- •Тема 1 Протолитическое равновесие в растворах
- •Тема 2 Ионная сила. Равновесие в растворах малорастворимых и комплексных соединений.
- •Тема 3 Окислительно-восстановительное равновесие в растворах
- •Тема 4 Анализ смеси солей, катионов и анионов, сплавов
- •Приложение а Справочный материал
- •Приложение б Ответы на индивидуальные задания
- •Рекомендуемая литература
- •Содержание
Тема 3 Окислительно-восстановительное равновесие в растворах
Вариант 1
Вычислить окислительно-восстановительный потенциал в растворе, содержащем 15,8 г/л KMnO4, 0,1 M MnSO4, pH = 2,7.
Рассчитать [Fe3+], [SnCl42-], [Fe2+] в растворе, содержащем в 150 мл 12,0 г Fe2(SO4)3 и 3,4 г SnCl22H2O, 1,2 М HCl.
Рассчитать константу диссоциации H2O2, исходя из стандартных потенциалов полуреакций:
HO2- + H2O + 2e = 3OH-; E0 = 0,88 В
H2O2 + 2H+ + 2e = 2H2O; E0 = 1,77 В.
Рассчитать ПР (Mn(OH)2), исходя из стандартных потенциалов полуреакций:
Mn(OH)2 + 2e = Mn + 2OH-; E0 = -1,18 В
Mn2+ + 2e = Mn; E0 = -1,19 В.
Рассчитать (I3-), исходя из стандартных потенциалов полуреакций:
I3- + 2e = 3I-; E0 = 0,55 В
I2 + 2e = 2I-; E0 = 0,62 В.
Рассчитать формальный потенциал полуреакции
CH3COOH + 2H+ + 2e = CH3CHO + H2O при рН = 2,0.
Рассчитать формальный потенциал полуреакции
Cr2O72- + 14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O при рН = 2,3.
Рассчитать формальный потенциал полуреакции
Ag(CN)43- + e = Ag + 4CN- в 2 М растворе цианида калия.
9. Рассчитать потенциал водородного электрода в растворе, содержащем 0,1 моль гидрокарбоната натрия в 100 мл.
10. Рассчитать потенциал медного электрода в растворе, содержащем 0,01 М сульфата меди и 1,8 М аммиака.
11. Рассчитать эдс электрохимической ячейки:
Hg│Hg2Cl2(ТВ.), HCl (0,1 M)║ZnSO4 (0,05 M)│Zn.
12. Потенциал ячейки Zn| ZnХ42-(0,06 М), Х- (0,15 М) || СВЭ равен 1,072 В. Рассчитать константу устойчивости комплекса ZnХ42-.
13. Определить направление и оценить полноту протекания окислительно-восстановительной реакции:
2MnO4- + 5HNO2 + H+ = 2Mn2+ + 5NO3- + 3H2O.
Вариант 2
Вычислить окислительно-восстановительный потенциал в растворе, содержащем 0,10 М перманганата калия, 0,01 М гидроксида натрия и осадок оксида марганца (IV).
Вычислить равновесные концентрации сульфид-иона и нитрат-иона в растворе, полученном растворением 0,0146 г сульфида цинка в 5 мл 3 М азотной кислоты.
Рассчитать Ка1 (H2GeO3), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
H2GeO3 + 4H+ + 4e = Ge + 3H2O; E0 = -0,13 B
HGeO3- + 2H2O + 4e = Ge + 5OH-; E0 = -1,0 B.
Рассчитать ПР (Hg2I2), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
Hg2I2 + 2e = 2Hg + 2I-; E0= -0,04 B
Hg22+ + 2е = Hg; E0 = 0,79 B.
Рассчитать 6 (PdCl62-), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
PdCl62- + 4e = Pd + 6Cl-; E0 = 0,96 B
Pd2++ 2e = Pd; E0 = 0,99 B.
