → Cu0

2. При замыкании пластин образуется гальванический элемент. Электродные потенциалы металлов пластинок:

φо(Fe2+/ Fe0) = − 0,44 В φо(Zn2+/ Zn0) = − 0,763 В

Т.к. E0Zn2+/Zn < E0Fe2+/Fe, железо будет катодом, а цинк - анодом. Процессы на электродах

A: Zn0 - 2e → Zn2+ - окисление цинка (цинковая пластинка растворяется) К: Cu2+ + 2e → Cu0 – восстановление (выделяется на железной пластинке)

122. При растворении в кислоте 5,00 г СаО, содержащего примесь CaCO3, выделилось 140 мл газа, измеренного при н.у. Сколько процентов CaCO3 (по массе) содержалось в исходной навеске?

Решение:

Дано:

Решение:

m (СаО+СаСО3) =

С кислотой будут взаимодействовать 2 компонента

5.00 г

смеси:

V(CO2) = 140 мл =

СаО+2HCl→ CaCl2 + H2O

0.140 л

СаСО3 +2HCl→ CaCl2 + H2O + CO2

 

 

Вычислим массу углекислого газа, который выделяется,

 

 

по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)

=

(2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

(2)∙ (2)

 

0.140∙44

 

 

 

 

 

 

m(CO2) =

=

= 0.275 (г)

 

 

 

 

 

22.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вычислим массу карбоната кальция по уравнению

 

 

реакции:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m (CaCO3) =

(2)∙ (3)

=

0.275∙100

 

= 0.625 (г)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)

44

 

 

 

 

Вычислим массовую долю карбоната кальция по

 

 

формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3)

0.625

 

 

 

ω(CaCO3) =

 

 

·100% =

 

·100% = 12.5 (%)

 

 

(+

)

5.00

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти:

 

Ответ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω(CaCO3) = ?

 

ω(CaCO3) = 12.5 %/

 

 

 

 

 

 

 

 

147. Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений: Al Al2(SO4)3 Na[Al(OH)4]

Al(NO3)3.

Решение:

Уравнения химических реакций:

2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2

Al2(SO4)3 + 8NaOH → 2Na[Al(OH)4] + 3Na2SO4 Na[Al(OH)4] + 4HNO3 → NaNO3 + Al(NO3)3 + 4H2O

172. Карбонил никеля может быть получен при действии оксида углерода на тонкодисперсный порошок металла. Процесс может быть выражен уравнением Ni (Т) + 4CO(Г) [Ni(CO)4](Г)

Какой объем займет тетракарбонил никеля, если в реакцию вступило 23,48 г никеля, а производственные потери составили 10%?

Решение:

Дано:

Решение:

m (Ni) = 23.48 г

Процесс выражен уравнением реакции:

α = 10%

Ni (Т) + 4CO(Г) [Ni(CO)4](Г)

 

Вычислим массу никеля, который вступил в реакцию с

 

учётом производственных потерь:

 

23,48 г – 100%

 

Х г – 10%

 

 

Х = 10%·23.48 г/100% = 2.348 (г)

 

 

 

То есть потери составили 2.348 г.

 

 

 

Таким образом, массу вступившего в реакцию никеля

 

 

равна:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m(Ni) = 23.48 – 2.348 = 21.132 (г)

 

 

 

По приведенному уравнению реакци вычислим массу

 

 

карбонила никеля:

 

 

 

 

 

 

21.132 г

 

 

Х г

 

 

 

 

 

 

Ni (Т) + 4CO(Г) [Ni(CO)4](Г)

 

 

 

 

 

 

59

 

 

59+4·(12+16) = 171

 

 

 

 

Х = 21.132·171/59 = 61.25 (г)

 

 

 

 

 

 

Переведем вычисленную массу в объём:

 

 

([ ( )4 ])

=

([ ( )4 ])

 

 

 

 

 

 

 

([ ( )4 ])

 

 

 

 

 

 

 

 

([ ( )4 ])=

([ ( )4]∙

 

=

61.25∙22.4

= 8.02(л)

 

 

([ ( )4]

 

171

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти:

 

Ответ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V([Ni(CO)4]) = ?

 

V([Ni(CO)4]) = 8.02 л.

 

 

 

 

197. Какие комплексные ионы входят в состав солей: K2PtCl6; KAu(CN)4; CrCl3 5H2O; K4Fe(CN)6; KAu(CN)2; CoCl3 6NH3, если

комплексообразователями в них являются ионы Pt4+; Au3+; Cr3+; Fe2+; Au+ и Co3+. Составьте уравнения диссоциации этих солей.

