Окислительно-восстановительные реакции и
Электрохимические процессы.
Процессы окисления и восстановления. Окислитель и восстановитель. Уравнивание реакций ионно-электронным методом (методом полуреакций). Важнейшие окислители и восстановители: перманганат калия; хроматы и дихроматы; серная и азотная кислоты; пероксид водорода; сульфиды; сульфиты; нитриты; галогениды; их превращения в окислительно-восстановительных реакциях (запись соответствующих полуреакций). Понятие о реакциях диспропорционирования.
Возникновение электродного потенциала при контакте металла с раствором его соли. Понятие о водородном электроде. Понятие о стандартном электродном потенциале, обозначения электродных потенциалов.
Понятие об уравнении Нернста. Зависимость потенциала водородного электрода от pH раствора и металлических электродов от концентрации ионов металла в растворе.
Окислительно-восстановительные потенциалы и направление протекания окислительно-восстановительных реакций. Ряд напряжений металлов.
Понятие о гальваническом элементе на примере работы гальванического элемента Даниэля-Якоби, понятия катода и анода, катодного и анодного процесса в гальваническом элементе. Понятие об ЭДС гальванического элемента. Схематическое изображение гальванического элемента.
Электролиз расплавов и водных растворов; отличие электролиза растворов от электролиза расплавов;катод и анод, катодный и анодный процессы при электролизе. Электролиз водных растворов с инертным и активным анодом (на примере растворов серной кислоты, гидроксида натрия, хлорида меди и сульфата меди, сульфата никеля, сульфата натрия и др.; применение электролиза в промышленности). Количественные законы электролиза.
|
|
|
Понятие об электрохимической коррозии металлов.
Типовые практические задания
для подготовки к экзамену по дисциплине
Теоретические основы химии»
Специализация «Технология химических волокон»
I. Типовые задания по основным классам неорганических соединений.
1) Записать химические формулы, графические формулы и названия всех солей, которые могут быть образованы: угольной кислотой и гидроксидом магния; ортотитановой кислотой и гидроксидом бария; метасурьмянистой кислотой и гидроксидом железа (III); ортомышьяковистой кислотой и гидроксидом цинка; фосфористой кислотой и гидроксидом бериллия; фосфорноватистой кислотой и гидроксидом магния; рениевой кислотой и гидроксидом алюминия; хлорноватой кислотой и гидроксидом магния; (орто) йодной кислотой и гидроксидом цинка.
2) Записать химические формулы, графические формулы следующих соединений: гидрокарбонат кальция; карбонат гидроксомеди; сульфат дигидроксожелеза; фосфорноватистая кислота; дигидрофосфат алюминия; фосфит натрия; перманганат кальция; ортоарсенат гидроксоалюминия; тригидропериодат стронция; ортотитанат бария; метасиликат кальция; гипофосфит кальция; перхлорат магния.
|
|
|
3) Записать названия и графические формулы следующих соединений: Sn(OH)3ClO4, Al2(SeO4)3, Fe(H2PO4)3, (Cr(OH)2)2SO4, Cr(FeO2)3, Fe3O4, Pb2O3, Pb3O4, Ag5IO6, KMnO4, BaTiO3, H6Te06, H3PO2, (AlOH)3(PO4)2, (FeOH)2SO4 .