Серебряный электрод погружен в 0,01 М раствор Na2SeO3 , насыщенный Ag2SeO3 , и в паре со стандартным водородным электродом служит катодом. Рассчитать величину Ks(Ag2SeO3), если потенциал ячейки равен 0,450 В.
Рассчитать формальный потенциал полуреакции
NO2- + 2H+ + e = NO + H2O при pH = 5,0.
Рассчитать формальный потенциал полуреакции
Cr2O72- + 14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O при рН = 1,5.
Рассчитать формальный потенциал полуреакции
Cu2+ + 4CN- + e = Cu(CN)43- в 1 М растворе цианида калия.
Рассчитать потенциал водородного электрода в растворе, полученном добавлением к 50 мл воды 2,5 мл 0,18 М соляной кислоты и 4,5 мл 0,1 М аммиака.
Рассчитать потенциал свинцового электрода в растворе, содержащем твердый бромид свинца и 50 г/л бромида калия.
Рассчитать эдс:
Pt│S4O62- (0,1 M), S2O32- (0,05 M)║I2 (0,01 M), I- (0,10 M)│Pt.
13. Определить направление и оценить полноту протекания окислительно-восстановительной реакции:
H2SO3 + I2 + H2O = SO42- + 2I- + 4H+.
Вариант 3
Вычислить окислительно-восстановительный потенциал системы, содержащей 15,8 г/л перманганата калия и 15,1 г/л сульфата марганца (II) при рН 3,2.
Вычислить равновесные концентрации ионов Cr3+, Fe3+, Fе2+ в растворе, состоящем из 0,10 М дихромата калия и 0,60 М сульфата железа (II) при рН 2,0.
Рассчитать Ка(H3BO3), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
H3BO3 + 3H+ + 3e = B + 3H2O; E0 = -0,87 B
H2BO3- + H2O + 3e = B + 4OH-; E0 = -1,79 B.
Рассчитать ПР (Ag2CrO4), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
Ag2CrO4 + 2e = 2Ag + CrO42-; E0 = 0,45 B
Ag+ + e = Ag; E0 = 0,80 B.
Рассчитать β6(Co(NH3)62+), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
Co(NH3)62+ + 2e = Co + 6NH3; E0 = -0,42 B
Co2+ + 2e = Co; E0 = -0,28 B.
6. Рассчитать величину Ks(Ag2MoO4), исходя из стандартных потенциалов полуреакций:
Ag2MoO4 + 2e = 2Ag + MoO42-; Eo = 0,49 B
Ag+ + e = Ag ; Eo = 0,80 B.
Рассчитать формальный потенциал полуреакции
2H2SO3 + 2H+ + 4e = S2O32- + 3H2O при рН = 5,0.
Рассчитать формальный потенциал полуреакции
Cr2O72- +14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O при рН = 4,5.
Рассчитать формальный потенциал полуреакции
AlF63- + 3e = Al + 6F- в 0,2 М растворе фторида калия.
Рассчитать потенциал водородного электрода в растворе, 200 мл которого содержат 1,2 г ацетата натрия.
Рассчитать потенциал серебряного электрода в растворе, содержащем 3,4 г/л нитрата серебра и 2,5 М аммиака.
Рассчитать эдс:
Zn│Zn2+ (0.001 M), OH- (0.01 M)║Cu2+ (0.1 M)│Cu.
13. Определить направление и оценить полноту протекания окислительно-восстановительной реакции:
Cr2O72- + 6Cl- + 14H+ = 2Cr3+ + 3Cl2 + 7H2O.
Вариант 4
1. Вычислить окислительно-восстановительный потенциал системы, полученной смешением 10 мл 0,10 М перманганата калия и 10 мл 0,20 М сульфата железа (II) при рН 2,2.
2. Вычислить равновесные концентрации иода, сернистой кислоты и иодид-иона в растворе, состоящем из 25,4 г/л иода и 0,1 М сернистой кислоты при рН 1,5.
