Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Ананева Сборник тестов и задач по курсу кхимии 2014

.pdf
Скачиваний:
76
Добавлен:
12.11.2022
Размер:
5.47 Mб
Скачать

 

 

Окончание табл.

№ п/п

Элементы

Химические соединения

 

7

Ti, Br

Br2, HВrO, KBrO3

 

8

Cd, P

PCl3, P2O5, Ca3(PO4)2

 

9

B, Cr

Cr2O3, Na2CrO4, Cr(OH)3

 

10

Sc, S

SO2, Na2S2O7, H2SO3

 

11

Ca, Mn

MnO2, KMnO4, MnSO4

 

12

Ti, Cl

Cl2, RbCl, HClO4

 

13

Sb, Bа

Ba(OH)2, BaO2, Ba3(PO4)2

 

14

Br, Fe

Fe3O4, FeCl3, FeSO4

 

15

V, K

K2O2, K3PO4, KOH

 

16

Zr, Al

Al2(SO4)3, AlH3, NaAlO2

 

17

Cr, H

H2 , CaH2, H2O2

 

18

Ag, As

Na3As, As2O3, KH2AsO4

 

19

Mo, N

N2, NO2, KNO2

 

20

W, I

I2, HI, KIO3

 

Вопрос 3

Рассчитайте рН водных растворов кислоты и основания (для слабых многоосновных кислот и многовалентных оснований учитывайте только первую ступень диссоциации). Константы диссоциации слабого электролита возьмите из табл. П. 7.

Кислота,

С,

 

Кислота,

С, моль/л

п/п

основание

моль/л

 

п/п

основание

 

1

H2SO4

0,2

 

11

HCN

0,02

 

NH4OH

0,2

 

 

Ca(OH)2

0,02

2

CH3COOH

1,0

 

12

HBrO

0,05

 

NaOH

1,0

 

 

LiOH

0,05

3

HCl

0,01

 

13

CH3COOH

0,5

 

C6H5NH3OH

0,01

 

 

Sr(OH)2

0,5

4

H3AsO4

0,1

 

14

HClO4

0,3

 

KOH

0,1

 

 

NH4OH

0,3

5

HNO3

0,08

 

15

HNO2

0,4

 

NH4OH

0,08

 

 

NaOH

0,4

6

H3BO3

0,01

 

16

H2SO4

0,01

 

RbOH

0,01

 

 

C6H5NH3

0,01

7

HBr

0,01

 

17

HClO

0,01

 

(CH3)2NH2OH

0,01

 

 

KOH

0,01

8

H3PO4

0,1

 

18

HCl

0,01

 

Ba(OH)2

0,1

 

 

(CH3)2NH2OH

0,01

 

 

 

51

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончание табл.

Кислота,

С,

 

 

Кислота,

 

С, моль/л

 

п/п

основание

моль/л

 

п/п

основание

 

 

 

9

HClO4

0,01

 

 

19

HF

 

0,02

 

 

C6H5NH3OH

0,01

 

 

 

RbOH

 

0,02

 

10

H3BO3

0,1

 

 

20

HClO3

 

0,02

 

 

CsOH

0,1

 

 

 

NH4OH

 

0,02

 

Вопрос 4

 

 

 

 

 

 

 

 

Напишите выражения

констант

равновесия

для следующих

обратимых процессов. С использованием значений G ообр веществ

рассчитайте константу равновесия первой реакции и укажите, какие вещества (исходные или продукты) преобладают в системе при равновесии.

1.СаСО3 (тв) Са2+ (р-р) + СО 32 (р-р);

2 (г) + О2(г) 2Н2О (г).

2.2NaOH (p-p) + H2SO4 (p-p) Na2SO4 (p-p) + 2H2O (ж); ZnSO3(тв) ZnO(тв) + SO2 (г).

3.N2 (г) + 3H2(г) 2NH3 (г);

La2(CO3)3 (тв) 2La3+(p-p) + 3CO 32 (p-p).

4.Pb(NO3)2 (p-p) + 2KI(p-p) PbI2 (тв) + 2KNO3 (p-p); ZnO(тв) + H2 (г) Zn(тв) + H2O(г).

5.CaO (тв) + CO2(г) CaCO3 (тв); CH4(г) + H2O (г) CO(г) + 3H2(г).

6.2SO2(г) + O2(г) 2SO3 (г);

Ag2SO4 (тв) 2Ag+(p-p) + SO 24- (p-p).

