- •1. Основные классы неорганических соединений
- •Примеры составления условий задач и их решения
- •2. Газовые законы. Простейшие стехиометрические законы
- •2.1. Взаимозависимые параметры состояния газов
- •Примеры составления условий задач и их решения
- •2.2. Химические эквиваленты
- •Примеры составления условия задач и их решения
- •3. Основные закономерности протекания химических реакций
- •3.1. Энергетика химических реакций. Химико-термодинамические расчеты
- •Примеры составления условий задач и их решения
- •3.2. Скорость химических реакций и химическое равновесие
- •Примеры составления условий задачи и их решение
- •4. Окислительно – восстановительные процессы
- •4.1. Окислительно-восстановительные реакции
- •Ионно-электронный метод
- •Примеры составления условий задач и их решения
- •4.2. Гальванические элементы
- •Примеры составления условий задач и их решения
- •4.3. Электролиз
- •Примеры составления условий задач и их решения
- •5. Растворы
- •5.1 Способы выражения содержания растворенного вещества в растворе
- •Примеры составления условий задач и их решения
- •5.2. Физико-химические свойства разбавленных растворов неэлектролитов
- •Свойства растворов неэлектролитов
- •Примеры составления условий задач и их решения
- •5.3. Растворы электролитов
- •5.4. Ионное произведение воды. Водородный показатель
- •Примеры составления задач и их решения
- •5.5. Молекулярно-ионные уравнения обменных реакций между растворами электролитов
- •Примеры составления задач и их решения
- •5.6. Произведение растворимости
- •Примеры составления задач и их решения
- •5.7. Гидролиз солей
- •Примеры составления задач и их решения
- •6. Строение атома
- •Примеры составления условий задач и их решения
- •7. Комплексные соединения
- •Примеры составления задач и их решение
- •Библиографический список
Практикум – методические материалы по выполнению
практических заданий
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Омский государственный технический университет»
Т. В. Скрипко
ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Практикум
Омск – 2006
УДК 54+546(075)
ББК 24 я 73
С 45
Рецензенты:
Н.Н. Струнина, канд. физ.-мат.наук, доцент ОмГУ;
Н.А. Воронкова, канд. с.-х.наук, СибНИИСХ
Скрипко Т.В.
С 45 Общая и неорганическая химия: Практикум. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006. 108 с.
Пособие содержит широкий набор задач, охватывающий разделы курса. Каждому разделу предпосланы краткое теоретическое введение и примеры с детальным разбором решения задач.
Из текста задач исключен весь справочный материал, который помещен в приложении. Поиски необходимых данных создадут у студентов предпосылки к выработке полезной привычки обращения к справочной литературе.
Пособие предназначено для студентов всех форм обучения.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ОмГТУ.
УДК 54+546(075)
ББК 24 я 73
© Т.В. Скрипко, 2006
© Омский государственный
технический университет, 2006
ВВЕДЕНИЕ
|
Развитие и образование ни одному человеку не могут быть даны или сообщены. Всякий, кто желает к ним приобщиться, должен достигнуть этого собственной деятельностью, собственным напряжением. А. Дистервег
|
Одной из основных задач методики обучения в высшей школе является разработка наиболее эффективных методов обучения и контроля знаний. Эффективность обучения определяется многими факторами и прежде всего активизацией самостоятельной работы студентов над изучаемым курсом.
Основным видом самостоятельной работы является проработка лекционного материала по конспекту, учебнику и методическим разработкам. Для более четкого усвоения материала, активизации самостоятельной работы и систематического самоконтроля в межсессионный период студентам необходимо выполнить индивидуальные домашние задания на основе раздела общетеоретической части курса.
Пособие содержит широкий набор задач, расположенных в логической последовательности изложения курса. Каждому разделу предпослано краткое теоретическое введение и примеры с детальным разбором хода решения типовых задач.
Домашнее задание выполняется в отдельной тетради, причем каждая задача решается на отдельном листе с указанием темы задания, номера задачи и составленного полного условия задачи. Если задача не зачтена, ее нужно выполнить вторично с учетом замечаний на том же месте, где она выполнялась в первый раз.