3. Рассчитать Ка (HClO), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
HClO + H+ + 2e = Cl- + H2O; E0 = 1,50 B
ClO- + H2O + 2e = Cl- + 2OH-; E0 = 0,88 B.
4. Рассчитать ПР (Ag2CO3), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
Ag2CO3 + 2e = 2Ag + CO32-; E0 = 0,46 B
Ag+ + e = Ag; E0 = 0,80 B
5. Рассчитать β6 (AlF63-), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
AlF63- + 3e = Al + 6F-; E0 = -2,07 B
Al3+ + 3e = Al; E0 = -1,66 B.
6. Рассчитать величину Ks(Hg2SO4), исходя из стандартных потенциалов полуреакций:
Hg2SO4 + 2e = 2Hg + SO42-; Eo = 0,65 B
Hg22+ + 2e = 2Hg ; Eo = 0,79 B.
7. Рассчитать формальный потенциал полуреакции
IO3- + 4H+ + 4e = IO- + 2H2O при рН = 3,5.
8. Рассчитать формальный потенциал полуреакции
Cr2O72- + 14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O при рН = 1,9.
9. Рассчитать формальный потенциал полуреакции
Zn(NH3)42+ + 2e = Zn + 4NH3 в 0,2 М растворе аммиака.
10. Рассчитать потенциал водородного электрода в растворе, полученном смешением 20 мл 0,50 М соляной кислоты и 30 мл 0,60 М аммиака.
11. Рассчитать потенциал ртутного электрода в растворе, содержащем 0,05 М нитрат ртути (II) и 1,5 М иодид калия.
12. Рассчитать эдс:
Al│AlCl3 (0,05 M)║AgCl(ТВ.)│Ag.
13. Определить направление и оценить полноту протекания окислительно-восстановительной реакции:
Cr2O72- + 6I- + 14H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O.
Вариант 5
1. Вычислить окислительно-восстановительный потенциал системы, содержащей 20 мл 0.2 M дихромата калия и 10 мл 0,1 М сульфата железа (2+) при рН 2,0.
2. Вычислить равновесные концентрации перманганат- и нитрат-ионов, а также азотистой кислоты в растворе, содержащем в 100 мл 0,01 моль азотистой кислоты и 0,063 г перманганата калия при рН 1,5.
3. Рассчитать Ка (HBrO), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
HBrO + H+ + 2e = Br- + H2O; E0 = 1,34 B
BrO- + H2O + 2e = Br- + 2OH-; E0 = 0,76 B.
4. Рассчитать ПР (AgSCN), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
AgSCN + e = Ag + SCN-; E0 = 0,07 B
Ag+ + e = Ag; E0 = 0,80 B.
5. Рассчитать β2 (Ag(SO3)23-), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
Ag(SO3)23- + e = Ag + 2SO32-; E0 = 0,43 B
Ag+ + e = Ag; E0 = 0,80 B.
6. Рассчитать формальный потенциал полуреакции
VO2+ + 4H+ + 2e = V3+ + 2H2O при рН = 0,8.
7. Рассчитать формальный потенциал полуреакции
MnO2 + 4H+ +2e = Mn2+ + 2H2O при рН = 2,5.
8. Рассчитать формальный потенциал полуреакции
TiF62- + 4e = Ti + 6F- в 1,5 М растворе фторида калия.
9. Рассчитать потенциал водородного электрода в растворе, полученном смешением 32 мл 0,25 М хлорной кислоты и 19 мл 0,40 М гидроксида калия.
10. Рассчитать потенциал ртутного электрода в растворе, содержащем 0,05 М нитрат ртути (II) и 1,6 М хлорид натрия.
11. Рассчитать эдс:
Pt│Fe2+ (0,01 M), Fe3+ (10-6 M)║Cr2O72- (0,10 M), Cr3+ (10-6 M), pH = 0,5│Pt.
