1611

21

где ∆mNi – масса выделившегося на катоде никеля, г; I – сила тока, А;

Остаточную концентрацию ионов никеля в сточной воде определяют следующим образом:

Xi =

– объём сточной воды, взятый для электролиза, мл ∆mNi – масса выделившегося на катоде никеля, г/л

Сделайте выводы на основе результатов эксперимента.

22

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Дайте определения: окислитель, восстановитель, окислительное число

(степень окисления).

2.Что такое реакция окисления-восстановления?

3.Что такое полуреакции окисления и восстановления?

4.Приведите условия протекания окислительно-восстановительной реакции в водных растворах.

5.Что такое окислительно-восстановительный потенциал полуреакции?

6.Приведите уравнение Нернста для окислительно-восстановительного электрода.

7.Дайте определения: электролиты, электрод, анод, катод, электролизёр.

8.Обоснуйте законы Фарадея, приведите математические выражения этих законов.

9.Дайте определения: перенапряжение, плотность тока, выход по току.

23

ВАРИАНТЫ САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ Вариант 1.

1.Докажите, какое из соединений является наиболее сильным восстановителем. Расположите соединения по возрастанию

восстановительной способности в ряд.

2. Докажите, сколько молекул окислителя участвует в реакции: K2Cr2O7 + FeCl3 + HCl → CrCl3 + FeCl3 + KCl + H2O

Вариант 2.

1.Докажите, какой анион в кислой среде является наиболее сильным окислителем: NO3-, Cr2O72-, MnO4-, Br03-

2. Докажите, какое количество ионов Н+ участвуют в реакции: Cr2O72- + Fe2+ + H+ → Cr3+ + Fe3+ + H2O

Вариант 3.

1.Докажите, какой ион можно окислить дихроматом калия в кислой среде E0 (Cr2O72-/2Cr3+) = +1,36 B

24

2.Рассчитайте окислительно-восстановительный потенциал (В) пары

Mn2+/Mn при С (Mn2+) = 0,005 моль/л.

Вариант 5.

1.Докажите, какая пара обладает наиболее слабыми окислительными свойствами

2. Докажите, сколько молекул дихромата участвует в реакции:

Cr2O72- + I- + H+ →I2 + Cr3+ + H2O

Вариант 6.

1.Докажите, какое вещество нельзя восстановить тиосульфатом натрия

(E0 = +0,09 B)

25

2. Докажите, сколько электронов принимает окислитель в реакции

FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

Вариант 9.

1.Вычислите потенциал пары (В) MnO4- → Mn2+ при С(MnO4-) = С(Mn2+);

СН+ = 1 моль/л E0 (MnO4-/Mn2+) = +1,51 B.

2.Расположите в порядке возрастания окислительной способности в водных растворах следующие соединения: Cr2O72-; Cu2+; H2O2 ; O2 ; O3 .

Вариант 10.

1.Докажите, что фторид-ион в растворе или расплаве нельзя окислить не одним из известных реагентов-окислителей.

2.Указать в каких процессах происходит окисление, а в каких восстановление азота, как изменяется степень окисления азота?

NH4+ →N2, NO3-→NO, NO2-→NO3-, NO2→NO2-

Вариант 11.

1. Расставьте коэффициенты методом полуреакций:

As2S3 + HNO3(конц.)= H3AsO4 + H2SO4 +NO

2. Может ли H2O2 в кислой среде окислить ионы Fe2+ до Fe3+?

Вариант 12.

1.В качестве реагентов восстановителей Cr (6) до Cr (3) в сточных водах цехов металлопокрытий автомобильных заводов используют: сульфат железа (2) в кислой, щелочной или нейтральной средах; пероксид водорода, гидразин:

Cr2O72- + Fe2+ + H+ → Fe3+ + Cr3+ + H2O CrO42- + Fe(OH)2 → Cr(OH)3↓ + Fe(OH)3↓

CrO42- + N2H4 → Cr(OH)3↓ + N2↑ + OH-

Cr2O72- + H2O2 + H+ → Cr3+ + H2O + O2

Подберите коэффициенты в уравнениях реакций. Докажите, какой из

восстановителей является более сильным?

26

Вариант 13.

1.Определите степень окисления серы в соединениях: SO2, H2S, Na2SO3, CS2, H2SO4, As3O3

2.Проставьте коэффициенты методом полуреакций:

N2H4 + AgNO3 + KOH = N2 + Ag + KNO3 + H2O

Вариант 14.

1.Укажите, в какой из приведенных реакций гидразин N2H4 служит окислителем и в какой восстановителем. Укажите степень окисления

азота. N2H4 + AgNO3 + KOH = N2 + Ag + KNO3 + H2O

N2H4 + Zn + KOH + H2O = NH3 + K2[Zn(OH)4]

2.Вычислите активность ионов водорода в растворе, в котором потенциал водородного электрода равен -82 мВ.

Вариант 15.

1.Определите степень окисления хрома в соединениях: К2CrO4, Cr2O3, Fe(CrO2)2, K2Cr2O7, Cr2(SO4)3, Na3[Cr(OH)6].

2.Определить направление возможного самопроизвольного протекания

реакции 2Hg + 2Ag+ = 2Ag + Hg22+ при концентрациях [Ag+] = 10-4M, [Hg22+] = 10-1M.

Вариант 16.

1. Проставьте коэффициенты методом полуреакций: KMnO4 + H2O2 = MnO2 + KOH + O2 + H2O

2.Установите, в каком направлении возможно самопроизвольное протекание реакции 2NaCl + Fe2(SO4)3 = 2FeSO4 + Cl2 + Na2SO4

Вариант 17.

1.Вычислите потенциал водородного электрода погруженного в чистую воду; в раствор с рН=3,5.

2.Проставьте коэффициенты методом полуреакций:

HBr + H2SO4(конц.) = Br2 + SO2 + H2O

27

Литература

1.Глинка Н.Л. Общая химия: учебник для вузов / Н.Л.Глинка. –

Л.:Химия, 2000. – 704 с.

2.Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии / Н.Л.Глинка; под ред. В.А.Рабинович. – М.: Интграл-пресс, 2003. – 240 с.

3.Кузьменко Н.Е. Начала химии: учебное пособие / Н.Е.Кузьменко, В.В.Еремин, В.А.Попков. – М.: Экзамен, 2004. – 383 с.

4.Коржуков Н.Г. Общая и неорганическая химия / Н.Г. Коржуков; под ред. В.И. Деляна. – М.: МИСИС: ИНФРА – М, 2004. – 512 с.

5.Яблоков В.А. Химия. Получение и превращения вещества и энергии: учебное пособие / В.А.Яблоков. – Н.Новгород: ННГАСУ, 2009. – 148 с.

28

Васина Янина Александровна

Учебно-методическое пособие к выполнению лабораторных работ по химии для студентов ННГАСУ направления 05.03.06 Экология и Природопользование, направленность (профиль) Природопользование

__________________________________________________________________

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственныйархитектурностроительный университет», 603950, Н.Новгород, Ильинская, 65.

Полиграфический центр ННГАСУ, 603950, Н.Новгород, Ильинская, 65.