ХИМИЯ ХИМИЯ Сборник задач и упражнений для студентов дневной формы обучения нехимических специальностей Екатеринбург 2006 2 УДК 546 (075.8) Составитель Н.В. Шопперт Научный редактор доц., канд. хим. наук Е.А. Никоненко ХИМИЯ: сборник задач и упражнений/ Н.В. Шопперт. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ – УПИ, 2005. с. Сборник задач и упражнений включает основные темы курса химии. Номер задания соответствует варианту каждого студента. Домашние задания оформляются в тетради для домашних заданий. При оформлении работы необходимо указать: группу, номер варианта, тему, задание. Библиогр.: 6 назв. Табл. 19. Прил. 1. Подготовлено кафедрой «Общая химия и природопользование». © ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ», 2006 3 1. ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ АТОМА 1. Напишите электронные формулы атомов. 2. Укажите валентные электроны и распределите их по квантовым ячейкам. Определите принадлежности к семейству (s,p,d,f). 3. Напишите электронные формулы ионов в высшей и низшей степени окисления (табл. 1). Таблица 1 Номер задания Элемент Номер задания Элемент 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 C, Mn N, Br Mg, Te Ne, In Al, Hf O, Sb Na, Tl F, Bi Si, Hg Ti, Ag S, Zn Ar,Ru Sc, I 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Cl, Au K, W P, Pt As, Re Rb, Se Ge, Ba Kr, Cu Br, Cd Sr, Tc Se, Cs Y, Co V, Sn Cr, La 2. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 1. Вычислите стандартные изменения энтальпии, энтропии и энергии Гиббса в соответствующей реакции.(ΔН0298, S0298 в табл. п. 1). Сделайте вывод о том, какой является реакция (экзотермической или эндотермической). 2. Определите температуру, при которой устанавливается химическое равновесие реакции, и сделайте вывод о возможности протекания реакции в прямом направлении при Т = 298К. Постройте график зависимости изменения энергии Гиббса от температуры для соответствующей реакции (ΔGр от Т); (табл. 2). 4 Таблица 2 Номер задания Уравнение реакции 1 2 1 4NН3(г)+5O2(г) → 4NO(г)+6Н2O(г) 2 4NН3(г)+5O2(г) → 2NO2(г)+6Н2O(г) 3 Fe2O3(к)+3СО(г) → 2Fе(к)+3СO2(г) 4 СН4(г)+2O2(г) → СO2(г)+2Н2O(г) 5 2Мg(к)+СО2(г) → 2MgO(к)+Сгр. 6 С(гр.)+СO2(г) → 2СО(г) 7 2Сl2(г)+2Н2O(г) → 4НС1(г)+O2(г) 8 3СН4(г)+СO2(г)+2Н2O(ж) → 4СО(г)+8Н2(г) 9 2ZnS(т)+3О2(г) → 2ZnO(т)+ 2SO2(г) 10 4NH3(г)+3O2(г) → 2N2(г)+6Н2O(г) 11 2H2S(г)+SO2(г) → 3S(ромб.)+2Н2O(ж) 12 2C2H2(г)+5О2(г) → 4СО2(г)+2Н2О(г) 13 СаСО3(к) → СаО(к)+СО2(г) 14 Н2О(г)+СО(г) → СО2(г)+Н2(г) 15 Cu2S(к)+О2(г) → 2Cu(к)+SO2(г) 16 Н2(г)+S(ромб.)