Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
551.pdf
Скачиваний:
48
Добавлен:
24.05.2015
Размер:
1.03 Mб
Скачать

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана

Cборник контрольных вопросов и задач для защиты лабораторных работ

по курсу химии

Методические указания

Под редакцией А.М. Голубева

Москва Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана

2009

УДК 541 ББК 24

С23

Рецензент Б.Е. Винтайкин

Сборник контрольных вопросов и задач для защи- С23 ты лабораторных работ по курсу химии : методические

указания / С.Л. Березина, А.М. Голубев, Е.Е. Гончаренко и др. – М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. – 84 с.

Приведены типовые задачи и контрольные вопросы по ос- новным разделам теоретического курса и лабораторным рабо- там практикума по химии.

Предназначены для студентов I курса всех специальностей МГТУ им. Н.Э. Баумана, изучающих химические дисциплины.

УДК 541 ББК 24

© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009

2

ВВЕДЕНИЕ

Курс химии в техническом университете включает теорию (лекционный материал), практику решения задач (семинарские занятия) и лабораторные работы. При выполнении лабораторного практикума студенты знакомятся с оборудованием, приборами и установками, осваивают основные методы проведения экспери- ментов, изучают химические свойства веществ, убеждаются в со- ответствии теории и практики химической науки.

Каждая лабораторная работа выполняется практически, сту- дент оформляет индивидуальный отчет по ней и на заключитель- ной стадии защищает работу. Как правило, защита заключается в решении двух-трех типовых задач по теме, изученной в практи- куме.

Создание сборника является попыткой унификации вопросов и задач для защиты лабораторных работ по курсу химии и имеет це- лью обеспечение единства требований преподавателей к студентам.

В сборник входят типовые вопросы и задачи по основным те- мам курса химии, отраженным в действующем лабораторном практикуме или планируемым к введению в него. Порядок изло- жения задач соответствует последовательности лабораторных ра- бот в учебном плане.

3

ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

В задачах 1–20 из приведенного списка выпишите формулы химических соединений, относящихся к сильным кислотам, сла- бым кислотам, основаниям (без амфотерных), амфотерным гидро- ксидам, основным, кислотным и амфотерным оксидам, средним, кислым и основным солям.

Список формул химических соединений

п/п

 

 

 

1

NaH2PO4, KOH, SO3, HCl, Al(OH)Cl2, MgO, CaCl2, CH3COOH,

 

CaCO3, H2SO4, Al(OH)3

2

Zn(OH)Cl, Li2O, MgCl2, Na2HPO4, NaOH, P2O5, H2SO3, Zn(OH)2,

 

HNO3, H2S, CaCO3

3

HCl, Al(OH)Cl2, KHSO4, Ba(OH)2, CO2, CaO, CH3COOH, MgCO3,

 

H2SO4, Fe(OH)3, BaCl2

4

KOH, HCOOH, LiHSO3, P2O5, HBr, Mg(OH)Cl, CaF2, Ca(HCO3)2,

 

H2S, Cr(OH)3, BaO

5

CH3COOH, Sn(OH)Cl, SrO, Al(OH)3, CH3COONa, FeSO4, H2SO4,

 

CsH2PO4, RbOH, SiO2, HI

6

SO2, HCN, Sn(OH)2, HCl, CH3COOH, CaCO3, Cu(OH)Cl, Na2O,

 

MgCl2, BaHPO4, KOH

7

HCl, NaH2PO4, NaOH, SO3, Cr(OH)Cl2, MgO, Ca(NO3)2, CH3COOH,

 

BaCO3, H2SO4, Al(OH)3

8

P2O5, Zn(OH)Cl, Li2O, MgCl2, Na2HPO4, NaOH, H2SO3, Zn(OH)2,

 

HNO3, H2S, CaCO3

9

CO2, HCl, Al(OH)Cl2, KHSO4, KOH, CaO, CH3COOH, MgCO3, H2SO4,

 

Fe(OH)3, BaCl2

10

HI, Ba(OH)2, HCOOH, LiHSO3, P2O5, Mg(OH)Br, CaF2, Ca(HCO3)2,

 