7.ZnCO3 (тв) ZnO(тв) + CO2(г);

2CuSO4(p-p) + 2H2O(ж) (CuOH)2SO4 (p-p) + H2SO4(p-p).

8.AgCl(тв) Ag+(p-p) + Cl-(p-p);

CdSO4(p-p) + Na2S(p-p) CdS (тв) + Na2SO4(p-p).

9.Zn(OH)2(тв) Zn2+(p-p) + 2OH-(p-p); 6CO2(г) + 6H2O (ж) C6H12O6 (тв) + 6O2 (г).

10.Ag+(p-p) + Br-(p-p) AgBr(тв);

52

AlCl3(p-p) + H2O (ж) AlOHCl2 (p-p) + HCl(p-p).

11.SnO2 (тв) + 2CO (г) Sn(тв) + 2CO2(г);

Na2SiO3(p-p) + H2O(ж) NaHSiO3(p-p) + NaOH(p-p).

12.BaCO3(тв) BaO(тв) + CO2(г); 2СО(г) + O2(г) 2СO2(г).

13.S(тв) + 2H2O(ж) SO2(г) + 2H2(г); PbBr2(тв) + 2KI(p-p) PbI2(тв) + 2KBr(p-p).

14.C2H5OH(ж) C2H4 (г) + H2O(г); 2N2(г) + 6H2O(г) 4NH3(г) + 3O2(г).

15.4CO(г) + 2SO2(г) 2S(тв) + 4CO2(г); H2PO 4 (p-p) HPO 24 (p-p) + H+(p-p).

16.4NH3(г) + 3O2(г) 2N2(г) + 6H2O(г);

3AgNO3(p-p) + Na3PO4(p-p) 3NaNO3(p-p) + Ag3PO4(тв).

17.CH4 (г) + 2O2(г) CO2(г) + 2H2O(г);

2NaOH(p-p) + CuSO4(p-p) Cu(OH)2(тв) + Na2SO4(p-p).

18.4NO(г) + 6H2O(г) 4NH3(г) + 5O2(г); Mg(OH)2(тв) MgO(тв) + H2O(г).

19.2NO(г) + O2(г) 2NO2(г);

CO2(г) + 3H2(г) CH3OH(г) + H2O(г).

20.2SO2(г) + O2(г) 2SO3(г);

BaCl2(p-p) + H2SO4(p-p) BaSO4(тв) + 2HCl(p-p).

Вопрос 5

При взаимодействии растворов двух веществ А и В протекает стехиометрическая реакция с образованием вещества D. Плотность раствора А принять равной 1 г/мл. Определите молярную концентрацию вещества В.

А

ω(А),

V(A), мл

В

V(В), мл

D

п/п

 

%

 

 

 

 

1

H2SO4

0,75

25

Ca(OH)2

10

Кислая соль

2

Na3PO4

1,1

25

BaCl2

15

Средняя соль

3

Ca(OH)2

1,1

50

H3PO4

100

Дигидроорто-

 

 

 

 

 

 

фосфат кальция

4

Ba(OH)2

1,12

25

HNO3

25

Средняя соль

 

 

 

 

53

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончание табл.

А

 

ω(А),

V(A), мл

 

В

V(В),

D

п/п

 

%

 

 

 

 

мл

 

5

Ca(OH)2

1,2

20

 

H3PO4

10

 

Основная соль

6

CuCl2

2,2

110

 

Na2CO3

10

 

Основная соль

7

H3PO4

0,98

35

 

NaOH

10

 

Гидроортофос-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фат натрия

8

AlCl3

1,1

10

 

KOH

5

 

Гидроксид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

алюминия

9

FeCl3

1,1

20

 

K4[Fe(C

10

 

Комплексная

 

 

 

 

 

 

 

N)6]

 

 

 

соль

10

CuSO4

1,2

20

 

NH4OH

10

 

Гидроксид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

меди (II)

Определите объем вещества В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

ω(А),%

V(A),

 

В

 

С(В),

 

D

п/п

 

 

 

 

мл

 

 

 

моль/л

 

 

11

FeCl3

 

1,1

 

10

 

NaOH

 

0,1

 

Гидроксид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

железа (III)

12

Pb(NO3)2

 

3,3

 

10

 

KI

 

0,05

 

Средняя соль

13

Ca(OH)2

 

1,1

 

50

 

HCl

 

0,25

 

Средняя соль

14

H3PO4

 

1,3

 

40

 

Ca(OH)2

 

0,1

 

Средняя соль

15

KOH

 

0,84

 

40

 

H2SO4

 

0,03

 

Средняя соль

16

HCl

 

1,05

 

25

 

Ba(OH)2

 

0,3

 

Средняя соль

17

NaHCO3

 

1,5

 

25

 

H2SO4

 

0,16

 

Средняя соль

18

KOH

 

1,1

 

25

 

H3AsO4

 

0,1

 

Средняя соль

19

ThCl4

 

0,9

 

15

 

Na2CO3

 

0,04

 

Средняя соль

20

Вa(OH)2

 

1,0

 

100

 

H3PO4

 

0.01

 

Основная соль

Вопрос 6

Какая из приведенных ниже двух реакций протекает с большей скоростью и почему? Приблизительно оцените величину энергии активации обеих реакций.