+2О2(г) → H2SO4(ж) 17 2SO2(г)+О2(г) → 2SO3(г) 18 3Fe2O3(к)+Н2(г) → Н2O(г)+2Fe3O4(к) 19 2NН3(г)+3Сl2(г) → N2(г)+6НС1(г) 20 2NO2(г)+2S(ромб.) → N2(г)+2SO2(г) 21 N2(г)+O2(г) → 2NO(г) 22 2CO(г)+O2(г) → 2CO2(г) 23 Fе3O4(т)+CО(г) → 3FeO(т)+СО2(г) 24 FeO(т)+H2(г) → Fe(т)+Н2О(г) 25 Si(т)+2Н2О(г) → SiО2(т)+2Н2(г) 26 H2(г)+2C(гр)+N2(г) → 2HCN(ж) 5 3. СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ 1. Для реакции из табл. 3 напишите выражения скорости прямой и обратной реакции и выражение константы равновесия. Определите на сколько увеличится скорость прямой реакции при увеличении концентраций исходных веществ в два раза. 2. Укажите наиболее благоприятные условия протекания реакции в прямом направлении (не менее пяти условий). 3. Для реакций с заданными константами равновесия и начальными концентрациями реагентов рассчитайте равновесные концентрации всех веществ (моль/л). Таблица 3 Номер Реакция задания 1 2 1 С(гр.)+СO2(г) ↔ 2СО(г) 2 FeO(т)+H2(г) ↔ Fe(т)+Н2О(г) 3 Fе2O3(т)+CО(г) ↔ 2FeO(т)+СО2(г) 4 Н2О(г)+СО(г) ↔ СО2(г)+Н2(г) 5 CCl2O(г) ↔ CO(г)+Cl2(г) 6 H2(г)+SO3(г) ↔ H2O(г)+SO2(г) 7 PCl5(г) ↔ PCl3(г)+Cl2(г) 8 SO3(г)+CO(г) ↔ SO2(г)+CO2(г) 9 C2H6(г) ↔ C2H4(г)+H2(г) 10 SO2(г)+CO2(г) ↔ SO3(г)+CO(г) 11 C2H5OH(г) ↔ C2H4(г)+H2O(г) 12 FeO(т)+CO(г) ↔ Fe(т)+CO2(г) 13 2HI(г) ↔ H2(г)+I2(г) 14 2CuO(т)+CO(г) ↔ Cu2O(т)+CO2(г) (г)+F2(г) 22 C(гр.)+O2(г) ↔ 2CO(г) 23 SCl2O2(г) ↔ SO2(г)+Cl2(г) 24 C(гр.)+2H2г) ↔ CH4(г) 25 C(гр.)+2Cl2г) ↔ CCl4(г) 26 C(гр.)+O2(г) ↔ CO2(г) Константа равновесия С0, моль /л 3 0,84 6,75 11,33 2,25 1,23 1,36 5,45 1,89 2,46 3,06 7,65 13,64 0,54 15,89 3,82 0,31 4,58 0,77 0,43 0,79 4 0,85 2,17 2,59 0,75 2,86 0,65 0,74 0,95 1,65 0,55 2,48 2,05 0,37 3,21 2,59 0,54 1,32 1,92 1,47 0,86 6 4. КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРОВ 1. Определите молярную концентрацию растворенного вещества в растворе с заданной процентной концентрацией раствора. 2. Какой объем воды необходимо добавить к 1 л раствора с концентрацией С1 и плотностью ρ1, чтобы получить раствор с концентрацией С2 и плотностью ρ2 (табл. 4). Таблица 4 Номер Вещество задания Плотность Процентная концентрация, раствора, г/мл (ρ1) % (C1) Процент Плотность раствора, ная концент г/мл (ρ2) рация, % (C2) 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 3 10 24 20 15 14 13 9 16 15 8 15 5 18 17 30 20 20 16 10 20 6 6 25 16 10 21 5 2 10 12 10 8 6 4 6 5 4 10 3 10 12 14 8 4 6 2 10 2 2 8 6 4 10 2 AgNO3 CH3COOH Al2(SO4)3 