H2S, NH4OH, K2O

11

CH3COOH, Sn(OH)Cl, SrO, Al(OH)3, CaBr2, FeSO4, H2SO4, CsH2PO4,

 

RbOH, SiO2, HI

4

 

Окончание

Список формул химических соединений

п/п

12NO2, HCN, Pb(OH)2, HNO3, CH3COOH, CaCO3, Cu(OH)Cl, Li2O, MgCl2, BaHPO4, KOH

13NaH2PO4, NaOH, SO3, HCl, Cr(OH)Cl2, MgO, CaCl2, CH3COOH, Na2CO3, H2SO4, Al(OH)3

14Zn(OH)Cl2, Li2O, Fe2(SO4)3, Na2HPO4, NaOH, P2O5, H2SO3, NH4OH, HNO3, H2S, K2SO4

15H2SO4, Al(OH)Cl2, KHSO4, KOH, CO2, Na2O, CH3COOH, MgCO3, H2SO4, Fe(OH)3, BaCl2

16Ca(OH)2, HCOOH, LiHSO3, P2O5, H2SO4, Mg(OH)Br, ZnSO4, Ca(HCO3)2, H2S, Cr(OH)3, Al2O3

17CH3COOH, Fe(OH)Cl2, SrO, Al(OH)3, AlCl3, FeSO4, HNO3, CsH2PO4, RbOH, SiO2, Cr2O3

18SO2, HCN, Sn(OH)2, HCl, H2S, CaCO3, Cu(OH)Cl, Li2O, FeCl2, BaHPO4, KOH

19NaH2PO4, KOH, SO3, Al2O3, Cr(OH)Cl2, MgO, CaCl2, CH3COOH, Cu(NO3)2, H2SO4, Al(OH)3

20Zn(OH)Cl, Li2O, MgCl2, Na2HPO4, NH4OH, СО2, H2CO3, NaOH, HNO3, H2S, Al2(SO4)3

Взадачах 21–40, используя приведенные выше соединения и воду, напишите уравнения реакций получения представителей ос- новных классов химических соединений в молекулярной, ионно- молекулярной и краткой ионно-молекулярной формах.

Список продуктов реакций и номер задачи со списком

п/п

исходных соединений

 

 

21

Кислота, амфотерный гидроксид, средняя соль (задача 1)

22

Амфотерный оксид, кислая соль, основание (задача 2)

 

 

23

Основная соль, средняя соль, кислота (задача 3)

24

Кислая соль, кислота, основание (задача 4)

25

Кислота, амфотерный гидроксид, средняя соль (задача 5)

 

 

26

Амфотерный оксид, кислая соль, основание (задача 6)

27

Основная соль, средняя соль, кислота (задача 7)

5

 

Окончание

 

 

Список продуктов реакций и номер задачи со списком

п/п

исходных соединений

 

 

28

Основание, кислая соль, кислота (задача 8)

 

 

29

Кислота, амфотерный гидроксид, средняя соль (задача 9)

 

 

30

Основной оксид, кислая соль, основание (задача 10)

31

Основная соль, средняя соль, основание (задача11)

 

 

32

Основная соль, кислота, основание (задача 12)

 

 

33

Амфотерный гидроксид, кислота, средняя соль (задача 13)

34

Средняя соль, кислая соль, основание (задача 14)

 

 

35

Основная соль, амфотерный гидроксид, кислота (задача 15)

 

 

36

Кислая соль, кислота, основание (задача 16)

37

Кислота, амфотерный гидроксид, средняя соль (задача 17)

 

 

38

Средняя соль, основной оксид, основание (задача 18)

 

 

39

Основная соль, основание, кислота (задача 19)

40

Кислота, кислая соль, основание (задача 20)

 

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЯРНОЙ МАССЫ ЭКВИВАЛЕНТОВ МЕТАЛЛА

В задачах 1–14 определите молярные массы эквивалентов за- данных химических соединений и ионов. Дайте определение поня- тиям эквивалент и молярная масса эквивалентов вещества (ее раз- мерность), закона эквивалентов в современной трактовке, приве- дите его математическое выражение.

