Общая химия

Сумма всех коэффициентов в уравнении реакции равна

197. Правильный ответ 3.

23. Расставим коэффициенты в уравнении методом ионноэлектронного баланса Молекулярная схема реакции:

Na2SO3 + KIO3 + H2SO4→ I2+ Na2SO4 + К2SO4+Н2О

Ионно-молекулярная схема реакции:

2Na+ + SO32- + K+ + IO3- +2H++ SO 24 I2 + 2Na+ + SO 24 +2K+

+SO 24 + H2O

Краткая ионно-молекулярная схема реакции:

SO32- + IO3- +2H+ I2 + SO 24 + H2O

Меняет степень окисления сера и йод. Учтем, что среда кислая. SO32- + H2O -2е SO 24 + 2H+ │5 ок-ние

5SO32- +2IO3- +2H+ 5SO 24 + I2 + H2O

5Na2SO3 +2 KIO3 + H2SO4→ I2+ 5Na2SO4 + К2SO4+Н2О

Восстановителем в данной реакции является Na2SO3. Следовательно, коэффициент перед молекулой восстановителя 5.

Правильный ответ 1.

24. Расставим коэффициенты в уравнении методом ионноэлектронного баланса Молекулярная схема реакции:

K2S + KMnO4 + H2SO4→S + MnSO4 + K2SO4 +H2O

Ионно-молекулярная схема реакции:

2K+ +S2- + K+ + MnO 4 +2H++ SO 24 S + Mn2+ + SO 24 + 2K+

+SO 24 + H2O

Краткая ионно-молекулярная схема реакции:

S2- + MnO 4 +2H+ S + Mn2+ + H2O

Меняет степень окисления сера и марганец. Учтем, что среда кислая.

MnO 4 + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O │2 вос-ние

281

5K2S + 2KMnO4 + 8H2SO4→5S + 2MnSO4 + 6K2SO4 +8H2O

Окислителем в данной реакции является KMnO4. Следовательно, коэффициент перед молекулой окислителя 2. Правильный ответ 4.

25. Расставим коэффициенты в уравнении методом ионноэлектронного баланса.

Молекулярная схема реакции:

С2Н4 + KMnO4 + H2O→MnO2 + С2Н4(ОH)2 + КОН

Ионно-молекулярная схема реакции:

С2Н4 + K+ + MnO 4 + H2O MnO2 + С2Н4(ОH)2 +K+ + ОН-

Краткая ионно-молекулярная схема реакции:

С2Н4 + MnO 4 + H2O MnO2 + С2Н4(ОH)2 + ОН-

Меняет степень окисления углерод и марганец. Составим уравнения полуреакций с учетом того, что среда щелочная.

С2Н4 + 2ОН--2е С2Н4(ОH)2 │3 ок-ние

MnO 4 + 2H2O + 3е MnO2 + 4 ОН-│2 вос-ние

__________________________________

Сумма коэффициентов в уравнении реакции 16.

Правильный ответ 3.

26. Расставим коэффициенты в уравнении методом ионноэлектронного баланса с учетом кислой среды.

Молекулярная схема реакции:

MnO2 + NaBiO3(тв) + HNO3 HMnO4 + BiONO3 + NaNO3 + H2O

282

Ионно-молекулярная схема реакции:

MnO2 + NaBiO3(тв) + H+ + NO3- HMnO4 + BiO+ +NO3- + Na+ + NO3- + H2O

Краткая ионно-молекулярная схема реакции: MnO2 + NaBiO3(тв) + H+ HMnO4 + BiO+ + Na+ + H2O

Меняет степень окисления висмут и марганец. Т.к. указано, что NaBiO3(тв) берем всю формулу вещества. Марганцовую кислоту пишем в виде молекулы HMnO4.

3NaBiO3(тв) + 6H+ + 2MnO2 3BiO+ + 3Na+ +2H2O + 2HMnO4 2MnO2 + 3NaBiO3(тв) + 6HNO3 2HMnO4 + 3BiONO3 + 3NaNO3

+2H2O

Окислитель NaBiO3(тв). Коэффициент перед ним 3.

Правильный ответ 3.

NaBiO3(тв) + 4H+ +2е BiO+ + Na+ +2H2O

NaBiO3(тв) принимает 2е. Считаем молярную массу эквивалента окислителя:

М (1/z ок-ля)=М (NaBiO3)/2= 280/2=140 г/моль экв.

Правильный ответ 2.