12. Для определения константы диссоциации слабой кислоты HAn применили ячейку состава Pt, H2 (1 атм.)│ NaAn (0,25 M), HAn (0,15 M) ║ СВЭ. Потенциал ячейки 0,310 В. Рассчитайте величину Ка.
13. Определить направление и оценить полноту протекания окислительно-восстановительной реакции:
Cr2O72- + 6Br- + 14H+ = 2Cr3+ + 3Br2 + 7H2O.
Вариант 6
1. Вычислить окислительно-восстановительный потенциал системы, содержащей 10 мл 0,50 M ванадата калия и 10 мл 0,10 М сульфата железа (II) при рН 0,5.
2. Вычислить равновесные концентрации дихромат- и иодид-ионов, а также иода в растворе, содержащем 0,10 М дихромата калия и 99,6 г/л иодида калия при рН 1,0.
3. Рассчитать Ка (HNO2), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
NO3- + 3H+ + 2e = HNO2 + H2O; E0 = 0,94 B
NO3- + H2O + 2e = NO2- + 2OH-; E0 = 0,01 B.
4. Рассчитать ПР (AgBrO3), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
AgBrO3 + e = Ag + BrO3-; E0 = 0,55 B
Ag+ + e = Ag; E0 = 0,80 B.
5. Рассчитать β2 (Ag(S2O3)23-), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
Ag(S2O3)23- + e = Ag + 2S2O32- ; E0 = 0,01 B
Ag+ + e = Ag; E0 = 0,80 B.
6. Рассчитать стандартный потенциал полуреакции
AgBr↓ + e = Ag + Br-
7. Рассчитать формальный потенциал полуреакции
S + 2H+ + 2e = H2S при рН = 1,8.
8. Рассчитать формальный потенциал полуреакции
Mn(OH)2 + 2e = Mn + 2OH- в 0,1 М растворе аммиака.
9. Рассчитать формальный потенциал полуреакции
2ICl3 + 6e = I2 + 6Cl- в 0,1 М растворе хлорида калия.
10. Рассчитать потенциал водородного электрода в растворе, полученном смешением 20 мл 0,50 М соляной кислоты и 30 мл 0,60 М аммиака.
11. Рассчитать потенциал серебряного электрода в растворе, содержащем 0,10 М нитрата серебра и 1,0 М цианида натрия.
12. Рассчитать эдс:
Pt│Mn2+(0,05 M), MnO4-(0,03M), CH3COOH(1M)║Fe2+ (0,05 M), Fe3+ (0,1 M)│Pt.
13. Определить направление и оценить полноту протекания окислительно-восстановительной реакции:
2MnO4- + 5C2O42- + 16H+ = 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O.
Вариант 7
1. Вычислить значение окислительно-восстановительного потенциала системы после введения 0,01223 г AgNO3 марки «хч» в 25 мл 0,01 М раствора KCl.
2. Раствор содержит 0,01 М MnO4- и 0,005 M Mn2+ при рН, равном 0. На сколько милливольт изменится потенциал окислительно-восстановительной пары, если рН раствора довести до 6?
3. Рассчитать Ка (HIO), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
HIO + H+ + 2e = I- + H2O; E0 = 0,99 B
IO- + H2O + 2e = I- + 2OH-; E0 = 0,49 B.
4. Рассчитать ПР (Hg2(CH3COOH)2), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
Hg2(CH3COOH)2 + 2e = 2Hg + 2CH3COOH; E0 = 0,51 B
Hg22+ + 2e = 2Hg; E0 = 0,79 B.
5. Рассчитать β4 (Hg(CN)42-), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
Hg(CN)42- + 2e = Hg + 4CN- ; E0 = -0,37 B
Hg2+ + 2e = Hg; E0 = 0,85 B.
6. Рассчитать стандартный потенциал полуреакции
Ni2P2O7↓ + 4e = 2Ni + P2O74 -.