При решении расчетных задач необходимо приводить уравнения реакций, математическое выражение законов и правил (формулы), числовые значения констант. Необходимо указывать весь ход решения задач и все математические преобразования. Домашнее задание должно быть аккуратно оформлено.
Представленный спектр задач – материал и для контрольных работ по темам дисциплины. Основная цель контрольных работ – закрепление знаний, анализ и контроль освоения студентом программного материала.
Пособие предназначено для студентов всех форм обучения.
1. Основные классы неорганических соединений
Фундаментом для изучения химии является четкое представление о классах неорганических соединений и их свойствах. Внимательно изучив раздел о классах неорганических соединений, можно дать ответ, какие соединения называют оксидами, кислотами, основаниями, солями.
Общие свойства этих соединений приведены ниже в виде схем.
При выполнении заданий рекомендуется использовать методические указания [1, 2].
Для правильного составления химических уравнений необходимо использовать Прил. 1.2.
Генетическую связь между классами неорганических веществ можно изобразить следующей схемой:
Эти схемы можно использовать при написании химических уравнений и при решении задач.
Примеры составления условий задач и их решения
Задача 41
Определить, какие реакции будут протекать. Написать их уравнения и назвать все вещества по международной номенклатуре.
Решение:
SiO2 + PbO PbSiO3,
оксид оксид силикат
кремния (IV) свинца (II) свинца
кислотные оксиды взаимодействуют с основными с образованием соли.
SO2 + 2NH4OH (NH4)2SO3 + H2O,
оксид гидроксид сульфит оксид
серы (IV) аммония аммония водороа (I)
кислотные оксиды взаимодействуют с основными гидроксидами с образованием соли и воды.
2 KСN + H2SO4 = 2 HCN + K2SO4,
цианид серная циано- сульфат
калия кислота водород калия
при взаимодействии соли с кислотой образуется новая соль и новая кислота при условии, если взятая кислота сильнее образующейся или менее летуча.
2 KHCO3 + Na2O Na2CO3 + K2CO3 + H2O,
гидрокарбонат оксид карбонат карбонат оксид
калия натрия (I) натрия калия водорода(I)
кислые соли могут быть переведены в средние соли при реакции с металлами, основными и амфотерными оксидами, гидроксидами, солями, кислотами.
CdOHBr + HBr CdBr2 + H2O,
бромид гидрок- бромо- бромид оксид
сокадмия водород кадмия водорода(I)
образование основных солей нехарактерно для сильных оснований. Подобно малорастворимым основаниям основные соли способны реагировать с кислотами с образованием средних солей.
NaOH tо не разлагается;
гидроксид
натрия
все нерастворимые в воде основания, а при сильном нагревании и гидроксиды щелочноземельных металлов разлагаются с образованием оксидов. Гидроксиды щелочных металлов при нагревании не распадаются.
Задача 54
Составить уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
Na NaOH NaHCO3 Na2CO3 Na2SO4 NaCl Na.
Решение:
Натрий взаимодействует с водой, образуя гидроксид натрия:
2 Na + 2 H2O = 2 NaOH + H2 .
При пропускании избытка оксида углерода (IV) через раствор гидроксида натрия можно получить гидрокарбонат натрия:
NaOH + CO2 = NaHCO3.
Карбонат натрия получается при нагревании гидрокарбоната натрия:
.
Сульфат натрия можно получить, действуя серной кислотой на карбонат натрия:
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2 + H2O.
Приливая раствор хлорида бария к раствору сульфата натрия, можно получить раствор хлорида натрия:
Na2SO4 + BaCl2 = 2 NaCl + BaSO4 .
Чтобы получить металлический натрий, надо выделить хлорид натрия из раствора и провести электролиз расплава NaCl. На катоде будет выделяться металл:
катод (-) Na+ + = Na.
Задача 131
Составьте уравнения реакций. При взаимодействии каких веществ можно получить дигидрофосфат кальция?
Решение:
Са(OH)2 + 2 H3PO4 = Ca(H2PO4)2 + 2 H2O (1)
Ca3(PO4)2 + 4 H3PO4 = 3 Ca(H2PO4)2 , (2)
кислые соли могут быть получены либо неполной нейтрализацией кислот (1), либо действием избытка кислот (2) на средние соли.
