Ананева Сборник тестов и задач по курсу кхимии 2014

УДК 54 (075)

ББК 24я7

С 65

Т.В. Жукова, Е.Н. Кучер, Ж.С. Кучук, О.В. Лашина, Н.В. Липанова, Е.А. Месяц, Т.Б. Миндлина, О.А. Наговицына, А.А. Орлова, В.И. Петров, В.В. Сергиевский, И.В. Сорока, Н.Д. Хмелевская. М.: НИЯУ МИФИ, 2014. – 144 с. + вкл.

Состоит из 16 тестовых программ, систематизированных по основным темам курса: «строение атома», «закономерности химических процессов и взаимодействий в химических системах различного типа», «свойства элементов и их соединений». Представлены варианты домашних заданий, вопросы к контрольным работам по неорганической химии, электрохимии и химии растворов, а также вопросы к зачету и экзамену. В пособии приведены примеры решения типовых задач и упражнений, необходимые для подготовки к текущему тестированию, зачетуи экзамену.

В приложение включен большой объем справочно-вспомогательного материала, используемого при решении задач. Задания предназначены студентам 1-го курса дневного отделения для контроля знаний по теоретическим разделам курса.

Рецензент: заведующий кафедрой «Общая химия» РХТУ им. Д.И. Менделеева проф., д-р хим. наук С.Н.Соловьев

ISBN 978-5-7262-1960-8

© Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», 2014

Содержание

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ОВР – окислительно-восстановительная реакция СО – степень окисления ПР – произведение растворимости

ЭДС – электродвижущая сила А – работа

A – атом неметалла

Az– – анион с зарядом z-

С – концентрация, моль/л (молярность)

Сm– концентрация, моль/кг растворителя (моляльность)

Е – относительный электродный потенциал, В; электродвижущая сила (ЭДС) электрохимической цепи, В; разность электродных потенциалов электрохимической цепи, В

e – элементарный заряд, e =1.602 10-19 Кл F – число Фарадея, F = 96484,56 Кл/моль G – энергия Гиббса, Дж, Дж/моль

Н – энтальпия, Дж, Дж/моль К – константа равновесия

М– молярная масса

М– атом металла

Мz+ – катион с зарядом z+ m – масса

NA – число Авогадро, NA= 6,02252 1023 моль-1

n – число электронов, участвующих в элементарном акте ОВР n – количество вещества, моль

p – давление, Па, атм

pH – водородный показатель

R– универсальная газовая постоянная, R = 8,3143 Дж/моль К

S– энтропия, Дж/К, Дж/(моль К)

T– температура по шкале Кельвина V – объем

z – зарядовое число иона

Z – порядковый номер элемента– перенапряжение, В

ν – стехиометрический коэффициент– плотность, г/см3 ω – массовая доля, %

y± – среднеионный коэффициент активности I – ионная сила раствора

Верхний индекс «о» у термодинамических функций означает, что вещества находятся в стандартном состоянии.

Знак « » означает изменение функции (конечное значение минус начальное).

4

Тема 1. ХИМИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА И РЕАКЦИИ

Вопрос 1

Определите, к каким классам химических соединений относятся приведенные ниже вещества. Назовите каждое соединение. Отметьте тип соли: кислая, средняя, основная. Для каждого оксида укажите его характер: основной, кислотный, амфотерный, несолеобразующий.

1.KOH; HgO; Fe(OH)3; H2SO4; Al(OH)3; CaO; FeF3; N2O5; Na2CO3; NaHCO3

2.SO2; CoCl2; K2O2; Mg(OH)2; CuSO4; HNO3; NH4Cl; KMnO4; Be(OH)2; (CuOH)2SO4

3.KHSO3; BaO; Cr(OH)3; H2CO3; KClО3; Cd(OH)2; P2O5; Na2CrO4;

HСlO; AlOHSO4

4.NaHCO3; Ni(OH)3; CO2; H2Cr2O7; Na2O; FeO; PbCl2; CaHPO4; Zn(OH)2; H2SiO3

5.Na2SO4; NH4HS; NaOH; Sr(OH)2; Na2WO4; SO3; N2O; Co2O3; H3PO4; HBr

6.Al(OH)3; CH3COONa; V2O5; NaClO; Pb(OH)2; Fe2O3; NO; HMnO4; HI; (ZnOH)2SO4

7.Cr(OH)3; SnO2; Al2(SO4)3; SrCO3; KHCO3; HF; AuCl3; NiO;

NаHCO3; H3BO3

8.H4P2O7; Cl2O7; B2O3; H2CrO4; FeSO4; PbO2; Zn(NO3)2; ZnO; KHCO3; CrCl3

9.NaAlO2; SO2; KHS; Н3PO4; Ca(HCO3)2; Mg(OH)2; AlCl3; Cd(OH)2; AgCl; SrO

10.Cs2SO4; Au(OH)3; LiF; Ag3PO4; Fe(OH)2; CO2; H3VO4; Zn(OH)2; Al2O3; Li2SO4

11.AsCl3; H3AsO4; Sn(OH)4; Na2SiO3; Fe(NO3)3; NaOCl2; H3BO3; H2O; CH3COONH4; KHCO3

