2. Вычислите карбонатную жесткость воды, зная, что для реакции с гидрокарбонатом кальция, содержащимся в 200 см3 воды, требуется 15 см3 0,08 н. Раствора соляной кислоты.

Дано:

V(Н₂О) = 200 см³ = 0.2 л; V(HCl)= 15 см³ = 0,015 л; Сн (HCl) = 0,08 моль/л.

Найти: Ж-?

Решение:

Для вычисления жесткости воды используют формулу:

Ж = m · 1000 / Мэ · V, где

Ж - жесткость воды, м-экв/л, m - масса вещества, обуславливающего жесткость воды, г Мэ - эквивалентная масса вещества, обуславливающего жесткость воды, г/моль; V - объём воды, л.

Реакция взаимодействия гидрокарбоната кальция с соляной кислотой имеет вид:

Ca(HCO₃)₂ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

С учетом данного уравнения реакции, формула для нахождения жесткости примет следующий вид: Ж = C_н(HCl) · V(HCl) / V(H₂O)

Ж = 0,08 · 0,015 / 0,2 = 0,006 г-экв = 6 мг-экв или 6 ммоль/л.

Ответ: 6 ммоль/л.

3. Какой процесс называется алюмотермией (алюминотермией)? Составьте электронные и молекулярное уравнение реакции, на которой основано применение термитной смеси.

Ответ:

Алюминотермия - это процесс получения металлов, неметаллов (а также сплавов) восстановлением их оксидов металлическим алюминием при высоких температурах.

Термитная смесь — порошкообразная смесь алюминия с оксидами различных металлов (обычно железа или хрома).

2Al + Cr₂О₃ → Al₂О₃ + 2Cr

Al⁰ - 3e → Al³⁺ | 2 | 1 | - процесс окисления (восстановитель)

Cr³⁺ + 3e → Cr⁰ | 2 | 1 | – процесс восстановления (окислитель)

При этой реакции выделяется большое количество теплоты, смесь нагревается до 1900—2400 °C.

4. Какое применение находит кремний? Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений: SiO₂ → Si → K₂SiO₃ → H₂SiO₃. Окислительно-восстановительные реакции напишите на основании электронных уравнений.

Ответ:

Кремний — элемент главной подгруппы четвёртой группы третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 14.

Кремний обычно проявляет степени окисления: -4 и +4. Встречаются двухвалентные соединения кремния, например, оксид кремния (II) SiO.

Технический кремний находит следующие применения:

1. сырьё для металлургических производств: компонент сплава (бронзы, силумин); раскислитель (при выплавке чугуна); модификатор свойств металлов или легирующий элемент (например, добавка определённого количества кремния при производстве трансформаторных сталей увеличивает коэрцитивную силу готового продукта) и т. п.;

2. сырьё для производства более чистого поликристаллического кремния и очищенного металлургического кремния;

3. сырьё для производства кремнийорганических материалов, силанов;

4. иногда кремний технической чистоты и его сплав с железом (ферросилиций) используется для производства водорода в полевых условиях;

5. для производства солнечных батарей.

SiO₂ + 2Mg → 2MgO + Si Mg⁰ - 2e → Mg⁺² | 2 | 2 | - процесс окисления (восстановитель) Si⁺⁴ + 4e → Si⁰ | 4 | 1 | – процесс восстановления (окислитель)

Si + 2KOH + H₂O → K₂SiO₃ + 2H₂ Si⁰ - 4e → Si⁺⁴ | 4 | 1 | - процесс окисления (восстановитель) 2H⁺ + 2e → H₂⁰ | 2 | 2 | – процесс восстановления (окислитель)

K₂SiO₃ + 2HCl → H₂SiO₃ + 2KCl (реакция обмена)