В задачах (1–46) определить, какие реакции будут протекать. Написать их уравнения и назвать все вещества по международной номенклатуре:
№ задачи |
Реакции |
№ задачи |
Реакции |
1. |
SO3 + NH4OH CuO + P2O5 Li2SiO3 + H2SO4 KHCO3 + NaOH CdOHCl + HNO3 Ag + H3PO4 |
2. |
SiO2 + RbOH CaO + HMnO4 FeCl3 + Na2SO4 1K3AsO4 + 2H3AsO4 NiOHNO3 + HNO3 Ca + N2 |
3. |
SiO2 + H2SO4 CaO + Mn2O7 Sr(OH)2 + (NH4)2S LiHSO4 + KOH (CuOH)2CO3 + HNO3 Al + HBr |
4. |
As2O5 + RbOH K2O + HClO4 Fe(NO3)3 + Na2SO4 ZnCO3 + H2CO3 CuOHIO3 + H2SO4 Mg + H3PO4 |
5. |
P2O5 + Ca(OH)2 CdO + HMnO4 CrCl3 + NH4OH BaCO3 + H2CO3 (CuOH)2SO4 + H2SO4 Hg + SnCl2
|
6. |
SeO2 + Ba(OH)2 MgO + V2O5 FeCO3 + H3PO4 Ba(HS)2 + Ba(OH)2 (ZnOH)2SO4 + H2SO4 Cu + HClO4 |
7. |
As2O5 + Mg(OH)2 Ag2O + H2SO4 FeS + H3PO4 Na2SeO3 + H2SeO3 Ba(OH)2 + 1 HNO3 Au + H2SO4 |
8. |
SrO2 + KOH NH3 + H2CrO4 Al(NO3)3 + CuSO4 Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 CdOHCl + HClO4 Sr + N2 |
9. |
CrO3 + NH4OH ZnO + H2SeO4 Sr(HSO3)2 + Sr(OH)2 2CuSO4 + 2NH4OH NaNO3 + LiOH K + H2O |
10. |
As2O3 + KOH Li2O + SiO2 CaS + CH3COOH Mg(H2PO4)2 + KOH (PbOH)2CrO4 + H2CrO4 Ag + H2SO4 |
11. |
Al2O3 + KOH MgO + RbOH Na3PO4 + BaCl2 ZnSO3 + H2SO3 FeOHCl + HNO3 Ca + N2 |
12. |
B2O3 + KOH MnO + NH4OH K2SO3 + MgSO4 Ca(H2PO4)2 + KOH PbOHNO3 + NH4OH Fe + CuCl2 |
13. |
Mn2O7 + HNO3 NiO + HClO4 Fe2(SO4)3 + RbOH 1K3AsO4 + 2H3AsO4 Mg2(OH)2CO3 + HBr Zn + P |
14. |
Mn2O7 + Ca(OH)2 CuO + H3AsO4 ZnS + HClO4 BaHPO4 + Ba(OH)2 PbOHNO3 + HNO3 Hg + HCl |
15. |
ZnO + NaOH NiO + H3PO4 K2CO3 + Ca(OH)2 NaHSO4 + KOH Mg2(OH)2CO3 + HClO4 Hg + CiCl2
|
16. |
SO2 + Sr(OH)2 FeO + KOH K2CO3 + Pb(NО3)2 Zn(H2PO4)2 + Zn(OH)2 2CuSO4 + 2NaOH Ca + HMnO4 |
17. |
TiO2 + KOH HgO + HI Cu(NO3)2 + Sr(OH)2 K2SO3 + H2SO3 2Pb(OH)2 + 1H2CrO4 Mn + BeCl2
|
18. |
V2O5 + Mg(OH)2 CdO + KOH MnSO4 + BaCl2 2Na3PO4 + 1H3PO4 (ZnOH)2CO3 + HNO3 Al + Se |
19. |
MoO3 + KOH Fe2O3 + H3PO4 CuCl2 + (NH4)2S Cr(NO3)3 + HNO3 Pb(OH)2 + 1HNO3 Na + P
|
20. |
CrO3 + NH4OH FeO + SiO2 Ba(NO3)2 + NaOH Na2SO3 + H2SO3 (CuOH)2SO4 + HCl Co + HClO4 |
21. |
Re2O7 + Ca(OH)2 CuO + HNO3 Al2(SO4)3 + NaOH LiH2PO4 + LiOH (CuOH)2CO3 + HCl Zn + CdBr2 |
22. |
CrO3 + KOH HgO + H2SO4 Na2SO3 + KOH Ca3(PO4)2 + H3PO4 FeOHCl2 + HCl Ba + N2 |
