МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Рудненский индустриальный институт Кафедра безопасности жизнедеятельности и промышленной экологии

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к контрольной работе по дисциплине «Химия»

для студентов технических специальностей

Рудный 2008

ББК 20.1

Автор: Барулина И.В. Методические указания к контрольной работе по дисциплине «Химия» – Рудный, РИИ, 2008. – 55 с.

Рецензенты: Куликова Г.Г., заведующий кафедрой БЖиПЭ, к.х.н.

Олейник А.И., заведующий кафедрой Ст, д.т.н.

Рекомендовано к изданию УМС РИИ

В методических указаниях контрольной работе по дисциплине «Химия» содержатся общие методические указания к выполнению и оформлению контрольной работы, примеры решения задач, задания для самостоятельного решения, рекомендуемая литература.

Методические указания предназначены для студентов заочного отделения технических специальностей.

Ил. 2, табл. 6, список лит. 7 назв.

для внутривузовского использования

© Рудненский индустриальный институт 2008

СОДЕРЖАНИЕ

	Введение	4
1	Эквиваленты простых и сложных веществ. Закон эквивалентов	5
2	Строение атома	8
3	Периодическая система элементов Д. И. Менделеева	14
4	Химическая связь и строение молекул. Конденсированное состояние вещества	17
5	Энергетика химических процессов	21
6	Способы выражения концентрации раствора	27
7	Ионные реакции обмена	30
8	Гидролиз солей	32
9	Окислительно-восстановительные реакции	35
10	Электродные потенциалы и электродвижущие силы	39
11	Электролиз	43
12	Коррозия металлов	46
	Список литературы	49
	Приложение А - Образец оформления титульного листа	50
	Приложение Б - Образец оформления списка литературы	51
	Приложение В - Таблица вариантов контрольной работы	52

ВВЕДЕНИЕ

Основной вид учебных занятий студентов заочного факультета – самостоятельная работа над учебным материалом. По дисциплине «Химия» она слагается из следующих элементов: изучение материала по учебникам и учебным пособиям; выполнение контрольных заданий; выполнение лабораторного практикума; индивидуальные консультации; посещение лекций; сдача экзамена по дисциплине.

Изучение каждого раздела рекомендуется проводить, придерживаясь следующего порядка: 1) познакомиться по программе с содержанием раздела, соответствующего заданию, уяснить объем и последовательность излагаемых вопросов; 2) приступить к выполнению задания только после основательного изучения раздела; 3) прочитать в учебнике весь относящийся к данному разделу материал, обратив внимание на физическую сущность явления, теоретические положения, математические зависимости и графический материал; 4) приступить к ответу на вопросы контрольного задания и к решению задач, используя примеры, приведенные в разделе решения типовых задач.

При возникновении трудностей при решении задач необходимо обратиться к преподавателю за консультацией.

Отвечать на вопросы и решать задачи необходимо в той последовательности, в какой они даны в методических указаниях.

Решение задач и ответы на теоретические вопросы должны быть обоснованы. При решении задач нужно приводить весь ход решения и математические преобразования.

Контрольная работа должна быть аккуратно оформлена. На обложке двенадцати листовой тетради должны быть указаны: название дисциплины, по которой выполнена работа, номер группы, фамилия, имя, отчество студента, шифр и номер варианта, а также фамилия и инициалы преподавателя, рецензирующего работу (приложение А). Для замечаний рецензента надо оставлять широкие поля; писать четко и ясно; номера и условия задач переписывать в том порядке, в каком они указаны в задании. В конце работы должен быть список использованной литературы, оформленный по существующим правилам (приложение Б).

Если контрольная работа не зачтена, нужно выполнить работу над ошибками в соответствии с указаниями рецензента. Исправления следует выполнять в конце тетради, а не в рецензированном тексте. Контрольная работа, выполненная не по своему варианту, не рецензируется и не зачитывается.

