Химия. Методичка1 3928
.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
54 |
№ 3928 |
Х 465 |
|
ХИМИЯ
ЗАДАЧИ И УПРАЖНЕНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
Методическое руководство для студентов всех факультетов,
обучающихся по техническим специальностям и направлениям дневного отделения
НОВОСИБИРСК
2010
УДК 54(076.5)
Х465
Внастоящей работе приведены индивидуальные задания по основным темам курса «Химия». Цель – проверить уровень освоения учебного материала и помочь усвоить его.
Составители: Н.А. Рогожников, канд. хим. наук, доцент Т.А. Удалова, канд. хим. наук, доцент Л.И. Афонина, канд. хим. наук, доцент А.А. Казакова, ст. преподаватель
Рецензент Г.К. Лупенко, канд. хим. наук, доцент
Работа подготовлена на кафедре химии
Новосибирский государственный технический университет, 2010
2
|
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Тема 1. Окислительно-восстановительные свойства элементов |
|
|
|
и стехиометрические расчеты................................................................... |
4 |
Тема 2. Строение вещества ................................................................................... |
11 |
|
Тема 3. Химическая термодинамика .................................................................... |
14 |
|
Тема 4. Кинетика химических реакций ............................................................... |
24 |
|
Тема 5. |
Химическое равновесие ........................................................................... |
28 |
Тема 6. |
Растворы электролитов ............................................................................ |
35 |
Тема 7. |
Растворы неэлектролитов ........................................................................ |
41 |
Тема 8. |
Электрохимические процессы................................................................. |
43 |
Приложения............................................................................................................ |
57 |
|
3
Те м а 1. Окислительно-восстановительные свой-
ства элементов и стехиометрические расчеты
Задание 1
Дано вещество (см. вариант в табл.1). Для подчеркнутого элемента определите степень окисления. По формуле соединения определите Мэк соединения.
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
|
Номер |
|
Номер |
|
|
вари- |
Соединение |
Соединение |
вари- |
Соединение |
||
варианта |
||||||
анта |
|
|
анта |
|
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
НNO2 |
11 |
HI |
21 |
AgCl |
|
2 |
BiCl5 |
12 |
KNO2 |
22 |
K2FeO4 |
|
3 |
Fe2O3 |
13 |
HClO4 |
23 |
SnO2 |
|
4 |
H2SiO3 |
14 |
MgCl2 |
24 |
HVO3 |
|
5 |
Cu2O |
15 |
KClO |
25 |
BF3 |
|
6 |
KClO3 |
16 |
NiO |
26 |
AlCl3 |
|
7 |
SiH4 |
17 |
As2O3 |
27 |
RbF |
|
8 |
NaCrO2 |
18 |
PbO2 |
28 |
Cl2O |
|
9 |
HClO2 |
19 |
CrCl3 |
29 |
Na2ZnO2 |
|
10 |
Bi2O5 |
20 |
Cl2O7 |
30 |
KAlO2 |
Задание 2. Реакции ионного обмена
Даны вещества, участвующие в реакции ионного обмена (см. вариант в табл. 2). Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций. Рассчитайте Мэк веществ, вступивших в реакцию.
4
|
|
|
Т а б л и ц а 2 |
|
|
|
|
Номер |
|
Номер |
|
вари- |
Схема реакции |
вари- |
Схема реакции |
анта |
|
анта |
|
|
|
|
|
1 |
FeCl3 + H3PO4 |
16 |
CaCl2 + Na2CO3 |
2 |
Cu(NO3)2 + H2S |
17 |
CuSO4 + Na2S |
3 |
ZnCl2 + K2CO3 |
18 |
AlCl3 + Na3PO4 |
4 |
Na2SO4 + BaCl2 |
19 |
Ba(NO3)2 + H2SO4 |
5 |
FeSO4 + (NH4)2S |
20 |
Ag2SO4 + NaCl |
6 |
CaCl2 + AgNO3 |
21 |
NaOH + Al2(SO4)3 |
7 |
Pb(NO3)2 + K2S |
22 |
Pb(NO3)2 + HI |
8 |
Ba(NO3)2 + Al2(SO4)3 |
23 |
HCl + Cr(OH)3 |
9 |
NaOH + H2SO4 |
24 |
NaOH + H3PO4 |
10 |
Ca(OH)2 + H2CO3 |
25 |
NH4OH + HCl |
11 |
AgNO3 + FeCl3 |
26 |
Ba(OH)2 + H2SO4 |
12 |
(NH4)2S + HCl |
27 |
NH4OH + H2SO4 |
13 |
Ca(OH)2 + HCl |
28 |
Ba(OH)2 + HNO3 |
14 |
KCN + H2SO4 |
29 |
H2SO4 + Mg(OH)2 |
15 |
(NH4)2SO4 + KOH |
30 |
KClO + HCl |
Задание 3. Окислительно-восстановительные реакции
Расставьте коэффициенты в схемах окислительно-восстановитель- ных реакций (см. вариант), используя метод электронного баланса. Определите окислитель и восстановитель и вычислите молярные массы их эквивалентов.