II. Типовые задания на составление уравнений ионно-молекулярных реакций.
Записать уравнения следующих реакций (если они протекают) в молекулярном и сокращённом ионно-молекулярном виде:
1 дигидрофосфат калия + гидроксид натрия ® …
2 дигидрофосфат кальция + азотная кислота ® …
3 сульфат гидроксомеди + гидроксид натрия ® …
4 сульфат гидроксожелеза (III) + гидроксид бария ® …
5 фосфат аммония + гидроксид кальция ® …
6 фосфат аммония + серная кислота ® …
7 уксусная кислота + карбонат аммония ® …
8 дигидрофосфат кальция + гидроксид бария ® …
9 силикат натрия + фосфорная кислота ® …
10 ацетат свинца + иодид алюминия ® …
11 ацетат гидроксосвинца + серная кислота ® …
12 хлорид тригидроксоолова + гидроксид аммония ® …
|
|
|
13 серная кислота + гидроксид натрия ® …
14 серная кислота + гидроксид бария ® …
15 серная кислота + гидроксид аммония ® …
16 сульфид железа (II) + соляная кислота ® …
17 нитрат гидроксожелеза (II) + соляная кислота ® …
18 сульфат дигидроксохрома(III) + серная кислота ® …
19 сульфат дигидроксохрома(III) + азотная кислота ® …
20 сульфат дигидроксохрома(III) + гидроксид натрия ® …
21 хлорида алюминия + избыток раствора гидроксида калия ® …
22 гидроксид цинка + избыток раствора гидроксида натрия ® …
23 хлорид платины (IV) + концентрированная соляная кислота ® …
24 иодид ртути (II) + избыток раствора иодида калия ® …
25 цианид железа (II) + избыток раствора цианида калия ® …
26 безводный сульфат меди (II) + вода ® …
27 безводный хлорида хрома (III) + вода ® …
28 бромида серебра + избыток раствора тиосульфата натрия ® …
29 нитрита серебра + избыток раствора нитрита калия ® …
30 хлорид серебра + избыток раствора цианида натрия ® …
31 хлорид меди (I) + избыток раствора цианида калия ® …
32 динитритоаргентат (I) калия + аммиак ® …
33 сульфат тетраамминцинка + цианид калия ® …
34 тетрагидроксоцинкат калия + аммиак ® …
35 гексагидроксохромата (III) калия + избытком соляная кислота ® …
|
|
|
36 сульфат гексаакваникеля (II) + цианид калия ® …
37 тетрайодогидраргирата (II) натрия + цианид натрия ® …
38 хлорид тетраамминмеди (II) + сульфид калия ® …
39 сульфат гексаамминкобальта (II) + соляная кислота ® …
40 нитрат тетраамминкадмия + сульфат меди ® …
III. Типовые задания на составление уравнений гидролиза солей.
Записать в ионно-молекулярном и молекулярном виде по стадиям уравнения реакций гидролиза солей (если он протекает). Указать pH растворов этих солей (pH>7, pH<7 или pH=7).
Карбонат натрия; ацетат хрома (III); силикат калия; сульфат натрия; сульфид цезия; нитрат калия; нитрит кальция; хлорид алюминия; сульфат хрома (III); сульфат меди (II); ортоарсенит натрия; метагерманат калия; ортофосфат натрия; ацетат алюминия; гипохлорит калия; ортоарсенат калия; нитрит цинка; хромат натрия; перманганат калия; перхлорат кальция; ортофосфат аммония; карбонат аммония; сульфид аммония.
IV. Типовые задания на составление уравнений окислительно-восстановительных реакций ионно-электронным методом.
Уравнять следующие окислительно-восстановительные реакции ионно-электронным методом (т.е. методом полуреакций), дописав, если это необходимо, молекулы воды.
1) H2O2 + I2 ® HIO3 + H2O
2) Al + HNO3 ® Al(NO3)3 + NH4NO3
3) PbS + H2O2 ® PbSO4 + H2O
4) Pb(NO3)2 + NaClO + NaOH ® PbO2 + NaCl + NaNO3
5) HN3 + KMnO4 + H2SO4 ® N2 + MnSO4 + K2SO4
6) KMnO4 + C3H5(OH)3 + H2SO4 ® MnSO4 + CO2 + K2SO4
7) KClO3 + H2SO4 + H2C2O4 ® K2SO4 + CO2 + ClO2
8) MnSO4 + K2S2O8 + H2O ® HMnO4 + K2SO4 + H2SO4
9) MnSO4 + PbO2 + HNO3 ® HMnO4 + Pb(NO3)2 + PbSO4
10) K2Cr2O7 + C2H5OH + H2SO4 ® Cr2(SO4)3 + K2SO4 + CH3CHO
11) Sn + KOH ® K2[Sn(OH)4] + H2
12) KNO2 + Zn + KOH ® NH3 + K2[Zn(OH)4]
13) Na2SnO2 + Bi(OH)3 ® Bi + Na2[Sn(OH)6]
14) V(OH)2 + N2 ® V(OH)3 + NH3
15) HNO3 + As2S3 ® H3AsO4 + H2SO4 + NO
16) PbS + HNO3 ® Pb(NO3)2 + S + NO
17) Fe2(SO4)3 + NH2OH ® FeSO4 + H2SO4 + N2O
18) FeSO4 + NH2OH + H2SO4 ® Fe2(SO4)3 + (NH4)2SO4
19) Na2S2O3 + HCl ® S + SO2 + NaCl
20) N2H4 + KMnO4 + H2SO4 ® N2 + MnSO4 + K2SO4
21) Cu(OH)2 + HCHO ® Cu2O + CO2
22) C2H2 + KMnO4 + H2SO4 ® CO2 + K2SO4 + MnSO4
23) Cr(OH)3 + H2O2 + NaOH ® Na2CrO4 + H2O
26) K2FeO4 + NH3 ® Fe(OH)3 + N2 + KOH
25) Na2S5O6 + O3 + H2O ® Na2SO4 + H2SO4 + O2
V. Типовые расчётные задачи
1. Сколько граммов медного купороса СuSO4×5H2O можно получить, выпаривая воду из 1 л 15%-го раствора сульфата меди (II) (плотность раствора 1,25 г/мл) ? Ответ: 293,3 г.
