Слета Л.А.,Черный А.В., Холин Ю.В. 1001 задача по химии с ответами, указаниями, решениями

471. На протеканИе окислительно-восстановительных реакций

могут оказывать, влияние концентрация реагентов и температура.

Составьте уравнение реакции диспропорционирования хлора: ·

а) в горячем концентрированном растворе гидроксида натрия

??

Cl2 + NaOH ~ NaCI0 3 + ... + ... ;

б) в 'холодном разбавленном растворе

??

Cl 2 + NaOH~ NaCIO + ... + ....

472. Между хромат-:- и бихромат-ионами существует равновесие:

Cr2o~- + н~о= 2Cro:- + 2н~ ,

которое смещается в щелочной среде вправо, а в кислойвлево.

В связи с эт,им процесс восстановления бихромат-иона в кислой

среде протекает по схеме:

. а) Cr20~- + н+ + бе- --+ Cr3+ + Н20 ,

а процесс восстановления хро_мат-иона - по схеме:

б} CrO~:... + Н20 + зе- -+'[сr(он)6)3- +ОН..:.

Подберите коэффициенты в. уравнениях приведеиных выше ре­

акций восстановления. а также nодходящие·.восстановители и со­

ставьте сdътвет~твуюlЦие молекулярные уравнения.

473. Окислительно;-восстановительные свойства сульфит-иона иллюстрируют следующие схемы превращений:

а) Na2803 + 12 + Н20--+ Na2804 + HI;

б) H 2S + Na2803 + HCl --+ S + NaCl + Н20 •

Подберите коэффициенты в уравнениях и· укажите, в какой ре­

акции сульфит-ион являет~я ·окислителем, и в какойвосстано­

вителем.

~ 474. При помощи каких реакций можно осуществить следую­

щие превращения?

1 Н2804 2

/"3 4'-::

·H S -4 S -4 802

2

~ ',!.5

6

FeS

Составьrе уравнения окислительно-восстановительных реакций

и подберите коэффициенты.

71

475. Составьте уравнения окислительно-восстановитель~ых ре-

акций, соответствующих следующим ·превращениям: азот~ ам-

миак ~ оксид а~ота (II) ~ оксид азота (IV) ~ азотная кислота. Ука-

жите условия Протекания рещщии.

476. При пропускании оксида азота (II) через теnлый раствор

концентрированной азотной кислоты жидкость окрашивается в бу­

. рый цвет. Составьте уравнение соответствуЮщей реакции.

477. При пропускании сероводорода через бромную воду крас­

но-бурая окраска, присущая брому, исчезает. Что при этом наблю­

дается. Составьте уравнение соответствующей реакции.

478. Опишите, что наблюдают, когда в сосуд с йодоводородом добавляют азотную кислоту. Составьте УР!!.Внение соответствующей

реакции.

479. В лаборатории водород nолучают несколькими сnособамИ:

а) действием разбавленных кислот на металлы; б) действием щело·­

чей на цинк или алюминий; в) гидролизом гидридов натрия или

кальцИя; г) электролизом водных растворов кислот или щелочей.

Составьте уравненияреакций в молекулярной и ионной формах.

480. Озон nолучают в сnец~аЛьных приборах - озонаtорах. К вы­

ходной трубке озонатора nоднесли стакан с подкисленным раство­

ром йодидакалия и несколькими каnлями крахмала, рас1;вор при­

обрел синюю окраску. Какими свойствами обладает озон? Какое

вещество обуслQвливает синЮю окраску раствора? Заnишите урав­ нение соответствующей реакции в. ионной форме.

481. При nроnускании rазообразного водорода через paCTJ:!Op, ·со­

держащий ионы железа (III), их восстановление не происходит. Объясните, nочему эти ионы восстанавливаются в ионы железа (Il),

если в раствор добавляют разбавленную серную .кислоту и цинк.

38. Электрохимические реакции.

Электролиз

482. Составьте уравнения nолуреакций окисления на аноде и

восстановления на катоде, протекающих при электролизе водного

раствора сущ.фата меди (II), если исnользуют: а) медные электрq~

72

483. Составьте уравнения Полуреакций окисления на аноде и

восстановления на катоде, nротекающих nри Электр<тизе: а) ра(:­ nлава йодида калия; б) водного раствора йодида каJ):ия (инертные

электроды).

484.Составьте уравнения nолуреакций: а) окисления воды на·

аноДе; б) восстановления воды на к~тоде, которые могут nротекать nри электролизе, водных растворов солей (инертные электроды);

485.Составьте уравнениЯ электрохимических реакций, которые

происходят при электролизе водных растворов следующих солей

(инертные электроды): а) хлорида натрия;. б) сульфата калия;

в) сульфата цинка.

486. Предскажите nродукты· электролиза расnлавов следующих

солей (инертные электроды): а) KCl; б) PbBr2 •

487. Предскажите продукты, электролиза водных растворов сле­

488. При электролизе расnлава хлорида магния nолучили 2,4 г металлического магния. Электролиз nроводили в Т(\Чение 5 ч. Оn­ ределите сиЛу тока, nрошедшего через Электролитическую ячейку

за это· JWeMя.