Решение:

1.K2[PtCl6]

Комплексный ион - [PtCl6]2- Уравнение диссоциации:

K2[PtCl6] ↔ 2К+ + [PtCl6]2-

2.K[Au(CN)4]

Комплексный ион - [Au(CN)4]- Уравнение диссоциации:

K[Au(CN)4] ↔ К+ + [Au(CN)4]-

3.CrCl3 5H2O

Комплексный ион – [Cr(H2O)5]3+ Уравнение диссоциации:

[Cr(H2O)5]Cl3 ↔ [Cr(H2O)5]3+ + 3Cl-

4.K4 [Fe(CN)6]

Комплексный ион - [Fe(CN)6]4- Уравнение диссоциации:

K4 [Fe(CN)6] ↔ 4К+ +[Fe(CN)6]4-

5.K[Au(CN)2]

Комплексный ион - [Au(CN)2]- Уравнение диссоциации:

K[Au(CN)2]↔К+ + [Au(CN)2]-

6.CoCl3 6NH3

Комплексный ион – [Co(NH3)6]3+ Уравнение диссоциации:

[Co(NH3)6]Cl3 ↔ [Co(NH3)6]3+ + 3Cl-

222. Напишите уравнение реакции поликонденсации карбамида с уксусным альдегидом исходя из того, что с каждыми 3 моль карбамида вступают в реакцию 2 моль альдегида. Рассчитайте массу смолы, которая получится, если в реакции участвуют 15 кг карбамида и 12 кг альдегида.

Решение:

Запишем для начала уравнение реакции поликонденсации:

15000 г

х г

3(NH2)2C=O + 2H2C=O → H2NCONHCH2NHCONHCH2NHCONH2 + 2H2O

3·М(NH2)2C=O= 2·(2+12+16)= 60

=3·(28+4+12+16) =

=180

Определим, какое из веществ – в избытке, а какое – в недостатке.

Решим пропорцию:

15000180 = 60х

Х = 15000·60/180 = 5000 (г) = 5(кг).

Таким образом, альдегид дан в избытке. Выичслим массу смолы, используя массу альдегида, по уравнению реакции:

12000 г

y г

3(NH2)2C=O + 2H2C=O → H2NCONHCH2NHCONHCH2NHCONH2 + 2H2O

2·(2+12+16)= 60

6·14+12·1+5·12+3·16 = 204

Решим пропорцию:

1200060 = 204у

Y = 12000·204/60 = 40800 (г) = 40.8 (кг).

Масса образовавшейся смолы mсмолы = 40.8 кг.

Ответ: mсмолы = 40.8 кг.

247. Жженый гипс mСаSО4 nH2O готовят из обычного гипса xСаSО4 yH2O выдерживанием последнего при 1300С. По данным анализа образец гипса содержит 20,9% (по массе) воды, а образец жженого гипса - только 6,2%. Установите химический состав обоих кристаллогидратов.

Решение:

Дано:

Решение:

 

 

 

 

 

ω(yH2O)= 20.9%

Вычислим массовую долю сульфата кальция в обычном

ω(nH2O)= 6.2%

гипсе:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω(xCaSO4) = 100% - 20.9% = 79.1 (%)

 

 

 

Массовая доля сульфата кальция в жженом гипсе:

 

 

ω(mCaSO4) = 100% - 6.2% = 93.8 (%)

 

 

 

Вычислим соотношение коэффициентов в обычном

 

гипсе:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.791

 

 

0.209

 

 

 

 

 

Х:Y =

 

 

:

 

 

 

=

0.005:

 

(40+32+4∙16+2∙1+16)

(40+32+4∙16+2∙1+16)

 

0.001 = 5:1

 

 

 

 

 

 

 

 

То есть химичесий состав обычного гипса:

 

 

 

СаSО4

5H2O

 

 

 

 

 

 

Проведем аналогичные расчёты для жжёного гипса:

 

m:n =

0.938

:

0.062

 

 

=

0.006:

 

 

 

 

 

 

 

(40+32+4∙16+2∙1+16)

(40+32+4∙16+2∙1+16)

 

0.0004 = 15:1

 

 

 

 

 

 

 

 

То есть химичесий состав жжёного гипса:

 

 

 

СаSО4

15H2O

 

 

 

 

 

Найти:

Ответ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mСаSО4 nH2O = ?

СаSО4

5H2O;

 

 

 

 

 

xСаSО4 yH2O = ?

СаSО4

15H2O.

 

 

 

 

 

272. Определите температуру затвердевания и плавления сплава, содержащего 60% Ni и 40% Cu. Диаграмма плавкости на рисунке 7.

1453

1083

 

1000

 

Cu 100%

Ni 100%

Рис.7.Диаграмма состояния системы Cu–Ni

Решение:

1453

1083

 

1000

 

Cu 100%

Ni 100%

Рис.7.Диаграмма состояния системы Cu–Ni

Красная линия соответствует составу: 60% Ni и 40% Cu.

Точка пересечения красной линии с нижней кривой – точка начала плавления Ts, которая соответствует 1090°С.

Верхняя точка (точка пересечения красной сплошной линии с верхней кривой) TL – температура начала кристаллизации, которая соответствует

1350°С.

Соседние файлы в предмете Химия

Калькулятор

Сервис бесплатной оценки стоимости работы

  1. Заполните заявку. Специалисты рассчитают стоимость вашей работы
  2. Расчет стоимости придет на почту и по СМС

Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности и на обработку персональных данных.

Номер вашей заявки

Прямо сейчас на почту придет автоматическое письмо-подтверждение с информацией о заявке.

Оформить еще одну заявку