HCl CaCl2 HClO4 KOH AlCl3 HNO3 BaCl2 NH4OH NaHCO3 CuSO4 H3PO4 FeCl3 Sr(NO3)2 FeSO4 Zn(NO3)2 CuCl2 H2SO4 RbOH NaCl NiCl2 Na2CO3 ZnSO4 NaOH 4 1,088 1,031 1,226 1,070 1,119 1,080 1,080 1,149 1,085 1,072 0,94 1,035 1,206 1,095 1,291 1,179 1,214 1,144 1,096 1,14 1,057 1,041 1,249 1,17 1,107 1,23 6 1,015 1,013 1,129 1,045 1,066 1,035 1,035 1,053 1,025 1,034 0,958 1,021 1,107 1,065 1,123 1,065 1,038 1,050 1,017 1,060 1,017 1,012 1,079 1,060 1,040 1,110 7 5. ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ 1. Укажите характер диссоциации электролитов, напишите уравнения диссоциации электролитов; для слабых электролитов напишите выражение константы диссоциации (табл. п. 7). 2. Напишите молекулярные и ионные уравнения превращений (табл. 5). Таблица 5 № Задание 1 зад-я 1 2 1 Ве(ОН)2, Na2SO4, Н2SO4, Н3PO4 Na2HPO4, Na3PO4, (CoOH)2SO4 2 NH4OH, Fe2(SО 4)3, H2CrO4, КОН, К2HPO4, К3РO4, HBr 3 Zn(OH)2, HNO3, NaHSO3, КОН, К2HPO4, К3РO4, (NiOH)2SO4 А1(ОН)3, H2S, Na2SiO3, NiCl2, NaOH, (NiOH)2SO4, Na2S 4 5 6 Сr(ОН)3, HI, Ca(NO3)2, А1С13, Na2ZnO2, RbOH, NaAlO2 HNO3, H2S, NaHS, CoSO4, (CoOH)2SO4,Co(OH)2, NaCl 7 СН3СООН, K2S, CuOHCl, HNO3 , NH4OH, NH4C1, FeSO4 8 H2SiO3, Ni(OH)2, NiSO4, (FeOH)2Cl, NH4NO3, NaOH, HCl Н3РO4, Са(ОН)2, NaNO3, Zn(OH)2, Na2ZnO2, ZnSO4, NH4OH 9 10 11 12 13 14 Fе(ОН)3, Na2 CO3, HI, Na2S, H2S, NaHS, A1OHSO4 NаНСО3, Na2CO3, HCN, NH4OH, NH4C1, СrС13, А1(ОН)3 Мn(ОН)2, Н2СО3, Cr2(SO4)3, NH4NO3, Сr(ОН)3, NaCrO2, NаНСО3 H2Cr2O7, Na3PO4 , LiOH, КА1O2, Fe(OH)3 ,FeOHCl2, KHSO4 Н3ВО3, FeSO4, KOH, А1(ОН)3, FеCl3, А1(ОН)2Cl, H2SO4 Задание 2 3 КОН → К2HPO4 → К3РO4; Bi(NO3)3 → BiOH(NO3)2 Н3PO4 →Na2HPO4→ Na3PO4; NiSO4 → (NiOH)2SO4 CoSO4→ (CoOH)2SO4→ Co(OH)2; K2SO3, → KHSO3 NaHSO3→ Na2SO3 → H2SO3; А1С13→А1(ОН)2Cl NiCl2 → Ni(OH)2 → (NiOH)2SO4; H2Se →KHSe А1С13→А1(ОН)3 → NaAlO2; K2HPO4 → H3PO4 Na2S → NaHS → Na2S; Cu(OH)2 → CuOHCl Zn(OH)2 → Na2ZnO2 → ZnSO4; H2CO3 → NaHCO3 (FeOH)2 → FeSO4 → Fe(OH)2; BaSO3 → Ba(HSO3)2 NH4OH → NH4C1 → NH4NO3; Ni(OH)2 → (NiOH)2SO4 Na2S → H2S → NaHS; FeOHSO4 → Fe2(SO4)3 А1(ОН)3→ КА1O2 → А1(ОН)3; MgCO3 → Mg(HCO3)2 NаНСО3→ Na2CO3 → Н2СО3; Sn(OH)2 → SnOHCl Н2СО3 → К2СО3 → КНСО3; CrOHSO4 → Cr2(SO4)3 8 Окончание табл. 5 15 Zn(OH)2, HCl, CrCl3, NаНСО3, Na2CO3, Н2СО3, NiOHCl H2S→ Ca(HS)2;Al2(SO4)3 → A1OHSO4 → A1(OH)3 16 Cu(OH)2, HMnO4, Na2HPO4, NiCl2, (ZnOH)2SO4, Ni(OH)2, H2CO3 СrС13 → Сr(ОН)3 → NaCrO2; 17 NH4OH, HC1O4, NaNO3, FеCl3, Fe(OH)3, FeOHCl2, H2SiO3 ZnSO4 → Zn(OH)2 → (ZnOH)2SO4;Na2S → H2S 18 Cu(OH)2, HF, ZnSO4, K2SO4 , KHSO4, K2SO4, КОН FеCl3 → Fe(OH)3 → FeOHCl2; Н2СО3, H2SO4 , Na2SO4, Ni(OH)2, CoOHCl, CoCl2, NaHSO3 K2SO4→ KHSO4→ K2SO4; HCN, Sr(OH)2, KC1, NiSO4, (NiOH)2SO4, Co(OH)2, HNO3 Co(OH)2→ CoOHCl → CoCl2; 19 20 21 HC1O, Be(OH)2, MnCl2, Na2SO4, NaHSO3, Na2SO3, MgOHCl H2SiO3 → NaHSiO3 H2S → Na2S CrOHCl2 → CrCl3 NaOH → NaHSO3 NiCl2 → NiOHCl → Ni(OH)2; 22 Co(OH)2, H2SiO3, Mg(NO3)2, , H2SO4, MgCl2, Zn(OH)2, Na2SO4 Na2Te → NaHTe Na2SO4 → NaHSO3 → Na2SO3; (NiOH)2SO4 → NiSO4 23 Cr(OH)2,HCNS, AgNO3, ZnSO4, Ba(OH)2, (ZnOH)2SO4, HNO3 Mg(OH)2 → MgOHCl → MgCl2;NaHSO4 → Na2SO4 24 HC1, Mg(OH)2, MgCl2, Na2SO4, NaHSO4, Na2SO4, CoOHCl (NiOH)2SO4 → NiSO4→ Ni(OH)2;NaHSO4 → H2SO4 25 Fe(OH)2, H2SO3, Ca(NO3)2, NiSO4, (NiOH)2SO4, NaOH, KCl Na2SO4→ NaHSO4 → Na2SO4; 26 СrС13, Сr(ОН)3, NaCrO2, HCl, NaHSO4, NiOHCl, MgCl2 NiOHCl → Ni(OH)2 ZnSO4 → Zn(OH)2 → K2ZnO2; KHSO4 → K2SO4 9 3. Рассчитайте растворимость вещества при 250 С в г/л и моль/л и определите концентрации ионов в равновесном растворе, используя значение произведения растворимости (табл. 6). Таблица 6 № Формула варианта вещества Произведение Номер Формула растворимости, варианта вещества ПР Произведение растворимости, ПР 1 AgBr 5,0·10-13 14 AgCN 7,0·10-15 2 AgCl 1,8·10-10 15 PbC2O4 7,3·10-11 3 AgI 2,3·10-16 16 Ag2S 7,2·10-18 4 Ag2CO3 8,7 10-12 17 BiI3 8,1·10-19 5 Ag2SO4 1,2 10-5 18 Ag3PO4 1,8 0-19 6 Ag2CrO4 1,2 10-12 19 AlPO4 1,7·10-19 7 PbS 8,7 10-29 20 Ca3(PO4)2 1,0·10-25 8 PbSO4 1,87 10-13 21 Li3PO4 3,2·10-9 9 PbCrO4 2,8 10-13 22 MgNH4PO4 2,5·10-13 10 CaCO3 4,4 10-9 23 Ag2Cr2O7 2,0·10-7 11 CaWO4 1,6 10-9 24 BaCO3 4,9·10-9 12 CaSO4 3,7 10-5 25 BaC2O4 1,1·10-7 13 AgBrO3 5,8 10-5 26 CaF2 4,0·10-11 10 4. Укажите растворимые и нерастворимые в воде соли (табл. 7). Таблица 7 № задания Формулы веществ 1 2 1 NaHSe, CoOHNO3, MgCl2, BeSO4, FeCl2, FeS, K2CrO4, MgF2 2 ZnCl2, MnOHCl, BaSO4, KNO2, Ca3(PO4)2, CuS, NaNO3, Na2SiO3 3 NaHSe, CoOHNO3, MgCl2, BeSO4, FeCl2, Ca3(PO4)2, CuS, NaNO3 4 CaBr2, SrSO4, K2HPO4, Na2SiO3, ZnCl2, SnS, SnOHCl, CdCl2 5 BaCl2, Ca(HCO3)2, AlOHCl2, K2SiO3, Na3PO4, MnS, NiSO4, KNO3 6 NiBr2, BeOHCl, CoSO4, KHCO3, K2SO4, AlCl3, Na2SiO3, Na2Cr2O7 7 AlCl3, SnSO4, NaHTe, KClO, LiF, Na2SiO3, CuS, Fe(NO3)3 8 Fe(NO3)3, SnOHCl, NaHTe, K2S, MgSO4, KCl, NH4Cl, LiF 9 Mn(NO3)2, BiOHCl2, CaSO4, K2Cr2O7, PbS, ZnSO4, Na2HPO4, KI 10 ZnCl2, MnOHCl, BaSO4, Bi(NO3)3, KNO2, CaCO3, Na2Cr2O7, BeS 11 KHSO3, PbCl2, CrBr3, Na2BeO2, MnS, NH4Br, CrCl2, Na2SiO3, 12 AlOHBr2, SrSO4, K2SO3, CaSO4, Na2S, FeCl2, NH4NO3, NaHCO3 13 