283

29. 1) В реакции SO2 + HNO3 + H2O →H2SO4 + NO восстанови-

телем является SO2. Уравнение полуреакции с его участием:

SO2 + 2H2O -2е → H2SO4 + 2H+

Восстановитель SO2 отдает 2е. Молярная масса эквивалента

восстановителя: М (1/z вос-ля) = М (SO2)/2 = 64/2 = 34 г/моль экв. 2) В реакции KNO2 + KClO3 → KCl + KNO3 восстановителем

является KNO2, он отдает 2е. Уравнение полуреакции с его уча-

стием: NO2-+ H2O -2е → NO3- + 2H+

М (1/z вос-ля) = М (KNO2)/2 = 85/2 = 42,5 г/моль экв.

3) В реакции Н2S + KMnO4 + КОН → S + К2MnO4 +H2O восстановителем является Н2S, он отдает 2е. Уравнение полуреакции с его участием: Н2S + 2ОН- -2е → S+ H2O

М (1/z вос-ля) = М (Н2S)/2 = 34/2 = 17 г/моль экв.

Наименьшая молярная масса эквивалента в третьей реакции.

Правильный ответ 3.

30. 1) В реакции P + HNO3→H3PO4 +NO2 + H2O окислителем

является HNO3. Уравнение полуреакции с его участием:

NO3- + 2H+ +1е→ NO2 + H2О

М (1/z ок-ля) = М (HNO3)/1 = 63/1 = 63 г/моль экв.

2) В реакции Zn + K2Cr2O7 + H2SO4→ZnSO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4

+H2O окислителем является K2Cr2O7. Уравнение полуреакции с его участием: Cr2O72- + 14H+ + 6e→2Cr3+ + 7H2O

М (1/z ок-ля) = М (K2Cr2O7)/6 = 294/6 = 49 г/моль экв.

3) В реакции FeS + HNO3→ Fe(NO3)3+ H2SO4 + NO + H2O окис-

лителем является HNO3. Уравнение полуреакции с его участием:

NO3- + 3H+ +3е → NO + 2H2О

М (1/z ок-ля) = М (HNO3)/3 = 63/3 = 21 г/моль экв.

Наибольшая молярная масса эквивалента в первой реакции.

Правильный ответ 1.

31.Чем больше значение Eo , тем сильнее окислитель. Выбираем систему, которой соответствует наибольшее значение Eo. Пра-

вильный ответ 3.

32.Чем меньше значение Eo, тем сильнее восстановитель. Вы-

бираем систему, которой соответствует наименьшее значение

Eo. Правильный ответ 2.

284

33.Самыми слабыми окислительными свойствами будет обладать система с наименьшим значением Eo. Правильный ответ 4.

34.Наименьшие восстановительные свойства проявляет система с наибольшим значением Eo. Правильный ответ 1.

35.Запишем процесс окисления ионов Fe2+ (восстановитель): Fe2+ - ē → Fe3+. Значение Eo восстановителя берем из таблицы. В справочных таблицах все процессы записаны в сторону вос-

становления. Поэтому, смотрим процесс восстановления:

Fe3+ + ē → Fe2+ Eo = 0,77В. Стандартный электродный потенциал обратного процесса имеет точно такое же значение:

Fe2+ - ē → Fe3+, Eoвос-ля = 0,77 В

Теперь к восстановителю Fe2+ подбираем окислитель по принципу Eo окислителя должно быть больше Eo восстановителя: Еок-ля >Ев-ля. Возьмем потенциалы полуреакций в кислой среде. В этом случае больше значение Eo.

1. КMnO4. Из справочной таблицы: MnO4- + 8H+ + 5ē ↔ Mn2+ + 4H2O, Eoок-ля = 1,507 В. Сравниваем значение ОВ потенциалов:

Еок-ля = 1,507В > Ев-ля = 0,77 В. Значит КMnO4 может окислить ионы Fe2+.

2. К2Сr2О7. Из справочной таблицы: Cr2O72- + 14H+ + 6e ↔ 2Cr3+ + 7H2O, Eoок-ля = 1,33 В. Сравниваем значение ОВ потенциалов:

Еок-ля = 1,33В > Ев-ля = 0,77 В. Значит К2Сr2О7может окислить ио-

ны Fe2+.

