Химия_УМП

121

2.Как изменяются свойства оксидов элементов одного периода системы Д.И. Менделеева в высшей степени окисления: Na, Mg, Al, Si, P?

3.В комплексном соединении, полученном при реакции

2KCl+ZnCl2=K2[ZnCl4],

определите центральный атом (комплексообразователь), его степень окисления, координационное число. Какой атом является донором, какой – акцептором? Какой характер связи в KCl, ZnCl2 и в ионе [ZnСl4]2-? Имеет ли место гибридизация (какая)? Постройте графическую формулу K2[ZnCl4].

4.Арсенид галлия GaAs – сложный полупроводник. Какова природа химической связи и тип проводимости в нем? При установлении его состава

формула имела вид GaAs0,95. Затем арсенид галлия легировали в одном случае цинком, в другом – серой. Какой тип проводимости во всех случаях? Объясните проводимость с точки зрения зонной структуры и природы химической связи. Какой тип твердого раствора образуется при легировании? Что такое собственная и примесная проводимости?

5.Для следующих уравнений подобрать коэффициенты:

1)методом электронного баланса (1, 2, 3);

2)методом электронно-ионного баланса (4, 5).

Укажите окислитель и восстановитель:

1)Zn+ KMnO4+H2SO4→ZnSO4+MnSO4+K2SO4+ H2O;

2)CuS+HNO3→Cu(NO3)2+H2SO4+NO2+H2O;

3)CrCl3+NaOH+Br2→ Na2CrO4+NaBr+NaCl+H2O;

4)K2Cr2O7+HCl→ KCl+CrCl3+Cl2+ H2O;

5)H2S+KMnO4+H2SO4→SO2+K2SO4+MnSO4+ H2O.

Определите эквивалент окислителя и восстановителя в уравнениях 3, 4, 5.

6.Серебряные пластинки опущены в растворы AgNO3 с концентрациями С1=1М и С2=0,001М. Какой это элемент? Составьте цепь ГЭ, определите ЭДС его и напишите уравнения электродных процессов.

ϕDAgAg+ =0,799B.

7.Как должны быть составлены цепи ГЭ, чтобы в них проткали реак-

ции:

в) Al+3H+=Al3++3/2H2;

Чему будет равна ЭДС этих реакций (условия нормальные).

122

8.Составьте схему электролиза: а) в расплаве KCl, б) в растворе KCl, в)

врастворе NiSO4 с никелевым анодом. Какая возможна при этом поляризация? Составьте уравнения всех процессов; г) в растворе Sn(NO3)2 с растворимым и нерастворимым анодами.

Вариант 6

1.Напишите электронные формулы для элементов: As; Ag; J; Yb; Rn. К какому семейству (s, p, d, f) относится каждый из элементов?

2.В каком периоде и группе находятся элементы, если их электронная формула заканчивается: 5S25p4, 5d66S2, 5f46S26p66d17S2? Какие степени окисления возможны у этих элементов?

3.Определите, какой характер связи проявляется в соединениях: MgF2, GaH3, KJ, SiF2, TiCl4, NiBr3? Какие электроны принимают участие в образовании связи? Имеют ли место гибридизация (какая) и Пи-связь? Покажите направление перекрывания электронных облаков. Какова форма молекул?

4.Теллурид цинка ZnTe – сложный полупроводник. Какой характер связи и тип проводимости в нем? При анализе было установлено, что состав

полупроводника выражается формулой ZnTe0,85. Повлияет ли недостаток теллура на проводимость? Изменится ли проводимость, если пролегировать в одном случае индием, а в другом – мышьяком? Объясните проводимость с точки зрения зонной структуры и природы химической связи. Какой тип твердого раствора образуется при этом?

5.Для следующих уравнений подобрать коэффициенты:

1)методом электронного баланса (1, 2, 3);

2)методом электронно-ионного баланса (4, 5).

Укажите окислитель и восстановитель:

1)Mg+HNO3p→Mg(NO3)2+NH4NO3+ H2O;

2)Zn+H3AsO3+HCl→ZnCl2+AsH3+H2O;

3)KNO2+KMnO4+H2SO4→KNO3+K2SO4+MnSO4+H2O;

4)P+HNO3+H2O→H3PO4+NO;

5)Cu2S+HNO3→Cu(NO3)2+H2SO4+NO+ H2O.

Определите эквивалент окислителя и восстановителя в уравнениях 3, 4, 5.