23. |
MoO3 + H2SO4 FeO + H3PO4 Sr(HSO4)2 + Sr(OH)2 Cd(OH)2 + 1HCl Hg + As AgNO3 + CuCl2 |
24. |
CO2 + Ca(OH)2 MgO + P2O5 Na2SiO3 + H2SO4 Al(OH)3 + 3H2SO4 Bi(OH)2NO3 + HNO3 Zn + S |
25. |
WO3 + KOH CaO + NaOH Be(NO3)2 + KOH Ca(HCO3)2 + K3PO4 CuOHCl + HBr Mg + Se |
26. |
SeO2 + HClO4 NaO + H3AsO4 ZnSO3 + НNO3 CaCO3 + H2CO3 MgOHCl + H2SO4 Sn + HgSO4 |
27. |
P2O5 + H2SO4 BaO + H2CrO4 PbS + HClO3 K2HPO4 + KOH (FeOH)2SO4 + HCl Cd + As |
28. |
CaO + H2CrO4 V2O5 + KOH NaCl + H2SO4 BaHPO4 + K2SO4 (ZnOH)2CO3 + H2SO4 Pb + H2S |
29. |
SnO + HCl N2O5 + LiOH NaOH + NH4Cl KHS + H2SO4 MgOHNO3 + HNO3 Al + PtCl2
|
30. |
BaO + TiO2 Al2O3 + NaOH CuSO4 + BaS Pb(HSO4)2 + BaCl2 CuOHNO3 + HNO3 CuO + H2 |
31. |
MgO + Al2O3 Cr2O3 + KOH Ca(OH)2 + SO2 FeSO4 + H2SO4 AlCl3 + 1 KOH Sn + CuSO4
|
32. |
SnO + 2NaOH MnO + CO Cr(OH)3 + HClO4 Na3PO4 + AgNO3 2Ca(OH)2 + H2SO4 Pb + AgNO3 |
33. |
CuO + RbOH N2O3 + H2O KOH + ZnSO4 AgNO3 + MgCl2 KHSO4 + CuO Zn + Hg(NO3)2 |
34. |
CO2 + HCl V2O5 + K2O Be(OH)2 + KOH (MgOH)2SO4 + H2SO4 Na2CO3 + CaCl2 Al + HCl |
35. |
Na2O + Ni(OH)2 Re2O7 + Ca(OH)2 Cr(OH)3 + Ba(OH)2 KHCO3 + HCl BaCl2 + Cr2(SO)4)3 Fe + S |
36. |
Al2O3 + SO3 N2O5 + H2O Pb(OH)2 + HNO3 BaCl2 + K2CrO4 2Co(OH)2 + 1H2SO4 CaCO3 |
37. |
CaO + CO2 SeO2 + Mg(OH)2 CuCl2 + ZnSO4 Al(OH)3 + 1HCl KHSO4 + BaCl2 (NH4)2Cr2O7 |
38. |
Li2O + HCl Cl2O + Mg(OH)2 Fe(OH)2 + O2 + H2O 2H3PO4 + 1Mg(OH)2 2CoSO4 + 2 KOH Fe + CuSO4 |
39. |
K2O + 2CrO3 P2O5 + KOH Be(OH)2 + HCl BaCl2 + Na2SO4 2NiSO4 + 2KOH Zn + Pb(CH3COO)2 |
40. |
Cl2O7 + Ca(OH)2 PbO + C Na2SO4 + BaCl2 Al(OH)3 + 3H2SO4 Bi(NO3)3 + 2 KOH Ag2CO3 |
41. |
SiO2 + PbO SO2 + NH4OH KCN + H2SO4 KHCO3 + Na2O CdOHBr + HBr NaOH |
42. |
Cr2O3 + H2SO4 K2O + NaOH Na2SO4 + H2SO4 AlOHCl2 + H2SO4 MnCl2 + CsOH KNO3 |
43. |
Fe2O3 + HCl MgO + SO3 Mn(OH)2 + H2SO4 AlCl3 + 2 NaOH 2 Ca(OH)2 + H2SO4 Al + Fe2O3
|
44. |
MnO + SO2 CO2 + KOH CdSO4 + H2S Fe(OH)2 + 2 H2SO4 AlCl3 + 2 NaOH NH4NO3 |
45. |
Cr2O3 + BaO SiO2 + Na2CO3 KMnO4 + H2SO4 2 Fe(OH)3 + H2SO4 PbSO4 + H2SO4 Zn + 2 CrCl3 |
46. |
Li2O + H2O Mn2O7 + CsOH AlCl3 + AgNO3 CuCrO4 + H2CrO4 Pb(HSO4)2 + Pb(OH)2 CaBr2 + Cl2 |
В задачах (47–96) составить уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