489. Оnределите массу ·металлического кальция, которую nолу­

чили, когда на nротяжении 3,5 ч Через расnлавленный хлорид каль­

ция nроnускали электрический. ток силой 1 А.

490. Оnределите молярную массу эквивалентов меди, если изве­

стно, что при nроnускании через водный раствор хлорида меди (II)

, nостоянйого электрического тока силой 3 А на протяжении 5 мин

на катоде выделилось 0,2965 г чистой меди. ·

491. Раствор сульфата никеля додвергли электролизу nостоянным

электрическим током силой 15 А. Какая масса никеля выделилась

на катоде за 1 ч, если. выход металла по току составляет 60 %?

492. Кислород можно Получить электролизом: а) щелочных или

.б) сульфатных растворов с цримен~нием нерастворимых (nлатино­

вых) анодов, на которых происходит разрядка гидроксид-ионов

или окисление воды:

4он- .~ 4е = 0 2 + 2Н20;

2Н2р- 4е = 0 2 + 4Н+.

По,l(берите соответствующие полуреакции восстановления: и со- .

ставьте уравнения электрохимических реакций в ионной и моле­ кулярной формах.

73

493. При элек~олизе глинозема Al20 3 проис·ходит его иониза­

ция: в расплаве

Al 20 3 ? AlQ:'" + Al02.

На катоде выделяется: алюминий, а на аноде кислород. Со-

ставЬте уравнения: для: электродных реакций.

494. При электролизе водного раствора нитрата сер~бра на като­

де получили серебро'массой 21,6 г. Определите массовую долю нит­ рата· серебра в оставшемен растворе, если в исходном растворе мас-

39. Количественные отношения. в химии

Основные расчетные формулЫ

495. Уравнение химической рмкции можно записать в.общем виде

аА + ЬВ =АаВь,

где А и В - символы'реагентов; AaBii - символ продукта; а и Ь -

коэффициенты в ура~нении реакции, или стехиометрические коэф- · 'фициенты*. Пусть массы веществ А, В, и А8Вь, измеряемые экспе-

* Стехиометрия - раздел химии, в кот~ром изучают количественный

состав веществ, а· также количественные изменения, nроисходящие с ними

при химических реакциях. В основе стехиометрии .цежат количественные

законы химии.

74

риментально, равны соответственно m(A), m(B) и т(АаВь)• а их

Запишите математическое выражение, для закона сохранения

массы с исnользованием: а) эJtсnериментальио измеряемых масс т;

б) молярных масс М. Почему математические выражения одного и

того же закона имеют разную форму?

496. Запишите математическое выражение для закона постоян­

нЫх отношений (закон постоянства состава) с исnользованием: а) эк­

спериментально измеряемых масс т; б) молярных масс М.

497. На основе закона nостоянных отношений nокажите, что

массы веществ, участвующих в реакции, .m(A) :И m(B), относятся

между собой ка:Кфх молярные массы, умноженные на соответству­

ющие стехиометрцческие коэффициенты, аМ(А) и ЬМ(В).

498. Для выражения количественных отношений в химии ис­

пользуют следующие nонятия:

. n(A) .

мольвое отношение. n (В) , равное отнош~нию количества веще-

ства А к количеству вещества В;

а , .

стехиометрическое отношение Ь равное отношению стехиом~т-

рических коэффициентов а и ь в уравнении химической реакции:.

Покажите, что для химической реакции

499.· Покажите,. что для химической реакции аА + ЬВ = АаВь -

выnолняются следующие соотН'ошения:

75

500. Покажите, что для химической реакции

аА+ ЬБ = АаВь

· · · п(А) п(В)

501. Покажите, что если одно из веществ, участвующих в реак~

аА + ЬВ, г~з = АаВь,

выполняется соотношение:

т(А) ' V(B, газ)

аМ(А)- ЬVт

где V~ = 22,4 л/моль при н. у.

502. Покажпте, чт~ если в·химической реакции участвуют .газо­

образные вещества

аА, газ + ЬВ, газ = А,jВь,

их об'Ьемы.относятся :между собой как стехио:метрические коэффи­

циенты:

.У(А, газ) а

. v:(в. газ) =ь·

003. Покажите, что для химической реакции

· аА + ЬВ == АаВь

· п(А) п(В) .

избытке и расчеты следует проводить по веществу А;

б).из усло11ия п(А) > n(B) следует, что веществоА нахо~ится в

а Ь . . избытке и расчетЫ следует проводить по веществу В.

504. Для стехио:метрических вычислений :можно предложить сле­

дующий алгоритм.

76

Апrоритм решевил

1. Анализ условия задачи с целью установления закономернос­

тей, на основе которых она может быть решена.

Для каждой химической. реакции массовые отношения веществ

постоянны. Эта закономерность может быть записана в форме сте­

хиометрического соотношения

n(A) n(B)

-а-=-ь-·

2. Введение обозначений для величин, nриведеиных в задаче.