Выбор варианта каждого номера задачи проводится по двум последним цифрам шифра, написанного в зачетной книжке (приложение В).

1 ЭКВИВАЛЕНТЫ ПРОСТЫХ И СЛОЖНЫХ ВЕЩЕСТВ. ЗАКОН ЭКВИВАЛЕНТОВ

1.1 Примеры решения задач

Пример 1. На восстановление 7,09 г оксида двухвалентного металла требуется 2,24 л водорода, измеренного при н. у. Вычислить молярные массы эквивалентов оксида и металла. Чему равна атомная масса металла?

Решение. По закону эквивалентов массы веществ m₁ и m₂, вступающих в реакцию, пропорциональны молярным массам эквивалентов М и М :

, (1)

. (2)

Если одно из веществ находится в газообразном состоянии, то, как правило, его количество измеряется в объемных единицах (см³, л, м³). В уравнении (2) отношение заменяем равным ему отношением , где – объем водорода, - объем эквивалента водорода.

(3)

Молярная масса эквивалентов водорода (1,008 г.) равна половине его молярной массы (2,016 г), поэтому согласно следствию закона Авогадро (при н.у.)

Из соотношения (3) находим молярную массу эквивалента оксида металла (МеО):

, (4)

. (5)

По закону эквивалентов = , отсюда

= = 35,45 - 8 = 27,45 (г/моль-экв.).

Атомную массу металла определяем из соотношения М_Э = А/В, где М_Э — молярная масса эквивалентов, А — атомная масса, В — валентность элемента. А = М_Э · В = 27,45 ·2 = 54,9.

Пример 2. Сколько металла, атомная масса эквивалента которого равна 12,16, взаимодействует с 310 см³ кислорода, измеренного при н.у.?

Решение. Один моль О₂ (32 г) при н. у. занимает объем 22,4 л, а объем эквивалента кислорода (8 г) 22,4/4 = 5,6 л. По закону эквивалентов:

, (6)

или , (7)

откуда _. (8)

Пример 3. Вычислить молярные массы эквивалентов H₂SO₄ и Al(OH)₃, в реакциях, выраженных уравнениями:

H₂SО₄ + КОН = KHSО₄ + H₂O, (9)

H₂SO₄ + Mg = MgSО₄ + Н₂ , (10)

Al(OH)₃ + HCl = A1(OH)₂C1 + H₂O , (11)

Al(OH)₃ + 3HNO₃ =- Al(NO₃)₃ + 3H₂O . (12)

Решение: Молярная масса эквивалентов сложного вещества, так же как и молярная масса эквивалентов элемента, может иметь различные значения и зависит от того, в какую реакцию обмена вступает это вещество. Молярная масса эквивалентов кислоты (основания) равна молярной массе (М), деленной на число атомов водорода, замещенных в данной реакции на металл (на число вступающих в реакцию гидроксильных групп). Следовательно, молярная масса эквивалентов H₂SO₄ в реакции (9) равна , а в реакции (10) — /2. молярная масса эквивалентов А1(ОН)₃ в реакции (11) равна , а в реакции (12) — /3.

Задачу можно решить и другим способом. Так как H₂SO₄ взаимодействует с одним эквивалентом КОН и двумя эквивалентами магния, то ее молярная масса эквивалентов равна в реакции (9) М/1 и в реакции (10) М/2. Аl(ОН)₃ взаимодействует с одним эквивалентом НСl и тремя эквивалентами HNO₃, поэтому его молярная масса эквивалентов в реакции (11) равна М/1, в реакции (12) M/3.

Пример 4. Из 3,85 г нитрата металла получено 1,60 г его гидроксида. Вычислить молярную массу эквивалентов металла (М )

Решение. При решении задачи следует иметь в виду: а) молярная масса эквивалентов гидроксида равна сумме молярных масс эквивалентов металла и гидроксильной группы; б) молярная масса эквивалентов соли равна сумме молярных масс эквивалентов металла и кислотного остатка. Учитывая сказанное, подставляем соответствующие данные в соотношение (1):

= , (13)

= . (14)

Решая уравнение (14), получаем М = 15.