2. Сколько граммов глауберовой соли Na2SO4×10H2O нужно растворить в 1 кг 5%-го раствора сульфата натрия, чтобы получить 8%-ый раствор? Ответ: 83,1 г.
3. В 300 мл 5% раствора сульфата цинка (r = 1,1 г/мл) дополнительно растворили 10 г цинкового купороса (ZnSO4×7H2O). Определить процентную концентрацию полученного раствора. Ответ: w(ZnSO4) = 6,5 % .
4. Смешали растворы: 100 мл 0,1 М Al2(SO4)3 + 150 мл 0,1 М CuSO4 + 150 мл 0,08 М CuCl2 + 100 мл воды. Рассчитайте молярную концентрацию ионов Al3+, Cu2+, Cl–, SO42– в растворе. Считать плотности всех растворов одинаковыми. Ответ: C(Al3+) = 0,04 моль/л, C(Cu2+) = 0,054 моль/л, C(Cl–) = 0,048 моль/л, C(SO42–) = 0,09 моль/л.
5. Определить молярную концентрацию хлорид-ионов в 5%-ном растворе хлорида алюминия. Плотность раствора принять равной 1,1 г/см3. Ответ: 1,236 моль/л.
6. Какие объёмы 70%-го раствора фосфорной кислоты (r = 1,6 г/мл) и воды потребуются для приготовления 0,25 м3 10%-го раствора H3PO4 (плотность 1,1 г/мл)? Ответ: V(H2O) = 235,7 л; V(70% раствора) = 24,55 л .
7. Какие объёмы 14 М раствора гидроксида калия (r = 1,5 г/мл) и воды потребуются для приготовления 500 мл 10%-го раствора KOH (плотность 1,12 г/мл)? Ответ: V(H2O) = 452,9 мл; V(14М раствора) = 71,4 мл.
8. Определить pH 0,375 % раствора гидроксида бария (r = 1 г/мл). Ответ: pH = 12,642.
9. Определить pH 0,98 % раствора серной кислоты (r = 1 г/мл). Ответ: pH = 0,699.
10. В мерную колбу на 250 мл поместили 2 мл концентрированной HCl (36%, плотность 1,18 г/мл) и разбавили водой до метки. Рассчитайте pH полученного раствора. Ответ: pH=1,031.
11. В мерную колбу на 500 мл поместили 10 мл 25% раствора гидроксида аммония (плотность раствора 0,9 г/мл) и разбавили водой до метки. Рассчитайте pH полученного раствора и степень диссоциации электролита в этом растворе. Константа диссоциации гидроксида аммония 1,8×10–5. Ответ: pH = 11,182; a = 0,0118.
12. Определить pH и концентрации гидросульфид и сульфид-ионов в 0,68 % растворе сероводородной кислоты (r = 1 г/мл). Константы диссоциации сероводородной кислоты К1 = 1×10–7 , К2 = 2×10–13. Ответ: pH = 3,849; C(H+) = C(HS–) = 1,414×10–4 моль/л; C(S2–)=2×10–13 моль/л.