7. Рассчитать формальный потенциал полуреакции
NO3- + H2O + 2e = NO2- + 2OH- при рН = 10,8.
8. Рассчитать формальный потенциал полуреакции
HBrO + H+ + 2e = Br- + H2O в 0,1 М растворе фосфорной кислоты.
9. Рассчитать формальный потенциал полуреакции
Cd(CN)42- + 2e = Cd + 4CN- в 0,1 М растворе цианида калия.
10. Рассчитать потенциал водородного электрода в растворе, полученном смешением 20 мл 0,30 М соляной кислоты и 10 мл 0,60 М аммиака.
11. Рассчитать потенциал никелевого электрода в растворе, содержащем 0,10 М нитрат никеля и 1,0 М аммиак.
12. Рассчитать эдс:
Pt│MnО2,MnO4-(0,03M),HCOOH(1M)║Fe2+(0,5M),Fe3+(0,1M)│Pt.
13. Определить направление и оценить полноту протекания окислительно-восстановительной реакции:
2Cr3+ + 3H2O2 + H2O = Cr2O72- + 8H+.
Вариант 8
1. Вычислить окислительно-восстановительный потенциал системы, содержащей 15,8 г/л перманганата калия и 15,1 г/л сульфата марганца (II) при рН 12,2.
2. Вычислить равновесные концентрации ионов Cr3+, Fe3+, Cr2O72-, Fе2+ в растворе, состоящем из 0,10 М дихромата калия и 0,60 М сульфата железа (II) при рН 0,2.
3. Рассчитать Ка (HСООН), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
НСООН + 2H+ + 2e = НСНО + H2O; E0 = -0,01 B
НСОО- + 2H2O + 2e = НСНО + 3OH-; E0 = -1,07 B.
4. Рассчитать ПР (Ag2МоO4), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
Ag2МоO4 + 2e = 2Ag + МоO42-; E0 = 0,49 B
Ag+ + e = Ag; E0 = 0,80B.
5. Рассчитать β4 (Zn(CN)42-), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
Zn(CN)42- + 2e = Zn + 4CN-; E0 = -1,26 B
Zn2+ + 2e = Zn; E0 = -0,76 B.
6. Рассчитать стандартный потенциал полуреакции
AgSCN↓+ e = Ag + SCN-
7. Рассчитать формальный потенциал полуреакции
2H2SO3 + 2H+ + 4e = S2O32- + 3H2O при рН = 3,4.
8. Рассчитать формальный потенциал полуреакции
НСОО- + 2H2O + 2e = НСНО + 3OH- при рН = 13,5.
9. Рассчитать формальный потенциал полуреакции
AlF63- + 3e = Al + 6F- в 2 М растворе фторида калия .
10. Рассчитать потенциал водородного электрода в растворе, 500 мл которого содержат 8,2 г формиата натрия.
11. Рассчитать потенциал серебряного электрода в растворе, содержащем 3,4 г/л нитрата серебра и 2,5 М цианида калия.
12. Рассчитать эдс:
Zn│Zn2+ (0,001 M), OH- (0,1 M)║Cu2+ (0,01 M), NH3 (0,5 M)│Cu.
13. Определить направление и оценить полноту протекания окислительно-восстановительной реакции:
MnO2 + H2C2O4 + 2H+ = Mn2+ + 2CO2 + 2H2O.
Вариант 9
1. Вычислить окислительно-восстановительный потенциал системы, полученной смешением 10 мл 0,10 М перманганата калия и 10 мл 0,20 М сульфата железа (II) при рН 1,8.
2. Вычислить равновесные концентрации иода, сернистой кислоты и иодид-иона в растворе, состоящем из 25,4 г/л иода и 0,1 М сернистой кислоты при рН 5,5.
3. Рассчитать равновесные концентрации ионов кадмия и железа (II) после встряхивания 0,05 М раствора сульфата кадмия с избытком железных опилок.