FeCl2, KCrO2, CaCO3, CuSO4, MnS, KF, KNO3, K2SiO3 14 Cu(NO3)2, CoOHCl, NaHS, K2SiO3, K3PO4, Na2CrO4, NiSO4, BeCl2 15 CrOHSO4, BaBr2, CsHSO3, MgSO3, NaCN, NiS, NiSO4, FeCl3 16 NaHSe, NiOHNO3, ZnSO4, AlPO4, FeSO4, PbS, CaCl2, NaCl 17 CoOHBr, NiCl2, KH2PO4, CoS, CaSO4, Na2CrO4, KNO3, KCN 18 KI, NH4NO3, CoOHCl, BaSO4, K2Cr2O7, Fe(HCO3)2, CaSiO3, MnS 19 KCl, AlOHCl2, Na2SO3, CuS, Pb(NO3)2, CaCO3, BaSO4, Na2SiO3 20 Al(OH)2NO3, Fe2(SO4)3, KHSe, CrCl3, KMnO4, CaF2, NaCl, NH4F 21 CsHTe, Ca3(PO4)2, MnOHBr, Na2CrO4, NiBr2, MgSO4, FeS, AgCl 22 Ca(H2PO4)2, Rb2SO4, NiCl2, NH4HS, KHS, KClO3, Na2CrO4, FeCl2 23 Ba(HS)2, ZnCl2, (NH4)2SO4, K2PbO2, K2CO3, NaF, KAlO2, NiSO4 24 FeCl2, Al(NO3)3, NiSO4, (MnOH)2SO4,AgI, Bi(NO)3, KHSO3, KCl 25 Fe2(SO4)3, NH4HSO3, CuOHCl, CuSO4, NaAlO2, NaI, SnS, NaCl 26 NiSO4, NaNO2, Na2SeO3, Li2S, CrCl3, KI, NaCH3COO, K2SiO3 11 6. ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ 1. Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций гидролиза солей, укажите значения рН растворов этих солей. 2. С помощью данных табл. п. 7 рассчитайте, какая соль сильнее подвергается гидролизу (1-я ступень гидролиза). 3. Рассчитайте значение рН в 1М растворе этих солей (1-я ступень гидролиза). 4. Укажите направление смещения равновесия при добавлении к раствору первой из указанных солей раствора 2 н. HCl и 2 н. NaOH (табл. 8). Таблица 8 № задания Формула соли 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 NaHCO3, ZnSO4, Рb(СН3СОО)2, NaCl KHSO3, NiCl2, (NН4)2CO3 ,KHS K2S, Fe2(SO4)3, NH4CH3COO, K2SO4 NaCIO, ZnSO4, Сu(СН3СОО)2, NaNO3 Fe(NO3)3, К2SO3, BeCl2, LiNO3 NaCH3COO, Fe(NO3)3,NH4Cl, KCl KCN, NH4C1, Сu(СН3СОО)2, Na2SO4 Na2S, CuCl2, NH4CNS, LiCl Na2SO3, NH4Br, AgCH3COO, BaCl2 К2СО3, ZnCl2, (NH4)2S, K2SO4 KNO2, Al2(SO4)3, NH4NO3, KI K3РO4, FeС13, Сr(СН3СОО)3, NaBr KC1O, CoSO4, (NH4)2SO3, RbNO3 Na2Se, NH4I, Мn(СН3СОО)2, KBr NaNO2, Cu(NO3)2, K2S, NaCl Li2S, ZnSO4, А1(СН3COO)3, CsNO3 KCN, CoSO4, Сu(СН2СОО)2, BaCl2 Na2S, NH4C1, NH4CNS, K2SO4 Na2SO3, CuCl2, Мn(СН3СОО)2, NaBr К2СО3, ZnCl2, (NH4)2S, KI KNO3, Al2(SO4)3, Сr(СН3СОО)3, Li2SO4 KCl, NH4C1, АgСН3СОО, Ba(NO3)2 NaCN, A1(NO3)3, A12S3, NaCl NaHCO3, NH4C1, Рb(СН3СОО)2, LiBr KNO2, CuSO4, (NH4)2SO3, Ba(NO3)2 K2SO4, Cr2(SO4)3, Na2S, SiCl4 12 7. КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 1. Составьте комплексное соединение из указанных ионов. Дайте название комплексного соединения. 