1. K2SO3 + K2Cr2O7 + H2SO4 |
Cr2O3 + K2SO4 + H2O |
|||
2. |
KMnO4 |
+ K2SO3 + KOH |
K2SO4 + K2MnO4 + H2O |
|
3. |
KMnO4 |
+ HCl |
MnCl2 + Cl2 + KCl + H2O |
|
4. |
KMnO4 |
+ Na2S + H2SO4 |
MnSO4 + S + Na2SO4 + K2SO4 + H2O |
|
5. |
I2 + NaOH NaIO + NaI + H2O |
|||
6. |
NaCrO2 + PbO2 + NaOH |
Na2CrO4 + Na2PbO2 + H2O |
||
7. |
FeSO4 + HNO3 + H2SO4 |
Fe2(SO4)3 + NO + H2O |
||
8. |
Al + HNO3 + HCl |
AlCl3 + NO + H2O |
||
9. |
KBr + KBrO3 + H2SO4 |
Br2 + K2SO4 + H2O |
||
5
10. |
K2Cr2O7 + HCl |
KCl + CrCl3 + Cl2 + H2O |
|||
11. |
HClO4 + SO2 + H2O |
H2SO4 + HCl |
|||
12. |
P + HNO3 + H2O |
H3PO4 + NO |
|||
13. |
CrCl3 + Br2 + NaOH |
Na2CrO4 + NaBr + NaCl + H2O |
|||
14. |
PbS + HNO3 |
S + Pb(NO3)2 + NO + H2O |
|||
15. |
Cu + KMnO4 + H2SO4 |
CuSO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O |
|||
16. |
Cu2O + HNO3 |
Cu(NO3)2 + NO + H2O |
|||
17. |
CuS + HNO3 |
Cu(NO3)2 + NO + H2SO4 + H2O |
|||
18. |
K2Cr2O7 + KI + H2SO4 |
Cr2(SO4)3 + I2 + K2SO4 + H2O |
|||
19. |
HNO3 + Zn |
N2O + Zn(NO3)2 + H2O |
|||
20. |
MnO2 + O2 + KOH |
KMnO4 + H2O |
|||
21. |
Mn(NO3)2 + PbO2 + HNO3 |
HMnO4 + Pb(NO3)2 + H2O |
|||
22. |
FeSO4 + KClO3 + H2SO4 |
|
Fe2(SO4)3 + KCl + H2O |
||
23. |
MnO2 + KClO3 + KOH |
K2MnO4 + KCl + H2O |
|||
24. |
K2Cr2O7 + H2S + H2SO4 |
|
S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O |
||
25. |
H3AsO3 + KMnO4 + H2SO4 |
H3AsO4 + MnSO4 + K2SO4 |
|||
26. |
NaCrO2 + Br2 + NaOH |
Na2CrO4 + NaBr + H2O |
|||
27. |
FeS + HNO3 |
Fe(NO3)2 + S + NO + H2O |
|||
28. |
FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 |
|
Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 |
||
29. |
Cr2O3 + KClO3 + KOH |
K2CrO4 + KCl + H2O |
|||
30. |
Na2SO3 + KMnO4 + H2O |
|
Na2SO4 + MnO2 + KOH |
||
Задание 4. Закон эквивалентов
+H2O
+H2O
1.При сгорании 20 г металла образовалось 33.32 г оксида этого металла. Рассчитайте молярную массу эквивалентов этого металла.
2.При разложении 0.05 г оксида металла образовалось 10 мл кислорода (н.у.). Рассчитайте молярную массу эквивалентов металла.
3.Хлорид металла содержит 65.5 % хлора. Рассчитайте молярную массу эквивалентов металла.