13. Определить pH 0,7 % раствора гидроксида аммония (r = 1 г/мл) и степень диссоциации электролита. Константа диссоциации гидроксида аммония 1,8×10-5. Ответ: pH=11,278; a = 0,0095 .
14. Рассчитать pH и концентрации дигидрофосфат-, гидрофосфат- и фосфат-ионов в 0,98% растворе (r = 1 г/мл) фосфорной кислоты. Чему равна степень диссоциации электролита? K1 = 7,5×10–3, K2 = 6,3×10–8, K3 = 1,3×10–12. Ответ: pH=1,622; C(H2PO4–)=2,389710–2 моль/л; C(HPO42–)=6,3×10–8 моль/л; C(РО43–) = 3,428×10–18 моль/л; a = 0,239.
15. Смешали 100 мл 0,015 М раствора серной кислоты и 250 мл 0,01 М раствора азотной кислоты. Определить pH полученного раствора и концентрации сульфат- и нитрат- ионов в нём. Ответ: pH = 1,804; C(SO42–)= 0,0043 моль/л; C(NO3–) = 0,0071 моль/л.
16. Смешали 220 мл 0,05 М раствора гидроксида кальция и 380 мл 0,01 М раствора гидроксида натрия. Определить pH полученного раствора и концентрации ионов натрия и кальция в нём. Ответ: pH = 12,633; C(Na+)= 0,0063 моль/л; C(Ca2+) = 0,0183 моль/л.
17. Смешали 1л 0,1 М раствора гидроксида аммония и 100 мл 1 М раствора этого вещества. Определить pH полученного раствора и степень диссоциации электролита. Константа диссоциации гидроксида аммония 1,8×10–5. Ответ: pH = 11,257; a = 0,0099.
18. Смешали 2 л 0,1 М раствора уксусной кислоты и 800 мл 0,05 М раствора этого вещества. Определить pH полученного раствора и степень диссоциации кислоты. Константа диссоциации уксусной кислоты 1,8×10–5. Ответ: pH = 2,906; a = 0,0145 .
19. Рассчитайте pH раствора, полученного смешением растворов сильных кислот: 200 мл с pH = 2 и 200 мл с pH = 3. Ответ: pH=2,260.
20. Смешали одинаковые объёмы растворов щелочей: pH первого раствора равен 12, pH второго раствора равен 13. Рассчитайте pH полученного раствора. Ответ: pH = 12,740.
21. Смешали 150 мл раствора гидроксида кальция, pH которого был равен 12,3 и 100 мл раствора гидроксида натрия с pH равным 13,2. Рассчитать pH полученного раствора и концентрации ионов натрия и кальция в этом растворе. Ответ: pH = 12,877; C(Ca2+) = 5,886×10–3 моль/л, C(Na+) = 6,340×10–2 моль/л.
22. Чему равны молярная и процентная концентрации раствора гидроксида аммония (r = 1 г/мл) с pH = 12,0? Рассчитайте степень диссоциации электролита. Константа диссоциации гидроксида аммония 1,8×10–5. Ответ: C(NH4OH) = 5,566 моль/л; w(NH4OH) = 19,5 %; a = 0,0018.
23. Рассчитать процентную концентрацию фосфористой кислоты и молярные концентрации всех ионов, содержащихся в растворе фосфористой кислоты с pH = 1,45. Плотность раствора принять равной 1,1 г/мл. Чему равна степень диссоциации электролита? Константы диссоциации фосфористой кислоты К1 =1,6×10–2, К2 = 2×10–7. Ответ: w = 0,85 %; С(H+) = С(H2PO3–) = 0,0355 моль/л; С(HPO32–) = K2 = 2×10–7 моль/л; a = 0,311.
24. Рассчитать молярную концентрацию и степень диссоциации сернистой кислоты в растворе, pH которого равен 1,4. Чему равна массовая доля сернистой кислоты в этом растворе? Плотность раствора – 1 г/мл. Константы диссоциации сернистой кислоты: К1 = 1,6×10–2, К2 = 6×10–8 . Ответ: С(H2SO3) = 0,139 моль/л; w(H2SO3) = 1,14% ; a = 0,287.