Пусть по условию задачи известные величины относятся к веще­

ству А, неизвестные- к веществу В. НеИзвестную велиЧину, на­

пример, m(B), можно обозначить х. Но в простых задачах с одним

неизвестным можно испольЗовать· буквенные обозначения т или V.

3.Вывод мгебраической формулы .для неизв.еетной величины.

4.Когда алгебраическое. выражение составлено, нужно подста­

вить известные величины, согласова"tь их размерности и произвес~

ти. необ.ходимые вычисления.

Предложенный алгоритм рассчитан на использование калькуля­

торов или другой вычислительной техники·. В с1щзи с. этим поэтап­

нЫе расчеты, например, численного значения .n(A), если извесТно

зnачение m(A), лишены смысла. Назначение алгоритмасоста­

вить стехиоме~ическое соотношение, на основе которого получить

решение ь.виде алr-ебраической формуЛы длJ;I вычисления неиавест-

Используя предложен1,1ый алгоритм; решите слеДующую задачу.

. ВычислJ,~те объем кислорода, выделившегася ·при Полном ката­

литическом разложении 24,5 г хлората калия КС103 •

505. Массовая доля Kl в смеси йодидов nатрия и калия равна

65 %. ВычисЛите массу смеси, содержащей 12,7 г йода.

506. Минерал сильвинит содержит ~лориды 'калия и натрия.

Химический анализ определил массовую долю хлора в минера­

ле- 53,38%. Вычислите массовую и молярнуЮ долю хлорида

калИя в МИIJерале.

507. Какой объем газообразного хлора (н. у.) может быть .полу­

чен при взАимодействии 26,1 г диоксида· марганца с избытком кон- .

центрирова~ной хлораводородной кисло'ты?

77

40. Вычисления по уравнениям

химически~ реак~ий

Основные расчетнЫе формудЫ

Если в задаче дано количество вещества А и требуется рассчитать

n(A) п(В)

--.=--

аЬ

Если в задаче дана масса вещества А и требуется рассчитать массу

т(А) m(B)

• аМ(А) =ЬМ(В)

Если в задаче дан объем вещества А и требуется рассчитать массу.

вещества В,

V(A) m(B)

aVm ~ ьм(в)

Если в задаче дан объем вещества А и .. требуется рассчитать объем

вещества В,

V(A) V(B)

-- = --

а Ь

Если в задаче требуется определить стехиометрические коэффициен-

Если в заДаче требуется определить Стt1хиометрические коэффици­

енты по известным объемам ре.агирующих веществ А, в, С и т. д.,

V(A) : V(B) : V(C) = а : Ь : с

508. ВыЧислите количество вещества кислорода, необходимое для

·nолного окисления металлической меди, если при· этом образова-.·

509. Вычислите массу оксида алюминия, который образуется пр~

nоЛном сгорании в струе кислорода чистого алюминия маесой 4,05 г:

510. Вы~шслите массу хлорида железа (III), образовавшегося при

взаимодействии с хлором железных стружек, количество вещества

железа в которых равно 1,5 моль.

78

511.ВЫчислите массу nерманганата калия KMn0 4 , ;nри полном ,

разложении которого получили манганат калия K 2 Mn04 , диоксид

марганца :rdn02 и 5,6 л кислорода (при н. у.).

512.В соляной кислоте растворили навеску магния массой 0,6713 г.

Какой объем водорода (при н. у.) ВЫ!(елился при этом?

513.Металл А вступает в реакцию с азотом воздуха, образуя

нитрид состава A 3N . Определите металл, если известно, что в ре­

акции полностью израсходовано 1,4 г металла А и образовалось

2,33 г его витряда.

514. Смешали растворы_: один содержит 1,12 г гидроксида ка­ лия КОН, а второй - 0,65 г хлораводорода HCl. Какое из веществ

прореагирует. полностью?

515. Какая солькислая или средняя - образуется,' если реа­

гируют:

а) гидроксид натриЯ NaOH массой 1,2 г и'серная кислота H 2S64

массой 2, 94 г;

б) гидроксид натрия NaOH массой 2,4 г и серная кислота Н2804

. массой 2, 94 г?.·· ...

516. При полном сгорании 20 л сероводорода получили сернис­

тый газ и воду. Какой объем кислорода затрати.nи?

517. При полном сгорании в кислороде 125 мл неизвестного газа,

содержащего только углерод и азот,, затратили при опред,еленных условиях 250 мл кислорода и получили 250 мл углекислоrо газа и

125 мл азота. Составьте формулу неизвестного газа. ,

5.18. Объясните, почему гидрид кальция СаН2 часто наз:ЬХвают

твердым источнИком водорода; Рассчитайте,, какой объем водорода

образуется при взаимодействии с водой 1 кг гидрида кальция при

25 ·с и 1,013 · 105 кПа.

. '

519.При разложении 3,03 кг нитрата металла образовалось 2,55 г

нитрита металла. Расс~итайте атомную массу металла.

520.При разложении О,72 г йодида двухвалентного металла на

нагретой пластинке масса пластины уве.nичилась на 0,22 г.. Оnреде­

лите, йодид. какого металла разложили прИ нагревании. ·

79