47. Cu CuO CuSO4 Cu(OH)2 Cu(OH)NO3 Cu(NO3)2.
48. Ca CaO CaSO4 Ca(OH)2 Ca(OH)Cl CaCl2.
49. S SO2 CaSO4 Ca(HSO4)2 CaSO4.
50. CuSO4 Cu(OH)2 CuO Cu.
51. Al Al2(SO4)3 Al(OH)3 AlOHCl2 AlCl3.
52. BaO BaCl2 Ba(OH)2 Ba(NO3)2 BaSO4.
53. Mg MgO MgCl2 Mg(OH)2 MgO.
54. Na NaOH NaHCO3 Na2CO3 Na2SO4 NaCl → Na.
55. Ca CaH2 Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 CaCO3 CaCl2 Ca3(PO4)2.
56. Sn SnCl2 SnOHCl Sn(OH)2 Sn(NO3)2.
57. Na NaOH Na2SO4 NaNO3 NaNO2 .
58. Al Al2O3 Al2(SO4)3 Al(OH)3 AlCl3 Al.
59. Mg MgSO4 Mg(OH)2 MgO MgCl2.
60. Ba BaO BaCl2 Ba(NO3)2 BaCO3.
61. Ba Ba(OH)2 BaCO3 Ba(HCO3)2.
62. SeO2 H2SeO3 Mg(HSeO3)2 MgSeO3.
63. CuO Cu(NO3)2 Cu(OH)2 CuOHCl.
64. Bi2O3 Bi(NO3)3 Bi(OH)3 Bi(OH)2NO3.
65. K KOH KHSO4 K2SO4.
66. Na2SiO3 H2SiO3 NaHSiO3 Na2SiO3.
67. CdO Cd(NO3)2 Cd(OH)2 (CdOH)2SO4.
68. TeO2 H2TeO3 Ba(HTeO3)2 BaTeO3.
69. Sb(OH)2Cl SbOCl SbCl3 Sb(OH)3 .
70. Cs CsOH CsHSO4 Cs2SO4.
71. ZnO Zn(NO3)2 Zn(OH)2 (ZnOH)2SO4.
72. Sn Sn(NO3)2 Sn(OH)2 K2[Sn(OH)4].
73. Ca CaSO4 (CaOH)2SO4 CaSO4.
74. Na NaOH NaHSO4 Na2SO4.
75. Na2SO3 SO2 H2SO3 S.
76. Mg Mg3N2 Mg(OH)2 MgO MgOHCl.
77. As2O3 As(OH)3 AsCl3 As2S3 Na3AsS3.
78. As As2O3 As(OH)3 K3AsO3 K3AsO4.
79. Bi Bi(NO3)3 BiONO3 Bi(NO3)3 Bi(OH)3.
80. NH3 NH4HCO3 NaHCO3 Na2CO3.
81. Mg2Si SiH4 SiO2 SiCl4 H2SiO3.
82. Sn SnCl2 SnCl4 H2SnO3 Na[Sn(OH)6].
83. PbS PbO PbSO4 Pb(HSO4)2 PbCl2.
84. AgO Ag AgNO3 Ag2O Ag.
85. ZnS ZnO ZnCl2 Zn(OH)2 (ZnOH)2SO4.
86. CdSO4 Cd CdO CdCl2 CdS..
87. HgSO4 HgCl2 Hg2Cl2 Hg2O.
88. H3BO3 B2O3 B H3BO3 Na2B4O7.
89. UO3 UO2Cl2 Na2UO4 Na(HUO4).
90. Fe FeSO4 Fe(OH)2 Fe(OH)3.
91. Fe Fe2(SO4)3 Fe(OH)3 FeCl3 Fe(OH)Cl.
92. Cr(OH)3 Cr2O3+… ; K2Cr2O7 Cr2O3+…; (NH4)2Cr2O7 Cr2O3 +… .
93. K2Cr2O7 Cr2(SO4)3 Cr(OH)3 Na[Cr(OH)4].
94. Al Al(NO3)3 Al(OH)3 Al2O3 NaAlO2.
95. K2MnO4 KMnO4 Mn2O7 HMnO4 NaMnO4.
96. CoCl2 Co(OH)2 Co(OH)3 CoCl2.
В задачах (97–137) составить уравнения реакций:
97. Из хлорида дигидроксосурьмы (III) получите хлорид гидроксосурьмы (III).
98. Из гидросульфита магния получите сульфит магния.
99. При взаимодействии каких веществ можно получить сульфат дигидроксоалюминия?
100. При взаимодействии каких веществ можно получить дигидрофосфат калия?
101. Какое взаимодействие приведет к получению нормальной соли из хлорида гидроксомагния?
102. Из карбонатгидроксомеди получите карбонат меди.
103. Из гидросульфата натрия при взаимодействии с металлом получите нормальные соли.