25. В 5 литрах воды растворили 20 л газообразного аммиака (н.у.). Рассчитать pH образовавшегося раствора и степень диссоциации электролита в этом растворе. Превращение аммиака в гидроксид аммония считать полным. Константа диссоциации гидроксида аммония 1,8×10–5. Ответ: pH = 11,254; a = 0,01.
26. В 300 мл воды при нормальных условиях растворяется 500 мл углекислого газа. Рассчитать pH образующегося раствора и степень диссоциации электролита в этом растворе. Превращение ангидрида в кислоту считать полным. Константы диссоциации угольной кислоты К1 = 4,5×10–7, К2= 4,7×10–11. Ответ: pH = 3,738; a = 2,46×10–3.
27. Какой объём сероводорода был растворён в 5 л воды, если pH полученного раствора оказался равным 3,8? Чему равна степень диссоциации электролита в этом растворе? Константы диссоциации сероводородной кислоты К1 = 1×10–7, К2=2×10–13. Ответ: V = 28 л; a = 6,3×10–4.
28. Смешали 200 мл 0,05 М раствора серной кислоты и 80 мл 0,1 М раствора гидроксида натрия. Определить pH полученного раствора и концентрации ионов натрия и сульфат ионов. Ответ: pH = 1,368; C(Na+) = 0,0286 моль/л; C(SO42–) = 0,0357 моль/л.
29. Смешали 200 мл раствора азотной кислоты, pH которого был равен 1 и 300 мл раствора гидроксида бария с pH = 13. Определить pH полученного раствора и молярные концентрации ионов бария и нитрат-ионов в нём. Ответ: pH = 12,301; C(Ba2+) = 0,03 моль/л; C(NO3–) = 0,04 моль/л.
30. Смешали 250 мл раствора азотной кислоты, pH которого равен 1 и 500 мл 0,005 М раствора гидроксида бария. Определить pH полученного раствора и концентрации ионов бария и нитрат-ионов. Ответ: pH = 1,547; C(Ba2+) = 0,0033 моль/л; C(NO3–) = 0,0033 моль/л.
31. Смешали 250 мл 0,05 М раствора гидроксида бария и 150 мл раствора соляной кислоты, pH которого был равен 2,5. Определить pH полученного раствора и концентрации ионов бария и хлорид-ионов. Ответ: pH = 12,788; C(Ba2+) = 0,03125 моль/л; C(Cl–) = 0,0012 моль/л.
32. В мерную колбу на 100 мл поместили 10 мл 0,5 М раствора гидроксида бария и 15 мл 0,2 М раствора азотной кислоты. Объём раствора довели дистиллированной водой до метки. Рассчитать pH полученного раствора, и концентрацию ионов бария и нитрат-ионов в нём. Ответ: pH = 12,845; C(Ba2+) = 0,05 моль/л; C(NO3–) = 0,03 моль/л.
33. В мерную колбу на 250 мл внесли 1 мл 36 % раствора соляной кислоты (r = 1,18 г/мл) и 50 мл 0,1 М раствора гидроксида натрия . Объём раствора довели водой до метки. Определить pH полученного раствора и концентрации ионов натрия и хлорид-ионов в этом растворе. Ответ: pH = 1,576; C(Na+) = 0,02 моль/л; C(Cl–) = 0,0466 моль/л.
34. В мерную колбу на 2 л поместили 5,6 г гидроксида калия, который растворили в воде, и затем добавили 100 мл раствора 0,6 М раствора серной кислоты. Объём раствора довели дистиллированной водой до метки. Рассчитать pH полученного раствора, и концентрацию ионов калия и сульфат-ионов в нём. Ответ: pH = 2,000; C(K+) = 0,05 моль/л; C(SO42–) = 0,03 моль/л.
35. В мерную колбу на 500 мл поместили 40 мг гидроксида натрия, который растворили в воде, и затем добавили 100 мл раствора серной кислоты, pH которого был равен 2. Объём раствора довели дистиллированной водой до метки. Рассчитать pH полученного раствора, и концентрацию ионов натрия и сульфат-ионов в нём. Ответ: pH = 7,000; C(Na+) = 0,002 моль/л; C(SO42–) = 0,001 моль/л.
Типовой вариант
Экзаменационного билета
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 316; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!