Кислота

Гидроксид

Соль

Оксид

Ион

п/п

металла

металла

 

 

 

1

H3AsO4

Zn(OH)2

Fe2(SO4)3

Ag2O

PO3

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

2

H2SO4

La(OH)3

Cu(NO3)2

CrO3

NH+

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

3

CH3COOH

Mn(OH)2

(NH4)2SO4

Co2O3

CrO2−

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

4

H2TeO4

Fe(OH)3

KClO4

Cu2O

Fe3+

6

 

 

 

 

 

Окончание

 

 

 

 

 

 

 

 

Кислота

Гидроксид

Соль

Оксид

 

Ион

п/п

металла

металла

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

HCN

Ni(OH)2

Cr2(SO4)3

CdO

 

CO2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

6

H3PO4

Mn(OH)2

Ca3(PO4)2

Fe2O3

 

MnO2−

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

7

HMnO4

Ti(OH)4

Zn(NO3)2

WO3

 

ClO3

 

 

 

 

 

 

 

8

H2SiO3

Ba(OH)2

K2Cr2O7

FeO

 

SO2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

9

H4P2O7

Al(OH)3

LiClO4

Cr2O3

 

AsO3−

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

10

H2Cr2O7

Ca(OH)2

Na2SO3

Na2O

 

B

O2

 

 

 

 

 

 

4

7

 

 

 

 

 

 

 

11

HClO3

NaOH

NiCl2

ZnO

 

SiO4−

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

12

H2MnO4

Fe(OH)2

K2MnO4

Al2O3

 

SO2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

13

H2SeO3

Co(OH)3

CH3COONa

MnO2

 

SeO2−

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

14

H4SiO4

Cr(OH)3

MgSO4

MgO

 

P O4

 

 

 

 

 

 

2

7

 

 

 

 

 

 

 

 

В задачах 15–19 рассчитайте молярные массы эквивалентов серы, если известны химические формулы соединений, получен- ных в результате взаимодействия ее с другими веществами.

Соединение

Продукт реакции

п/п

 

 

 

 

 

15

с водородом

H2S

 

 

 

16

с кислородом

SO2

 

 

 

17

с кислородом

SO3

 

 

 

18

с цинком

ZnS

 

 

 

19

с углеродом

CS2

 

 

 

В задачах 20–22 рассчитайте молярные массы эквивалентов (г/моль) в реакциях обмена (а и б), в реакции а гидроксида метал- ла, в реакции б кислоты.

7

Реакция

п/п

20

а) 2Zn(OH)2 + H2SO4 = Zn2(OH)2SO4 + 2H2O

б) H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O

21

а) Al(OH)3 + 2HCl = Al(OH)Cl2 + 2H2O б) H3PO4 + 2KOH =K2HPO4 + 2H2O

22

а) Al(OH)3 + HCl = Al(OH)2Cl + H2O

б) H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O

В задачах 23–36 определите числа эквивалентности z, факто- ры эквивалентности f и молярные массы эквивалентов окислителя и восстановителя (г/моль) в следующих уравнениях окислительно- восстановительных реакций, протекающих в водном растворе. (Расчет вести на одну формульную единицу: атом, молекула, ион.)

Ионные уравнения реакций

п/п

 

23

3Cu + 2NO3+ 8 H+ = 3Cu2+ + 2 NO + 4H2O

24

MnO4+ 8H+ + 2I= I2 + Mn2+ + 4H2O

25

MnO4+ 6H+ + NO2= Mn2+ + NO3+ 3H2O

26

Al + Cr2O72– + 14H+ = Al3++ 2Cr3++ 7H2O

27

I+ IO3+ 6H+ = I2 + 3H2O

28

SnO22– + Bi3+ + 2OH= Bi + SnO32– + H2O

29

Cr2O72– + 6I+ 14H+ = 3I2 + 2Cr3+ + 7H2O

30

2MnO4+ 16H+ + 10Fe2+ = 10Fe3+ + 2Mn2+ + 8H2O

31

Cr2O72– + 3H2S + 8H+ = 2Cr3+ + 3S + 7H2O

32

Cr2O72– + 3SO32– + 8H+ = 2Cr3+ + 3SO42– + 4H2O

33

Zn + 4H+ + SO42– = Zn2+ + SO2 + 2H2O

34

Mn2+ + 6OH+ H2O2 = MnO(OH)2 + O2 + 3H2O

35

Fe + 2H+ = Fe2+ + H2

36

H2S + 2NO3+ 2H+ = S + 2NO2 + 2H2O

В задачах 37–44 рассчитайте массу, молярную массу эквива- лентов, количество вещества эквивалентов вступившего в реакцию окислителя по известному количеству вещества эквивалентов вступившего в реакцию восстановителя n (моль). Используйте при решении задач закон эквивалентов.