4.На сжигание 1.5 г двухвалентного металла требуется 0.69 л кислорода (н.у.). Вычислите молярную массу и молярную массу эквивалентов этого металла.
5.Рассчитайте молярную массу эквивалентов металла, зная, что
28.5г его при взаимодействии с водородом образуют 30 г водородного соединения.
6
6.При взаимодействии кислорода с азотом получено 4 моля экви-
валентов диоксида азота NO2. Рассчитайте объемы газов, вступивших в реакцию (н.у.).
7.На нейтрализацию 0.943 г фосфорной кислоты израсходовано 1.077 г гидроксида калия. Рассчитайте основность фосфорной кислоты.
8.Молярная масса эквивалентов металла равна 100 г/моль. Рассчитайте объем кислорода (н.у.), образующегося при разложении
2.16г оксида этого металла.
9.Сколько граммов сульфата натрия содержал раствор, если в результате взаимодействия его с избытком хлорида бария образовалось
11.6г BaSO4?
10. На восстановление 15 г оксида металла потребовалось 4225 мл водорода (н.у.). Рассчитайте молярную массу эквивалентов металла.
11. Для нейтрализации 0.6 г гидроксида натрия потребовалось 0.945 г одноосновной кислоты. Рассчитайте молярную массу кислоты. Какая кислота была взята для реакции?
12. При разложении 1 г оксида металла выделилось 0.52 л кислорода. Рассчитайте молярную массу эквивалентов металла.
13. Оксид металла содержит 28.65 % кислорода, а соединение того же металла с галогеном – 48.72 % галогена. Рассчитайте молярную массу эквивалентов галогена.
14. При взаимодействии 22 г металла с кислотой выделилось 8.4 л водорода (н.у.). Рассчитайте молярную массу эквивалентов металла. Сколько литров кислорода потребуется для окисления этого же металла?
15. При окислении 16.74 г двухвалентного металла образовалось
21.54г оксида. Вычислите молярную массу металла и молярную массу эквивалентов металла и его оксида.
16. При взаимодействии 3.24 г трехвалентного металла с кислотой выделилось 4.03 л водорода (н.у.). Вычислите молярную массу металла и молярную массу эквивалентов металла.
17. Одно и то же количество металла соединяется с 0.14 л кислорода и 3.173 г галогена. Рассчитайте молярную массу эквивалентов галогена.
18. Сколько моль эквивалентов извести Са(ОН)2 потребуется для нейтрализации 196 г фосфорной кислоты для получения: а) одно-; б) двух-; в) трехзамещенного фосфата кальция?
19. При взаимодействии с кислотой 0.376 г алюминия вытеснили 0.468 л водорода (н.у.). Определите молярный объем эквивалентов
7
водорода, зная, что молярная масса эквивалентов алюминия равна
9г/моль.
20.На нейтрализацию 9.8 г ортофосфорной кислоты израсходовано 8 г NaOH. Вычислите молярную массу эквивалентов и основность H3PO4 в этой реакции.
21.Некоторое количество металла, молярная масса эквивалентов
которого равна 27.9 г моль, вытесняет из кислоты 700 мл водорода (н.у.). Определите массу металла.
22.При взаимодействии 5.95 г некоторого вещества с 2.75 г хлористого водорода получилось 4.40 г соли. Вычислите молярные массы эквивалентов вещества и образовавшейся соли.
23.Вычислите молярную массу эквивалентов металла, если на восстановление 1.017 г его оксида израсходовано 0.28 л водорода
(н.у.).
24.В 2.48 г оксида одновалентного металла содержится 1.84 г металла. Вычислите молярную массу эквивалентов металла и его оксида.
25.При взаимодействии 87.6 г металла с кремнием по реакции
2 М + Si = М2Si образуется 114.4 г силицида. Вычислите атомную массу металла и определите, какой это металл.
26.При взаимодействии 12.8 г металла с кислотой по реакции
М+ 2 Н + = М2 + + Н2 выделяется 4.38 л водорода (н.у.). Вычислите молярную массу и молярную массу эквивалентов металла, определите, какой это металл.
27. При взаимодействии 23.5 г металла с бромом по реакции 2 М + Br2 = 2 МВr образовалось 45.46 г бромида. Вычислите атомную массу металла и определите, какой это металл.
28.Молярная масса эквивалентов металла равна 137 г/моль. Рассчитайте массу металла, образующегося при разложении 22.1 г оксида этого металла.