3. I2. Из справочной таблицы: I2 + 2ē ↔ 2I-, Eoок-ля = 0,54 В. Сравниваем значение ОВ потенциалов: Еок-ля = 0,54 В < Ев-ля =

0,77 В. Значит I2 не может окислить ионы Fe2+.

4. NaBiO3 . Из справочной таблицы: NaBiO3 + 4H+ + 2ē ↔ BiO+

+ Na+ +2H2O, Eoок-ля = 1,8 В. Сравниваем значение ОВ потенциа-

лов: Еок-ля = 1,8 В > Ев-ля = 0,77 В. Значит NaBiO3 может окислить ионы Fe2+.

Только в случае I2 нельзя окислить ионы Fe2+ , т.к. Еок-ля < Ев-ля.

Правильный ответ 3.

36. Запишем процесс восстановления ионов Cr2O72- (окислитель)

и значение Eoок-ля :

Cr2O72- + 14H+ + 6e ↔ 2Cr3+ + 7H2O, Eoок-ля = 1,33 В.

285

Теперь к окислителю Cr2O72- подбираем восстановитель по принципу Eo окислителя должно быть больше Eo восстановителя: Еок-ля > Ев-ля. Если это правило соблюдается, значит реакция идет в прямом направлении. Потенциал восстановителя ищем в полуреакциях, записанных в сторону восстановления, т.е. справа налево.

1. KI. Из справочной таблицы: I2 + 2ē ↔ 2I-, Eoвос-ля = 0,54 В. Сравниваем значение ОВ потенциалов: Еок-ля = 1,33 В > Ев-ля =

0,54 В. Значит KI может восстановить Cr2O72- до Cr3+.

2. H2C2O4. В справочной таблице ищем полуреакцию в строке

«С»: 2CO2 + 2H+ + 2ē ↔ H2C2O4, Eo вос-ля = -0,49 В.

Сравниваем значение ОВ потенциалов: Еок-ля = 1,33В > Ев-ля = -0,49 В. Значит H2C2O4 может восстановить Cr2O72- до Cr3+.

3. H2O2 . В справочной таблице ищем полуреакцию в строке

«О»: O2 + 2H+ + 2ē ↔ H2O2, Eo вос-ля = 0,69 В.

Сравниваем значение ОВ потенциалов: Еок-ля = 1,33В > Ев-ля = 0,69 В. Значит H2O2 может восстановить Cr2O72- до Cr3+.

4. Co(NO3)2. Из справочной таблицы:

Со3+ + ē ↔ Со2+, Eoвос-ля = 1,81 В. Сравниваем значение ОВ потенциалов: Еок-ля = 1,33 В < Ев-ля = 1,81 В. Значит Co(NO3)2 не может восстановить Cr2O72- до Cr3+. Правильный ответ 4.

37. Оценим возможность протекания каждой реакции.

1. В реакции KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 MnSO4 + Na2SO4 + H2O определим окислитель и восстановитель. Выпишем для них из таблицы стандартные электродные потенциалы. Для восстановителя надо посмотреть такую же полуреакцию, записанную в сторону восстановления.

MnO4- + 8H+ + 5ē ↔ Mn2++4H2O, KMnO4 – ок-ль, Eoок-ля =1,507 В. SO32- + H2O - 2ē ↔ SO42- + 2Н+, Na2SO3 – восстановитель,

Eoвос-ля = Eo SO42- / SO32- = 0,17 В

Еок-ля >Ев-ля, следовательно, реакция пойдет в прямом направлении.

2. В реакции MnО2 + КОН + Na2SO4→ KMnO4+ Na2SO3+ H2O

определим окислитель и восстановитель. Выпишем для них из

таблицы стандартные электродные потенциалы.

SO42- + H2O+2ē → SO32- + 2ОН-, Na2SO4 – ок-ль Eoок-ля = -0,93 В MnO2 + 4ОН- - 3ē →MnO4- +2H2O MnO2 – вос-ль Eoвос-ля= 0,588 В

286

Еок-ля<Ев-ля, следовательно, реакция пойдет в обратном направлении, в прямом направлении она протекать не будет.

3. В реакции KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O опреде-

лим окислитель и восстановитель. Выпишем для них из таблицы

стандартные электродные потенциалы.

MnO4- + 8H+ +5ē↔Mn2++4H2O, KMnO4 – ок-тель, Eoок-ля = 1,507В. 2Cl- - 2ē ↔ Cl2 , Cl2 – восстановитель, Eo Cl2 /2Cl- = 1,35 В.