8

Уравнение реакции

n

п/п

 

 

 

 

 

37

K2Cr2O7 + 7H2SO4 + 2Al = Al2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

0,05

38

2KMnO4 + 4H2SO4 + 2KI =2K2SO4 + 2MnSO4 + I2 + 4H2O

0,075

39

Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2

0,25

40

2KMnO4 + 4KOH + Na2SO3 = Na2SO4 + 2K2MnO4 + H2O

0,04

41

2KI + Cl2 =I2 + 2KCl

0,02

42

K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 = 3I2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

0,025

43

Zn + 2H2SO4 = ZnSO4 + SO2 + 2H2O

0,25

44

2KMnO4 + 6HCl + 5KNO2 = 2KCl + 2MnCl2 + 5 KNO3 + 3H2O

5,0

В задачах 45–52 рассчитайте массы вступивших в реакцию металлов с заданными значениями Mэкв (г/моль), если при реакции металлов с кислотой выделяется известный объем водорода V (л), измеренный при н. у.

MЭКВ

VH2

MЭКВ

VH2

п/п

 

 

п/п

 

 

45

32,70

0,560

49

68,67

0,333

 

 

 

 

 

 

46

12,15

0,280

50

4,51

0,432

 

 

 

 

 

 

47

27,93

0,210

51

56,21

0,230

 

 

 

 

 

 

48

29,35

0,053

52

29,47

0,152

 

 

 

 

 

 

В задачах 53–62 вычислите молярные массы эквивалентов ме- таллов и их оксидов (г/моль), если известно, что при восстановле- нии водородом данной массы оксида металла m1 образовалась из- вестная масса воды m2, молярная масса эквивалентов которой рав- на 9 г/моль. Укажите металл.

m1, г

m2, г

m1, г

m2, г

п/п

п/п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

53

13,57

3,0

58

14,37

3,6

 

 

 

 

 

 

54

7,98

2,0

59

19,89

4,5

 

 

 

 

 

 

55

6,85

1,55

60

25,76

6,0

 

 

 

 

 

 

56

20,35

4,5

61

36,18

8,0

 

 

 

 

 

 

57

33,48

2,7

62

62,00

5,0

 

 

 

 

 

 

9

В задачах 63–72 подберите коэффициенты в уравнениях реак- ций, рассчитайте эквивалентные объемы (л/моль, н. у.) газов ис- ходных веществ или продуктов реакции и вычислите количество вещества эквивалентов (моль) в 1 л (н. у.) каждого газа.

Реакция

п/п

 

 

 

63

CaF2 + H2SO4 CaSO4 + HF(г)

 

 

64

Zn + H2SO4 ZnSO4 + SO2(г) + H2O

 

 

65

Al2O3 + Na2CO3 NaAlO2 + CO2(г)

66

NaCl + H2SO4 NaHSO4 + HCl(г)

 

 

67

FeS + HCl FeCl2 + H2S (г)

 

 

68

Na2SO3 + H2SO Na2SO4 + SO2(г) + H2O

 

 

69

KClO + CO2(г) + H2O KHCO3 + HClO

 

 

70

Na + H2O NaOH + H2(г)

71

Ca(OH)2 + CO2(г) Ca(HCO3)2

 

 

72

NH4Cl + NaOH NaCl + NH3(г) + H2O

 

 

В задачах 73–84 найдите объем (л, н. у.) сероводорода H2S, ко- торый необходим по закону эквивалентов для осаждения соответст- вующего сульфида из раствора, содержащего заданное количество вещества эквивалентов nэкв (моль) указанных катионов (M n+).