29.При взаимодействии 30 г одновалентного металла с фосфором
по реакции 3М + Р = М3Р образовалось 41.9 г фосфида. Вычислите молярную массу эквивалентов металла.
30.Для нейтрализации 2.6 г гидроксида калия потребовалось 1.45 г двухосновной кислоты. Рассчитайте молярную массу кислоты.
Задание 5. Вычисления масс и объемов реагентов |
|
|||
1. При растворении магния |
в |
серной |
кислоте |
(Mg + Н2SO4 = |
= MgSO4 + Н2) образовалось 36 |
г |
MgSO4. |
Сколько |
весил магний? |
Сколько граммов серной кислоты пошло на его растворение?
8
2.К раствору, содержащему 10 г H2SO4, прибавили 9 г NaOH. Какую реакцию имеет раствор – кислую, нейтральную или щелочную?
3.Сколько граммов NaOH потребуется для превращения 100 г
CuSO4 в Cu(OH)2?
4.При взаимодействии титана с хлором Ti + 2 Сl2 = TiCl4 образовалось 147.2 г хлорида. Вычислите массу металла и объем хлора, вступивших в реакцию.
5.Сколько граммов КОН потребуется для превращения 70 г
Н2SO4 в КНSO4? В К2SO4?
6.Сколько молей воды получится при восстановлении 200 г CuO до металлической меди: CuO + H2 = Cu + H2О?
7.Сколько литров водорода получится при действии на воду 15 г кальция:
Ca + 2 H2 О = Ca(OH)2 + H2?
8.Сколько граммов карбида образовалось при взаимодействии
19.6 г олова с углеродом: Sn + 2 С = SnС2 г. Вычислите массу углерода, вступившего в реакцию.
9.Сколько граммов цинка и серной кислоты необходимо для получения 56 л водорода:
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2?
10. Сколько литров ацетилена можно получить действием воды на
8 г карбида кальция:
CaС2 + 2 Н2О = C2H2 + Сa(OH)2?
11. Сколько граммов СаСО3 необходимо для получения 84 л СО2: СаСО3 + H2SO4 = СаSO4 + СО2 + H2О?
12. Сколько граммов KClO3 нужно взять для получения 100 л кислорода:
2 KClO3 = 2 KCl + 3 О2?
13. Сколько граммов натрия и фосфора прореагировало при образовании 41.9 г фосфида:
3 Na + Р = Na3Р?
14. Сколько литров кислорода расходуется при сжигании 100 г спирта:
C2H5OH + 3 O2 = 2 CO2 + 3 H2O?
9
15. Сколько граммов Na2S потребуется для получения 56 л H2S: Na2S + H2SO4 = Na2SO4 + H2S?
16. Сколько литров водорода расходуется при восстановлении
120 г МоО3:
МоО3 + 3 Н2 = Мо + 3 Н2О?
17. Сколько л СО2 нужно пропустить через раствор Сa(OH)2, чтобы
получить 25 г СaСO3 (Сa(OH)2 + СО2 = СaСO3 + Н2О)? 18. Сколько литров Н2 получится из 3 кг угля:
C + 2 H2О = CO2 + 2 H2
19.Сколько литров водорода образовалось при взаимодействии
27.9г железа с серной кислотой: 2 Fe + 3 H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3 H2
Сколько соли при этом образовалось
20.Сколько граммов CuCl2 нужно для получения 32 г CuO:
CuCl2 + 2 КОН = CuО + 2 KCl + H2O
21.Сколько граммов угля сгорело при получении 5.3 л углекислого
газа:
С+ O2 = СО2?
22.Сколько граммов NaCl можно получить из 265 г Na2CO3:
Na2CO3 + 2 HCl = 2 NaCl + CO2 + H2O?
23. Сколько граммов Na2CO3 необходимо для получения 200 г
СaCO3:
Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3 + 2 NaCl?
24.Смешано 7.3 г HCl и 4 г NH3. Сколько граммов NH4Cl образовалось: HCl + NH3 = NH4Cl? Какое вещество и сколько его граммов взято в избытке?
25.При окислении свинца по реакции Pb + О2 = PbО2 образовалось
26.7г оксида. Определите, сколько граммов металла и сколько литров кислорода вступило в реакцию.
26.Сколько граммов SO2 получилось при взаимодействии 15 г ме-
ди с кислотой
Cu + 2 H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2 H2O?
10