Еок-ля > Ев-ля, следовательно, реакция пойдет в прямом направлении. Из представленных реакций невозможна в прямом направлении только вторая. Правильный ответ 2.

38. 1. В реакции Cu + HCl →CuCl2 + H2 определим окислитель и восстановитель. Выпишем для них из таблицы стандартные электродные потенциалы

Cuо – 2e → Cu2+, Cuо - восстановитель, Eoвос-ля = 0,34 В 2Н+ + 2е → Н2, НCl – окислитель, Eoок-ля = 0 В

Еок-ля < Ев-ля, следовательно, реакция пойдет в обратном направлении, в прямом направлении она протекать не будет.

2. В реакции H2SO4 + HBr → H2S + Br2 + H2O определим окислитель и восстановитель. Выпишем для них из таблицы стандартные электродные потенциалы.

SO42- + 10H+ + 8ē ↔ H2S + 4H2O, Н2SO4 – ок-ль Eoок-ля = 0,308 В 2Br- - 2ē ↔ Br2 , Br2 – восстановитель, Eo Br2 /2Br- = 1,05 В.

Еок-ля < Ев-ля, следовательно, реакция пойдет в обратном направлении, в прямом направлении она протекать не будет.

3. В реакции PbO2 +HCl →Cl2 + PbCl2 + H2O определим окислитель и восстановитель. Выпишем для них из таблицы стандарт-

ные электродные потенциалы.

PbO2 + 4H+ + 2ē → Pb2+ + 2H2O, PbO2 – ок-ль Eoок-ля =1,455В 2Cl- - 2ē ↔ Cl2 , Cl2 – восстановитель, Eo Cl2 /2Cl- = 1,35 В.

Еок-ля > Ев-ля, следовательно, реакция пойдет в прямом направле-

нии. Правильный ответ 3.

39. Если привести в контакт две системы, то система с большим значением Eo будет являться окислителем по отношению к другой. Eo первой системы больше, она – окислитель, полуреакция пойдет в сторону восстановления (присоединения электронов). Другая система с меньшим значением Eo – восстановитель, по-

287

луреакация пойдет в сторону окисления (отдачи электронов). Вторую полуреакцию переписываем справа налево (в сторону окисления).

40. Если привести в контакт две системы, то система с большим значением Eo будет являться окислителем по отношению к другой. Eo второй системы больше, значит она окислитель, полуреакция пойдет в сторону восстановления (присоединения электронов), т.е. справа налево. Первая система с меньшим потенциалом – восстановитель. Полуреакция пойдет в сторону окисления (отдачи электронов), т.е. слева направо. Поэтому перепи-

сываем первую реакцию в сторону окисления.

S + 3H2O - 4ē → Н2SO3 + 4H+ │1ок-ние НBrО + Н+ + 2ē → Br-+ H2O │2 вос-ние

_______________________________

S + 3H2O +2НBrО + 2Н+ → Н2SO3 + 4H+ + 2Br-+ 2H2O

Сокращаем подобные ионы водорода и молекулы воды

S +2НBrО + H2O → Н2SO3 + 2НBr

Правильный ответ 3.

288

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ

Выберите один правильный ответ

Тема I «Виды концентраций. Закон эквивалентов»

289

10.ДЛЯ ПОЛНОГО ОСАЖДЕНИЯ ВСЕГО СЕРЕБРА ИЗ РАСТВОРА, СОДЕРЖАЩЕГО 3,4 Г НИТРАТА СЕРЕБРА НЕОБХОДИМ ОБЪЕМ РАСТВОРА ХЛОРИДА НАТРИЯ С

11.ОБЪЕМ В МЛ 0,1н СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ, ПОЛУЧЕННЫЙ ПРИ РАЗБАВЛЕНИИ 10 МЛ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО РАСТВОРА ЭТОЙ ЖЕ КИСЛОТЫ С ω=18% И ρ = 1,082

г/мл

1) 533,5 2) 1,874 3) 1874 4) 0,5335

Тема II «Термодинамика»

1.ЗАКРЫТАЯ СИСТЕМА

1)не обменивается с окружающей средой ни массой, ни энергией

2)тело или группу тел, отделенных от окружающей среды физической или воображаемой границей

3)обменивается с окружающей средой и массой, и энергией

4)обменивается с окружающей средой только энергией

2.ФОРМУЛИРОВКА ВТОРОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ

1)тепловой эффект реакции равен сумме изменения внутренней энергии и совершенной работы

290