1.2 Задания для самостоятельного решения

1. При восстановлении водородом 10,17 г оксида двухвалентного металла образовалось 2,25 г воды, молярная масса эквивалентов которой равна 9 г/моль. Вычислите молярную массу эквивалентов оксида и металла. Чему равна атомная масса металла?

2. Молярная масса эквивалентов трехвалентного металла равна 9 г/моль. Вычислите атомную массу металла, молярную массу эквивалентов его оксида и массовую долю кислорода в оксиде.

3. Из 1,35 г оксида металла получается 3,15 г его нитрата. Вычислите молярную массу эквивалентов металла.

4. Из 1,3 г гидроксида металла получается 2,85 г сульфата этого же металла. Вычислите молярную массу эквивалентов металла.

5. Оксид трехвалентного элемента содержит 31,58% кислорода. Вычислите молярную массу эквивалентов и атомную массу этого элемента.

6. Один оксид марганца содержит 22,56% кислорода, а другой — 50,50%. Вычислите молярные массы эквивалентов марганца и этих оксидах и составьте их формулы.

7. При сгорании серы в кислороде образовалось 12,8 г SO₂. Сколько г кислорода требуется на эту реакцию? Чему равны молярные массы эквивалентов серы и ее оксида?

8. Вычислите молярные массы эквивалентов Н₃РО₄ в реакциях образования: а) гидрофосфата; б) дигидрофосфата; в) ортофосфата.

9. В 2,48 г оксида одновалентного металла содержится 1,84 г металла. Вычислите молярные массы эквивалентов металла и его оксида.

10. Чему равна молярная масса эквивалентов воды при взаимодействии ее: а) с натрием; б) с оксидом натрия. Ответ: 18; 9.

11. При восстановлении 1,2 г оксида металла водородом образовалось 0,27 г воды. Вычислите молярные массы эквивалентов оксида металла и металла.

12. Напишите уравнения реакций Fe(OH)₃ с соляной кислотой, при которых образуются следующие соединения железа: а) дигидроксохлорид; б) гидроксодихлорид; в) трихлорид. Вычислите молярную массу эквивалентов Fe(ОН)₃ в каждой из этих реакций.

13. Избытком едкого кали подействовали на растворы: а) дигидрофосфата калия; б) дигидроксонитрата висмута (+3). Напишите уравнения реакций этих веществ с КОН и определите их молярные массы эквивалентов.

14. Вещество содержит 39,0% серы, молярная масса эквивалентов которой 16,0, и мышьяк. Вычислите молярную массу эквивалентов и валентность мышьяка, составьте формулу этого вещества.

15. Избытком соляной кислоты подействовали на растворы: а) гидрокарбоната кальция; б) гидроксодихлорида алюминия. Напишите уравнения реакций этих веществ с НС1 и определите их молярные массы эквивалентов.

16. При окислении 16,74 г двухвалентного металла образовалось 21,54 г оксида. Вычислите молярные массы эквивалентов металла и его оксида. Чему равна атомная масса металла?

17. При взаимодействии 3,24 г трехвалентного металла с кислотой выделяется 4,03 л водорода, измеренного при н.у. Вычислите молярную массу эквивалентов металла и его атомную массу.

18. В оксидах азота на два атома приходится: а) пять; б.) четыре; в) один атом кислорода. Вычислите молярные массы эквивалентов азота в оксидах и молярные массы эквивалентов оксидов.

19. Одна и та же масса металла соединяется с 1,591 г галогена и с 70,2 см³ кислорода, измеренного при н. у. Вычислите молярную массу эквивалентов галогена.

20. На нейтрализацию 0,943 г фосфористой кислоты Н₃РО₃ израсходовано 1,291 г КОН. Вычислите молярную массу эквивалентов кислоты и ее основность.