+KNO3Реакции

 

п/п

 

 

 

 

 

 

а

б

1

N2 2N

O2 2O

2

H2O

Cl2 + H2O H+ + Cl- + HClO

 

AgNO3+KI AgI+KNO3

 

 

54

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончание табл.

+KNO3Реакции

 

 

 

 

 

 

 

 

п/п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

б

 

 

3

HF H + F

 

 

 

 

HI H + I

 

 

 

4

CO 32 + H+ HCO 3

 

 

 

CO2 + OH- HCO 3

 

 

5

HCl H + Cl

 

 

 

 

 

H2+ Cl HCl + H

 

 

6

2SO2 + O2 2SO3

 

 

 

 

2Na + O2 Na2O2

 

 

7

CO C + O

 

 

 

 

NO N + O

 

 

 

8

H+ + HS- H2S

 

 

 

 

H2+ S H2S

 

 

 

9

SiO Si + O

 

 

 

 

H + CH4 CH3 + H2

 

10

 

 

 

H2O

 

 

 

 

H2 + S H2S

 

 

 

 

KOH+HС1 KС1+ H2O

 

 

 

 

11

H2 2H

 

 

 

 

 

O2 2O

 

 

 

12

Na + H2NaH + Н

 

 

 

 

Na + Cl2NaCl + С1

 

13

H2 + 0,5 O2 H2O

 

 

 

 

H+ + OH- H2O

 

 

14

H2 + Cl2 2HCl

 

 

 

 

Rb + Cl2 RbCl + Cl

 

15

.

 

 

H2O2

+ OH

-

H + Cl2 HCl + Cl

 

 

 

HO 2 + H2O

 

 

 

 

 

16

Ba + 2H

2

O Ba(OH)

2

+ H

2

 

Ва2+ + SO2− ВаSO

4

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

17

Br- + Ag+ AgBr

 

 

 

 

Br- + ClO- BrO- + Cl-

 

18

H2 2H

 

 

 

 

 

Cl22Cl

 

 

 

19

4Li(тв) + O2 2Li2O

 

 

 

Pb2+ + 2I- PbI2

 

 

20

Ag+ + I- AgI

 

 

 

 

H

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AgNO3+KI AgI+KNO3

 

Тема 15. РАСТВОРЫ. ЭЛЕКТРОХИМИЯ

Вопрос 1

Следует знать ответы на нижеперечисленные вопросы.

1.Чем отличаются растворы от смесей и химических соединений? Идеальные растворы. Изменение Н, G и S при образовании идеальных растворов.

2.Реальные растворы. Причины отклонения их свойств от идеальности. Диссоциация и ассоциация. Сольватация и гидратация.

55

3. Теория электролитической диссоциации Аррениуса. Экспериментальные факты, подтверждающие теорию Аррениуса и кажущееся противоречие теории Аррениуса законам физики.

4. Сильные и слабые электролиты. Степень и константа диссоциации. Закон разбавления Оствальда.

5.Закон Рауля для идеальных растворов. Зависимость давления пара компонентов реальных растворов от состава.

6.Кипение и замерзание растворов. Определение молярной массы неэлектролитов.

7.Осмос и осмотическое давление. Уравнение Вант-Гоффа.

8.Активность неэлектролитов, электролитов, ионов. Коэффициент активности.

9.Расчет коэффициентов активности электролитов по уравнению Дебая–Хюккеля. Ионная сила раствора.

10.Электрохимические процессы. Гальванический элемент.

11.Двойной электрический слой. Электродный потенциал.

12.Электроды первого рода. Уравнение Нернста для металлических

игазовых электродов.

13.Окислительно-восстановительные электроды. Уравнение Нернста. Влияние рН среды на потенциалы окислительновосстановительного электрода.

14.Конструкция и электродные процессы водородного и кислородного электродов, зависимость их потенциалов от рН среды.