4. Рассчитать константу автопротолиза воды, если:
2H2O + 2e = H2 + 2OH-; E0 = -0,83 B
2H+ + 2e = H2; E0 = 0,00 B.
5. Рассчитать ПР (Ag2S), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
Ag2S + 2e = 2Ag + S2-; E0 = -0,71 B
Ag+ + e = Ag; E0 = 0,80 B.
6. Рассчитать β4 (AuCl4-), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
AuCl4- + 3e = Au + 4Cl-; E0 = 0,99 B
Au3+ + 3e = Au; E0 = 1,50 B.
7. Рассчитать формальный потенциал полуреакции
IO3- + 5H+ + 4e = HIO + 2H2O при рН = 2,98.
8. Рассчитать формальный потенциал полуреакции
Cr2O72- + 14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O при рН = 1,14.
9. Рассчитать формальный потенциал полуреакции
BF4- + 3e = B + 4F- в 0,2 М растворе фторида калия.
10. Рассчитать потенциал водородного электрода в растворе, полученном смешением 20 мл 0,50 М хлорида аммония и 30 мл 0,60 М аммиака.
11. Рассчитать потенциал ртутного электрода в растворе, содержащем 0,05 М нитрат ртути (II) и 1,5 М цианид калия.
12. Рассчитать эдс:
Al│AlCl3 (0,05 M), KF (1,0 M)║ KCl (0,1 M), AgCl (ТВ.)│Ag.
13. Определить направление и оценить полноту протекания окислительно-восстановительной реакции:
MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O.
Вариант 10
Вычислить окислительно-восстановительный потенциал системы, содержащей 15,8 г/л перманганата калия и 15,1 г/л сульфата марганца (II) при рН 3,2.
2. Вычислить равновесные концентрации иода, сернистой кислоты и иодид-иона в растворе, состоящем из 25,4 г/л иода и 0,10 М сернистой кислоты при рН 1,5.
3. Рассчитать Ка (HBrO), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
HBrO + H+ + 2e = Br- + H2O; E0 = 1,34 B
BrO- + H2O + 2e = Br- + 2OH-; E0 = 0,76 B.
4. Рассчитать ПР (AgBrO3), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
AgBrO3 + e = Ag + BrO3- ; E0 = 0,55 B
Ag+ + e = Ag; E0 = 0,80 B.
5. Рассчитать β4 (Hg(CN)42-), исходя из значений стандартных потенциалов полуреакций:
Hg(CN)42- + 2e = Hg + 4CN- ; E0 = -0,37 B
Hg2+ + 2e = Hg; E0 = 0,85 B.
6. Рассчитать формальный потенциал полуреакции
2H2SO3 + 2H+ + 4e = S2O32- + 3H2O при рН = 3,4.
7. Рассчитать формальный потенциал полуреакции
НСОО- + 2H2O + 2e = НСНО + 3OH- при рН = 13,5.
8. Рассчитать стандартный потенциал полуреакции
Ni2P2O7↓ + 4e = 2Ni + P2O74 -.
9. Рассчитать потенциал водородного электрода в растворе, 100 мл которого содержат 3,2 г формиата натрия.
10. Рассчитать потенциал серебряного электрода в растворе, содержащем 0,4 г/л нитрата серебра и 1,5 М цианида калия.
11. Рассчитать стандартный потенциал полуреакции
AgBr↓ + e = Ag + Br-.
12. Рассчитать эдс:
Pt│MnО2,MnO4-(0,03M),HCOOH(1M)║Fe2+(0,5M),Fe3+(0,1M)│Pt.
13. Определить направление и оценить полноту протекания окислительно-восстановительной реакции:
10Fe2+ + 2ClO3- + 12H+ = Cl2 + 10Fe3+ + 6H2O.
Примечание.
СВЭ – стандартный водородный электрод : - ║ H+ ( 1,0 M)│H2 (1 атм., 25˚С), Pt