104. Из нитрата гидроксожелеза (II) получите нитрат железа (II).
105. Из гидроселената калия получите селенат калия.
106. Из гидросульфата калия при взаимодействии с оксидом получите нормальные соли.
107. Напишите формулу основных висмутовых солей азотной кислоты. Как превратить эти соли в нормальные?
108. При взаимодействии каких веществ можно получить гидроксохлорид кальция?
109. Получите карбонат гидроксомеди при действии соли слабой кислоты на среднюю соль.
110. Из сульфата свинца (II) получите гидросульфат свинца (II).
111. Из сульфата меди (II) получите сульфат гидроксомеди (II).
112. Из дигидрофосфата калия получите гидрофосфат калия.
113. Из нитрата дигидровисмута (III) получите нитрат оксовисмута.
114. При взаимодействии каких веществ можно получить гидросульфид кальция?
115. Из сульфата железа (II) получите гидросульфат железа (II).
116. При взаимодействии каких веществ можно получить сульфат гидроксоникеля?
117. При взаимодействии каких веществ можно получить гидросульфид магния?
118. На какие продукты при нагревании разлагается карбонат гидроксомеди (I)?
119. Из карбонатгидроксоцинка получите сульфат цинка
120. Из гидрокарбоната натрия действием кислоты получите хлорид натрия.
121. На какие продукты при нагревании разлагается гидрокарбонат кальция?
122. Из гидросульфида калия получите сульфид калия.
123. Из хлорида гидроксомеди получите хлорид меди.
124. На какие продукты при нагревании разлагается гидрокарбонат натрия?
125. При взаимодействии каких веществ можно получить гидроселенид кальция?
126. На какие продукты при нагревании разлагается карбонат серебра?
127. Какое взаимодействие приведет к получению сульфат гидроксоцинка?
128. Из сульфата кадмия получите гидросульфат кадмия.
129. На какие продукты при нагревании разлагается нитрат меди (II)?
130. Из бромида гидроксокадмия получите бромид кадмия.
131. При взаимодействии каких веществ можно получить дигидрофосфат кальция?
132. На какие продукты при нагревании разлагается сульфат железа (II)?
133. Какими способами можно получить гидрофосфат лития и дигидрофосфат лития?
134. Какими способами можно получить хлорид дигидроксоалюминия?
135. На какие продукты при нагревании разлагается дихромат аммония?
136. При взаимодействии каких веществ можно получить нитритдигидроксо железа (III)?
137. Из сульфата кальция получите сульфат гидроксокальция.