Катион M

n+

nэкв (M

n+

)

Катион M

n+

nэкв (M

n+

)

п/п

 

 

п/п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

73

Zn2+

 

0,41

 

 

79

Ag+

 

1,12

 

 

74

Cu2+

 

0,38

 

 

80

Ni2+

 

0,34

 

 

75

Hg2+

 

0,57

 

 

81

Fe2+

 

0,85

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

76

Pb2+

 

0,21

 

 

82

Co2+

 

1,06

 

 

77

Bi3+

 

0,95

 

 

83

Mg2+

 

0,90

 

 

78

Sn2+

 

0,88

 

 

84

Se3+

 

0,40

 

 

В задачах 85–94, используя закон эквивалентов, по приведен- ным ниже данным вычислите молярные массы эквивалентов ме-

10

талла (г/моль), если из массы соли металла m1 получена масса его гидроксида m2.

Соль металла

m1, г

m2, г

п/п

 

 

 

 

 

 

 

85

Хлорид

11,108

7,408

 

 

 

 

86

Ортофосфат

19,044

12,673

 

 

 

 

87

Сульфид

1,740

1,78

 

 

 

 

88

Сульфат

15,955

9,755

 

 

 

 

89

Нитрат

11,481

6,025

 

 

 

 

90

Хлорид

6,819

4,969

 

 

 

 

91

Нитрат

6,107

3,051

 

 

 

 

92

Сульфат

10,719

7,530

 

 

 

 

93

Сульфид

1,6937

1,713

 

 

 

 

94

Ортофосфат

8,674

6,540

 

 

 

 

В задачах 95–104 определите молярную концентрацию экви- валентов раствора сульфида натрия (Na2S), если при полном про- текании химической реакции из данного объема раствора сульфи- да натрия V получена известная масса серы (m).

V, л

m, г

V, л

m, г

п/п

п/п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

95

 

0,10

1,6

100

0,20

8,0

 

 

 

 

 

 

 

96

 

0,15

2,4

101

0,30

7,5

 

 

 

 

 

 

 

97

 

0,05

0,8

102

0,40

8,0

 

 

 

 

 

 

 

98

 

0,10

3,2

103

0,45

12,0

 

 

 

 

 

 

 

99

 

 

6,4

104

0,80

16,0

 

0,25

 

 

 

 

 

 

 

В задачах 105–110 рассчитайте: а) молярную массу эквива- лентов металла Mэкв(M), г/моль, и укажите металл (принять сте- пень окисления металла равной +2); б) объем кислорода, который требуется для окисления указанной массы металла, если известен объем водорода (н. у.), выделившийся при взаимодействии массы металла m(M) с кислотой.

11

m(M), г

3

п/п

VH2 , см

105

0,240

221

 

 

 

106

0,480

448

 

 

 

107

0,652

223

 

 

 

m(M), г

3

п/п

VH2 , см

108

0,328

112

 

 

 

109

2,820

1130

 

 

 

110

14,000

5620

 

 

 

В задачах 111–120 вычислите массу (г) металла, объем (л, н. у.) кислорода, затраченный на окисление этой массы, и моляр- ную массу эквивалентов металла (г/моль), если известна масса сульфида металла m, полученная при реакции металла с 1,6 г серы. Укажите реагирующий металл.

m, г

m, г

m, г

m, г

п/п

п/п

п/п

п/п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

111

4,78

114

4,55

117

11,63

120

3,90

 

 

 

 

 

 

 

 

112

4,87

115

4,39

118

7,22

 

 

 

 

 

 

 

 

113

11,96

116

4,53

119

2,79

 

 

 

 

 

 

 

 

В задачах 121–130 вычислите молярные массы эквивалентов галогенов (г/моль), если одна и та же масса металла соединяется с массой галогена m и с объемом кислорода V, измеренным при нормальных условиях. При решении задачи используйте закон эк- вивалентов.

m, г

V, л

m, г

V, л

п/п

п/п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

121

3,55

0,56

126

15,20

4,480

 

 

 

 

 

 

122

7,60

2,24

127

1,38

0,097

 

 

 

 

 

 

123

11,42

0,80

128

7,60

0,340

 

 

 

 

 

 

124

5,64

0,25

129

4,05

0,640

 

 

 

 

 

 

125

2,37

0,37

130

5,76

0,400

 

 

 

 

 

 

12

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]