6. Определите, какой из металлов – цинк, медь или магний лучше взаимодействует с концентрированной азотной кислотой? Ответ дайте на основании значений ЭДС, ГЭ, в работе которых лежит реакция Me+HNO3k→. Составьте электродные процессы, ионные и молекулярные уравнения

123

7.При электролизе кислотного раствора сернокислого цинка на катоде вместе с цинком выделяется кислород, что приводит к снижению выхода цинка по току. Определите вес цинка и объем водорода (при 25˚С и давлении 700 мм.рт.ст.), выделившегося на катоде, если через раствор пропущено 20 А·ч и выход цинка по току равен 90%.

8.Одинаковы ли будут продукты, выделившиеся из растворов K2CO3 и K2SO4 при пропускании через эти растворы электрического тока.

Вариант 7

1. Запишите в виде электронной формулы состояния электронов, имеющих следующий набор квантовых чисел:

Распределите электроны по энергетическим ячейкам согласно правилу Хунда

иопределите элемент.

2.Как изменяются свойства оксидов элементов одного периода системы Д.И. Менделеева в высшей степени окисления: K, Ca, Ge, As, Se?

3.Определите, какой характер связи проявляется в соединениях: ZnBr2, InJ1, SiH4, PH3, AlF3? Какие электроны принимают участие в образовании связи? Имеют ли место гибридизация (какая) и Пи-связь? Покажите направление перекрывания электронных облаков. Какова форма молекул?

4.Антимонид индия InSb – сложный полупроводник. Какой характер связи и тип проводимости в нем? При анализе было установлено, что состав полупроводника выражается формулой InSb0,85. Изменится ли проводимость,

если пролегировать в одном случае теллуром, в другом − берилием.

5.Для следующих уравнений подобрать коэффициенты:

1)методом электронного баланса (1, 2, 3);

2)методом электронно-ионного баланса (4, 5).

Укажите окислитель и восстановитель:

1)PH3+МnO4+H2SO4→H3PO4+K2SO4+MnSO4+ H2O;

2)Na3AsO3+K2Cr2O7+H2SO4→H3AsO4+Na2SO4+K2SO4+Cr2(SO4)3+H2O;

3)K+H2SO4k→K2SO4+H2S+H2O;

4)NaVO2+H2O2+H2SO4→ HVO3+Na2SO4+ H2O;

125

Укажите окислитель и восстановитель:

1)Sn+ HNO3p→Sn(NO3)2+N2O+ H2O;

2)As2S3+HNO3k→H3AsO4+H2SO4+NO2+H2O;

3)Na2SeO3+Cl2+NaOH→ Na2SeO4+NaCl+H2O;

4)KMnO4+HCl→ KCl+MnCl2+Cl2+ H2O;

5)Fe2(SO3)3+HNO3→Fe2(SO4)3+NO +H2O.

Определите эквивалент окислителя и восстановителя в уравнениях 3, 4, 5.

6. Определите электродные потенциалы у металлов Al и Cu по водородному электроду. Составьте электродную цепь, электродные процессы и ионные и молекулярные уравнения реакций. ЭДС ГЭ соответственно равны

Е1=1,66В, Е2=0,34В.

7. Определите, какой из металлов – кадмий, свинец или цинк лучше взаимодействует с разбавленной азотной кислотой? Ответ дайте на основании значений ЭДС ГЭ, составленных по реакции Me+HNO3p→. Составьте электродные процессы, ионные и молекулярные уравнения.

8.Составьте схему электролиза: а) в расплаве NaBr, б) в растворе NaBr

сугольными и медными электродами, в) в растворе CuSO4 с растворимым и нерастворимым анодами. Будет ли наблюдаться поляризация? Какая? Составьте уравнения происходящих процессов.

Вариант 9

1.Напишите электронные формулы для элементов: Cr; Te; Cs; Tl; Eu. К какому семейству (s, p, d, f) относится каждый из элементов?

2.В каком периоде и группе находятся элементы, если их электронная формула заканчивается: 4f25S25p65d16S2, 4d85S2, 4p65S2? Какие степени окисления возможны у этих элементов?

3.В комплексном соединении, полученном при реакции

HCl+AuCl3→H[AuCl4],

определите центральный атом (комплексообразователь), его степень окисления, координационное число. Какой атом является донором, какой – акцептором? Какой характер связи в HCl, AuCl3 и в ионе [AuCl4]-? Имеет ли место гибридизация (какая)? Постройте графическую формулу H[AuCl4].

