Задача 4 Рассчитать объем водорода (н.У.), выделившийся при взаимодействии цинка с 3 л сантимолярного раствора соляной кислоты.

Решение

Дано: Vр = 3 л С(HCl) = 0,01 моль/л	Напишем уравнение реакции: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 Рассчитаем количество серной кислоты по формуле (3.2): n (H2SO4) = cV = 0,01 3 = 0,03 (моль)
V(H2) – ?

3. Из уравнения реакции видно, что количество выделившегося водорода в 2 раза меньше количества прореагировавшей соляной кислоты, т.е.

n (H₂) = 0,015 моль

4. Рассчитаем объем водорода:

V (H₂) = nV_m = 0,015 22,4 = 0,336 (л)

Самостоятельная работа

Рассчитайте объем углекислого газа, выделившегося при взаимодействии карбоната кальция с 800 мл 2 н раствора соляной кислоты.

Рассчитайте объем 0,5 М раствора соляной кислоты, необходимый для полной нейтрализации 370 г гидроксида кальция.

Рассчитайте объем сантимолярного раствора нитрата серебра, необходимый для взаимодействия со 100 мл 10%-го раствора бромоводородной кислоты с плотностью равной 1,07 г/мл.

Сколько граммов цинка потребуется для полного восстановления 600 мл 0,5 М раствора соляной кислоты равной 1,07 г/мл?

Какой объем 0.2 М раствора серной кислоты необходим для полного растворений 108 г алюминия?

Рассчитайте молярную концентрацию, молярную концентрацию эквивалентов ортофосфорной кислоты, титр, молярные доли растворенного вещества и растворителя, а также моляльность 36%-го раствора серной кислоты с плотностью 1,23 г/мл.

РАЗДЕЛ 4

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

Глава 1. Основные понятия и определения

Окислительно-восстановительные реакции (овр) – это реакции, при протекании которых некоторые элементы изменяют свои степени окисления

При протекании ОВР всегда один из элементов реакции повышает свою степень окисления – окисляется, а дугой её понижает – восстанавливается.

Окислитель - вещество, в состав которого входит элемент, понижающий свою степень окисления в ходе реакции

Восстановитель - вещество, в состав которого входит элемент, повышающий свою степень окисления в ходе реакции

Например, в реакции взаимодействия цинка с серной кислотой:

Zn является восстановителем, а серная кислота – окислителем.

Степень окисления

Степень окисления — это условный заряд атома в молекуле, вычисленный в предположении, что все связи имеют ионный характер.

Степени окисления могут иметь положительное, отрицательное или нулевое значение. Для того чтобы определить степень окисления элемента в соединении, нужно помнить, что алгебраическая сумма степеней окисления всех элементов с учётом числа их атомов в молекуле (формульной единице вещества) равна нулю. Например, для расчета степени окисления марганца в соединении K₂MnO₄ составим уравнение, учитывая, что степень окисления калия равна +1, а кислорода –2:

2(+1) + х + 4(–2) = 0. Отсюда х = +6.

Характерные степени окисления элементов можно определить исходя из их расположения в Периодической системе (ПС). Элементы, расположенные в первых трёх группах (главных подгруппах) ПС, имеют постоянную степень окисления, которая совпадает с номером группы. Например, Li, Na, K проявляют в соединениях степень окисления +1; Be, Mg, Ca – элементы второй группы – проявляют степень окисления +2; степень окисления элементов третьей группы B, Al и т.д. в соединениях равна +3.

Набор характерных степеней элементов всех последующих групп определяется следующими правилами:

высшая

степень окисления совпадает с номером группы;

низшая

степень окисления равна номеру группы минус 8,

промежуточные степени окисления,

как правило, равны четным числам для элементов групп с четными номерами и нечетным числам – для элементов групп с нечетными номерами.

Возможные степени окисления элементов главных подгрупп приведены в таблице:

I группа

II группа

III группа

IV группа

V группа

Li

+1

Be

+2

B

+3

C

–4,+2,+4

N

–3,–2,–1, +1,+2,+3,+4,+5

Na

+1

Mg

+2

Al

+3

Si

–4, +2, +4

P

–3, +1, +3, +5

K

+1

Ca

+2

Ga

+3

Ge

–4, +2, +4

As

–3, +3, +5

Rb

+1

Sr

+2

In

+3

Sn

–4,+2, +4

Sb

–3, +3, +5

Cs

+1

Ba

+2

Tl

+1,+3

Pb

(-4),+2, +4

Bi

(–3), +3, +5

VI группа		VII группа
O	–2, –1, + 1, +2		F	–1
S	–2, +4, +6		Cl	–1, +1, +3, +5, +7
Se	–2, +4, +6		Br	–1, +1, +3, +5, +7
Te	-2, +4, +6		I	–1, +1, +3, +5, +7
Po	+2, +4		At	–1, +1, +3, +5

К

Водород в большинстве соединений проявляет степень окисления +1, но в гидридах, соединениях водорода с металлами, его степень окисления равна -1, например, .

ак видно из таблицы, исключениями являются 4 элемента, для которых характерен отличительный набор степеней окисления, это H, O, F, N.

Для кислорода характерной степенью окисления является –2. Однако возможны -1 (Н₂О₂ – пероксиды), –1/2 (КО₂ – надпероксиды), –1/3 (КО₃ – озониды), +1 (O₂F₂) и +2 ( OF₂).