12.NiCl2; P2O5; KMnO4; Mn2O7; Ba(OH)2; H2SO3; Hg(OH)2; NaHS; Al2O3; HNO2

13.NaAlO2; B2O3; H3PO4; AuCl3; Mg(OH)2; CaO; Ca(HCO3)2; HF; RbOH; AlOHCl2

14.CdCl2; Sr(OH)2; HClO4; (NH4)2SO4; KHCO3; MgO; H2SiO3; H2O; Na2WO4; SO3

15.Mn2O7; Cl2O; NaH2AsO4; K2SO4; Ca(OH)2; H2SiO3; Li2O; H2SO4; CO2; (ZnOH)2SO4

5

16.K2CO3; K2HPO4; (CuOH)2CO3; SO2; Al2O3; Mg(NO3)2; HNO2; KHS; NH4Cl; NaHCO3

17.(CH3COO)2Ca; Pb(OH)2; H2O; HNO3; H2CO3; AlPO4; NaOH; Cl2O7; AlOH(NO3)2; KHCO3

18.NH4HS; SO3; Sn(OH)4; Fe2(SO4)3; H2S; CoO; N2O3; KMnO4; HCl; FeOHSO4

19.CaSO4; CaF2; CoCl2; Sr(OH)2; HClO4; NaH2PO4; HgO; AgNO3; N2O5; K2O; H3PO4

20.CO; NaAlO2; B2O3; HI; BaO; NaHCO3; K2MnO4; CaF2; HPO2; (ZnOH)2 SO4

Вопрос 2

Допишите уравнения реакций, протекающих в водных растворах, расставьте коэффициенты и запишите уравнения в ионномолекулярной форме. Воспользуйтесь таблицей растворимости (табл. П. 14).

определите стехиометрические коэффициенты в ОВР. Укажите окислитель и восстановитель. Напишите уравнения в ионномолекулярной форме.

1.KMnO4 + KNO2 + H2SO4 MnSO4 + K2SO4 + H2O + KNO3

2.FeSO4 + KClO3 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + KCl + H2O

3.KI + KMnO4 + H2SO4 I2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

4.NH3 + KMnO4 + KOH KNO3 + K2MnO4 + H2O

5.KNO2 + KI + H2SO4 NO + I2 + K2SO4 + H2O

6.KMnO4 + HCl MnCl2 + Cl2 + KCl + H2O

7.Cr2O3 + Br2 + NaOH Na2CrO4 + NaBr + H2O

8.P + HNO3 + H2O H3PO4 + NO

9.H2S + KMnO4 + H2SO4 S + MnSO4 + K2SO4 + H2O

10.KI + KBrO3 + HCl I2 + KBr + KCl + H2O

7

11.Cu + HNO3(конц.) Cu(NO3)2 + NO2 + H2O

12.Zn + KMnO4 + H2SO4 ZnSO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

13.MnO2 + HCl MnCl2 + Cl2 + H2O

14.SnSO4 + KMnO4 + H2SO4 Sn(SO4)2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

15.KMnO4+ Na2SO3 + KOH K2MnO4 + Na2SO4 + H2O

16.PbO2 + HCl PbCl2 + Cl2 + H2O

17.Ag + HNO3(разб.) AgNO3 + NO + H2O

18.KIO3 + H2SO3 I2 + K2SO4 + H2O + H2SO4

19.K2SO3 + KMnO4 + H2O K2SO4 + MnO2 + KOH

20.H2SO3 + Br2 + H2O H2SO4 + HBr

Тема 2. СТРОЕНИЕ АТОМА

Изучите следующие понятия, определения и сведения: атом, химический элемент, атомная орбиталь, тип элемента, электронная формула (полная, сокращенная и в виде энергетических ячеек), закономерности формирования энергетических уровней и подуровней, принцип минимума энергии, принцип Паули, правила Хунда, квантовые числа, формы атомных орбиталей, электронные аналоги, валентность, «орбитальный» атомный радиус, энергия ионизации и сродства к электрону, электроотрицательность, степень окисления, номенклатура химических соединений, структурная формула вещества, ионно-молекулярные уравнения реакций.

Вопрос 1

Для элемента с порядковым номером Z:

а) составьте полную и сокращенную электронную формулу и электронную формулу в виде энергетических ячеек, б) укажите тип элемента (s, р, d, f), назовите его электронные аналоги; в) укажите максимальную валентность; г) приведите значения квантовых чисел для валентных электронов, соответствующих максимальной валентности.

8

Вопрос 2

Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций, протекающих в водных растворах, и укажите их типы. Приведите названия продуктов реакции и степени окисления элементов в них.

1.а) нитрат свинца(II) + иодид калия б) железо + сульфат меди (II)

2.а) хлорид аммония + гидроксид натрия б) цинк + соляная кислота

9.а) гидроксид натрия + сульфат меди (II) б) магний + соляная кислота

10.а) нитрат серебра + хлорид калия б) цинк + нитрат свинца (II)

11.а) гидроксид бария + азотная кислота б) кальций + вода

12.а) оксид серы (IV) + гидроксид калия б) нитрат бария + сульфат железа (III)

9

13.а) оксид кальция + вода

б) сульфат железа(III) + гидроксид натрия

14.а) гидроксид цинка + бромоводородная кислота б) сульфат железа (II) + цинк

15.а) силикат натрия + серная кислота б) гидроксид магния + серная кислота

16.а) карбонат кальция + азотная кислота б) соляная кислота + гидроксид меди (II)

17.а) нитрат серебра + железо б) гидроксид калия + хлорид аммония

18.а) серная кислота + гидрокарбонат натрия б) алюминий + хлорид меди (II)

19.а) карбонат магния + серная кислота

б) нитрат свинца (II) + сульфат натрия

20.а) гидроксид железа (II) + кислород + вода б) хлорид кальция + ортофосфат натрия

Вопрос 3

По названиям соединений составьте их молекулярные и структурные формулы, укажите степени окисления элементов.