15.Уравнение Нернста для ЭДС гальванического элемента. Обратимый и необратимый гальванический элемент.

16.Электролиз. Законы Фарадея. Металлы, получаемые электролизом водных растворов. Реакции электролиза.

17.Факторы, определяющие последовательность разряда ионов при электролизе?

18.Перенапряжение и факторы, которые определяют его величину.

19.Электрохимическая коррозия на примере систем Fe–Cu и Fe–Sn.

20.Защита металлов от коррозии.

Вопрос 2

По данным о понижении температуры замерзания ( Т) водных растворов (по сравнению с чистой водой) для хлорида натрия, ацетона и уксусной кислоты при различных концентрациях (грамм

56

вещества на 100 г воды) определите состояние (электролит, неэлектролит, ассоциат) растворенных веществ в воде. Объясните выявленные различия в состоянии рассматриваемых веществ. Криоскопическая постоянная воды (Kкр) равна 1,86.

 

Хлорид натрия

 

Ацетон (СН3)2СО

 

Уксусная кислота

п/п

 

 

 

 

 

 

 

СН3СОOH

 

 

Концент

Т

 

Концент

Т

 

Концент

Т

 

 

рация

 

 

рация

 

 

рация

 

1

 

0,584

0,347

 

0,581

0,186

 

6,006

1,148

2

 

1,169

0,693

 

1,162

0,372

 

12,010

2,296

3

 

1,759

1,022

 

1,742

0,558

 

18,015

3,444

4

 

2,223

1,358

 

2,323

0,744

 

24,020

4,592

5

 

2,922

1,693

 

2,904

0,930

 

30,025

5,740

6

 

3,506

2,030

 

3,458

1,116

 

36,030

6,888

7

 

4,091

2,368

 

4,066

1,302

 

42,035

8,036

8

 

4,675

2,708

 

4,640

1,488

 

48,040

9,184

9

 

5,260

3,048

 

5,227

1,674

 

54,045

10,332

10

 

5,844

3,391

 

5,808

1,860

 

60,050

11,480

11

 

6,429

3,738

 

6,389

2,046

 

66,056

12,628

12

 

7,013

4,084

 

6,970

2,232

 

72,060

13,776

13

 

7,597

4,413

 

7,550

2,418

 

78,065

14,924

14

 

8,182

4,749

 

8,131

2,604

 

84,070

16,072

15

 

8,766

5,084

 

8,712

2,790

 

90,075

17,220

16

 

9,351

5,421

 

9,293

2,976

 

99,080

18,368

17

 

9,935

5,759

 

9,874

3,162

 

102,085

19,516

18

 

10,520

6,099

 

10,454

3,348

 

108,090

20,664

19

 

11,104

6,439

 

11,035

3,534

 

114,095

21,812

20

 

11,689

6,782

 

11,616

3,720

 

120,100

22,960

Вопрос 3

Оцените с использованием нижеприведенных таблиц активность (а) ионов в растворах указанных электролитов с концентрацией С (моль/л).

Ион

Электролит

С,

 

 

Ион

Электролит

С,

п/п

 

 

моль/л

 

п/п

 

 

моль/л

1

H+

HCl

0,002

 

 

11

Cd2+

CdCl2

0,013

2

Cl-

HCl

0,005

 

 

12

Zn2+

ZnCl2

0,017

 

 

 

 

57

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончание табл.

3

Ag+

AgNO3

0,01

 

13

Fe2+

FeSO4

0,025

 

4

I-

HI

0,02

 

14

Cd2+

CdSO4

0,005

 

5

Br-

HBr

0,005

 

15

Cu2+

CuSO4

0,075

 

6

Ni2+

NiCl2

0,007

 

16

Ni2+

NiSO4

0,01

 

7

Co2+

CoCl2

0,017

 

17

Zn2+

ZnCl2

0,02

 

8

Pb2+

Pb(NO3)2

0,033

 

18

Cr3+

CrCl3

0,017

 

9

Cu2+

CuCl2

0,066

 

19

Fe3+

FeCl3

0,033

 

10

S2-

K2S

0,015

 

20

In3+

In(NO3)3

0,013

 

Приближенные значения коэффициентов активности у ионов при различных ионных силах раствора I приведены в табл. П. 12.

Вопрос 4

Рассчитайте значения потенциала электрода в растворе электролита с активностью (а) потенциалообразующих ионов (см. вопрос 3). Воспользуйтесь значениями стандартных электродных потенциалов (табл. П. 10).