4.Фосфид индия InP – сложный полупроводник. Какой характер связи

итип проводимости в нем? При анализе было установлено, что состав полу-

проводника выражается формулой InP0,95. Повлияет ли недостаток фосфора на проводимость? Изменится ли проводимость, если пролегировать в одном

127

определите центральный атом (комплексообразователь), его степень окисления, координационное число. Какой атом является донором, какой – акцептором? Какой характер связи в CuCl2, NH3 и в ионе [Cu(NH3)4]2+? Имеет ли место гибридизация (какая)? Постройте графическую формулу [Cu(NH3)4]Cl2.

4.Нитрид алюминия AlN – сложный полупроводник. Какой характер связи и тип проводимости в нем? При анализе было установлено, что состав

полупроводника выражается формулой AlN0,85. Повлияет ли недостаток азота на проводимость? Изменится ли проводимость, если пролегировать в одном случае кремнием, в другом – цинком? Объясните проводимость с точки зрения зонной структуры и природы химической связи. Какой тип твердого раствора образуется при этом?

5.Для следующих уравнений подобрать коэффициенты:

1)методом электронного баланса (1, 2, 3);

2)методом электронно-ионного баланса (4, 5).

Укажите окислитель и восстановитель:

1)Na2SeO3+ Br2+NaoH→Na2SeO4+NaBr+H2O;

2)MnO2+KСlO3+KOH→K2MnO4+KCl+H2O;

3)SnCl2+Bi(NO3)3+KOH→K2SnO3+Bi+KNO3+KCl+H2O;

4)NO+K2Cr2O7+H2SO4→ HNO3+K2SO4+Cr2(SO4)3+H2O;

5)CrS+HNO3k→Cr(NO3)3+H2SO4+NO2+H2O.

Определите эквивалент окислителя и восстановителя в уравнениях 3, 4, 5.

6. Какие процессы будут происходить у электродов ГЭ, составленного из пластинок Mn и Bi и погруженных – первая в 0,1М р-р Mn(NO3)2, а вторая в 2М р-р Bi(NO3)3. Составьте гальваническую цепь. Рассчитайте ЭДС этого элемента.

7.Определите потенциал разложения NiSO4 при электролизе этой соли

сплатиновыми электродами и выясните, можно ли на катоде выделить никель полностью без выделения водорода. Перенапряжение водорода на никелевом электроде принять равным 0,21В, а перенапряжение кислорода на платине принять равным 0,46В.

г) в растворе Cd(NO3)2 с растворимым и нерастворимым анодами.

Будет ли наблюдаться поляризация? Какая? Составьте уравнения происходящих процессов.

128

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.Глазов В.М. Основы физической химии: Учеб. пособие для вузов. – М.: Высшая школа, 1981. – 455 с.

2.Лучинский Г.П. Курс химии: Учеб. для инженерно-технических (нехимических) вузов – М.: Высш. шк. 1985.

3.Коровин Н.В. Курс общей химии: Учеб. для студентов энергетических специальных вузов. – М.: Высш. шк., 1981.

4.Кондратьев С.Н. Краткий курс физической химии: Учеб. пособие для вузов. – М.: Высшая школа, 1978. – 311 с.

5.Кудрявцев А.А. Составление химических уравнений. – М.: Высшая школа, 1962. – 357 с.

6.Некрасов Б.В. Курс общей химии: Учеб. для химических специальностей.

– М.: Гос. науч. – техн. изд-во хим. лит., 1952.

7.Немкова О.Г., Буркова Е.И., Воробьева О.И., Ипполитова Е.А., Лапицкий А.В. Практикум по неорганической химии: Учеб. пособие. – М.: МГУ, 1965.

8.Прикладная электрохимия: Учеб. пособие для вузов/ Федотьева Н.П., Алабышев А.Ф., Ротинян А.П., Вячеславов П.М. – Ленинградское отделение:

Химия, 1967. – 598 с.

9.Соколовская Е.М., Вовченко Г.Д., Гузея Л.С. Общая химия: Учеб. для сту-

дентов нехимических специальностей университета. – М.: МГУ, 1980. 10.Семишин В.И. Практикум по общей химии: Учеб. пособие для технологи-

ческих специальностей. – М.: Химия, 1967.

11.Харин А.Н., Катаев Н.А., Харина Л.Т. Курс химии: Учебник для студентов приборостроительных специальностей вузов. – М.: Высшая школа, 1983. –

467 с.

12.Фролов В.В. Химия: Учеб пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов. – М.: Высш. шк. 1986.

129

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1

Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева

130

Продолжение таблицы 1