Электрод

 

Электрод

п/п

 

 

п/п

 

1

HCl H2,Pt

 

11

CdCl2 Cd

2

Pt, Cl2 НCl

 

12

ZnCl2Zn

3

AgNO3Ag

 

13

FeSO4 Fe

4

Pt,I2HI

 

14

CdSO4 Cd

5

Pt,Br2 HBr

 

15

CuSO4Cu

6

NiCl2Ni

 

16

NiSO4Ni

7

CoCl2Co

 

17

ZnCl2Zn

8

Pb(NO3)2Pb

 

18

CrCl3Cr

9

CuCl2Cu

 

19

FeCl3Fe

10

Pt,S K2S

 

20

In(NO3)3In

Вопрос 5

Составьте гальванический элемент из двух электродов: стандартного (вопрос 5) и нестандартного (см. вопрос 4) и рассчитайте его ЭДС. Напишите электронно-ионные уравнения электродных процессов и ионно-молекулярное уравнение

токообразующей

химической

реакции,

протекающей

в

 

 

58

 

 

гальваническом элементе. Определите направление перемещения электронов по проводнику первого рода и ионов в электролите.

Стандартный электрод

 

Стандартный электрод

п/п

 

 

п/п

 

1

ZnCl2Zn

 

11

Zn(NO3)2Zn

2

CdCl2Cd

 

12

CuCl2Cu

3

HNO3H2, Pt

 

13

H2SO4H2, Pt

4

AgNO3Ag

 

14

NiSO4Ni

5

HBr H2, Pt

 

15

FeSO4Fe

6

CuCl2Cu

 

16

HCl H2, Pt

7

Pt, Cl2 |НCl

 

17

Pt,Cl2HCl

8

FeCl2Fe

 

18

CoSO4Co

9

CdCl2Cd

 

19

Pt,Cl2HCl

10

HCl H2, Pt

 

20

HNO3H2, Pt

Вопрос 6

Определите продукты электролиза водного раствора соли. Запишите уравнения электродных реакций и суммарное уравнение электролиза.

Соль

рН

Материал

Материал

п/п

 

раствора

анода

катода

1

Pb(NO3)2

<7

графит

свинец

2

Cu(NO3)2

<7

медь

медь

3

CuSO4

< 7

графит

медь

4

AgNO3

< 7

графит

серебро

5

CdCl2

< 7

графит

кадмий

6

Zn(NO3)2

< 7

графит

цинк

7

CuCl2

< 7

графит

графит

8

AgNO3

< 7

графит

графит

9

NaNO3

≈ 7

графит

графит

10

KNO3

≈7

графит

графит

11

CuSO4

< 7

медь

графит

12

CaCl2

≈7

графит

графит

13

NaCl

≈7

графит

платина

14

ZnCl2

< 7

графит

цинк

15

MgCl2

< 7

графит

графит

 

 

59

 

 

 

 

 

 

Окончание табл.

Соль

рН

Материал

Материал

 

п/п

 

раствора

анода

катода

 

16

K2SO4

≈7

графит

графит

 

17

Pb(NO3)2

< 7

свинец

свинец

 

18

Na2SO4

≈7

графит

графит

 

19

Pb(NO3)2

< 7

свинец

графит

 

20

AlCl3

< 7

графит

графит

 

Значения перенапряжения выделения водорода, кислорода и хлора на электродах указаны в табл. П. 11.

Вопрос 7

Какой из металлов при нарушении целостности покрытия будет подвергаться коррозии в кислой среде в первую очередь? Для тех же коррозионных пар напишите уравнения катодной и анодной реакций.

Основной Ме/

 

Основной Ме/

п/п

Ме покрытия

 

п/п

Ме покрытия

1

Fe/Zn

 

11

Pb/Cu

2

Fe/Al

 

12

Fe/Cu

3

Fe/Pb

 

13

Pb/Zn

4

Zn/Sn

 

14

Sn/Al

5

Fe/Sn

 

15

Fe/Pb

6

Cd/Sn

 

16

Pb/Ag

7

Fe/Ag

 

17

Cd/Ag

8

Cu/Sn

 

18

Fe/Ag

9

Cu/Cd

 

19

Al/Sn

10

Pb/Cd

 

20

Al/Zn

Тема 16. КИСЛОТНО-ОСНОВНЫЕ СИСТЕМЫ

Изучите следующие понятия, определения, сведения: кислоты и основания по Аррениусу, Бренстеду и Льюису; константы кислотности и основности, расчет рН водных растворов кислот и оснований, кислотно-основные индикаторы.

60