2. Составьте комплексное соединение комплексного соединения. из молекул. Дайте название 3. Напишите выражение нестойкости для двух комплексных соединений и укажите с использованием данных табл. п. 5, какое из них более устойчиво в водном растворе (табл. 9). Таблица 9 № задания Задание 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 K+, Zr4+, F-, к.ч. = 6 + Задание 2 3+ - H , Аu , Сl ; к.ч. = 4 2+ 2- SO4 , Zn , NH3; к.ч. = 4 2+ 3+ - Со , Со , CN ; к.ч. = 6 + 2+ 2+ 2+ - Na , Hg , I ; к.ч. = 4 - Ca , Ni , CN ; к.ч. = 4 2+ 2+ - Cd , Mg ,CN ; к.ч. = 4 + 3+ - Na , Fe , CN ; к.ч. = 6 + 3+ - K , Bi , Br ;к.ч. = 4 + 2+ - PtCl4·2NH3 6NH3·Ni(OH)2 PtCl4·4NH3 PbI2 2 NaI PtCl4·6NH3 HCl AuCl3 KCl PtCl4 NH3 Cd(OH)2·4NH3 CoCl2·4NH3 Na , Be , OH ; к.ч. = 4 3KCN Fe(CN)3 Ba2+, Zn2+, OH-; к.ч. = 4 3NaCl IrCl3 K+, Pt2+, Сl-; к.ч. = 4 2NH4Br CuBr2 2 NH3 Zn2+, Sr2+, OH-; к.ч. = 4 3KF·AlF3 К+, Fe3+, CN-; к.ч. = 6 2KNO3 HNO3 Au(NO3)3 Fe2+, Fe3+, CN-; к.ч. = 6 Co(CN)3·3NaCN Mg2+; Sn2+; OH-; к.ч. = 4 CoCl3 4NH3 H2O Ag+, Sr2+, C1-; к.ч. = 2 2Ba(OH)2 Cu(OH)2 Mg2+; Pb2+; Br-; к.ч. = 4 Co(NO2)3·6NH3 Mg2+, Hg2+, CN-; к.ч. = 4 2Ca(CN)2 Fe(CN)2 Co2+, Na+, Cl-; к.ч. = 4 Cr(OH)3·3NaOH Аu3+, CN-, Са2+; к.ч. = 4 3NaF·AlF3 Ва2+, Al3+, F-; к.ч. = 6 CuBr2·2KBr 3+ 2+ - Сr , Са , ОН ; к.ч. = 6 + - Ag , NH3, C1 ; к.ч. = 2 Fe(CN)2 4KCN CoCl3·6NH3 + 2+ - 3NaCN Fe(CN)3 + 2+ - CoCl3·5NH3 K , Cu , Сl ; к.ч. = 4 K , Cu , Br ; к.ч. = 4 13 8. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ 1. Рассчитайте степень окисления атомов элементов в предложенных частицах. Определите, какую роль могут выполнять эти частицы в окислительно-восстановительных реакциях: только окислитель, только восстановитель, окислитель и восстановитель (табл. 10). Таблица 10 № задания Задание № задания Задание 1 2 Cr2O72-, Cr3+, SO42-, Ni РН3, Н3PO4, NO, K 14 15 Fe0, SО42-, Fe3+, CO Fе2О3, BrO, SeO42-, Na 3 NO2, MnO4-, ClO3-, NH4+ 16 NH3, AlO2-, Fe, NO3- 4 5 6 Fe, SеО32-, NO3-, S2Н2O2, FeO, Se, MnO2 K2MnO4, Cl2, CrO2-, С 17 18 19 K, Cr2O72-, Cl2, NO C1O4-, I-, Br-, NO K+, IO4-, I2, MnO2 7 MnO4-, SO2, Br-, ClO- 20 Zn, SO42-, Cd2+, Cl2 8 NO2, K+, NO3-, H2S 21 Fe2O3, MnO2, ClO3-, Cr 9 NO3-, NH4+, CO2, Cl- 22 KMnO4, NO2, ClO3-, Ca 10 11 Вi3+, С1-, Bi2O5, N2O Рb, С12, MnO2, ClO4- 23 24 MnO2, I2, NO, Mn2+ KI, Mn, SO42-, FeO42- 12 H2S, S, Fe2O3, CrO42- 25 NO3-, CrO42-, Ti, Cl2 13 Fe2+, S, РbO2, NO2- 26 H2S, C1O4-, Se, NH3 2. Определите окисление или восстановление происходит в реакции (табл. 11). Таблица 11 № задания Задание № задания Задание 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 FeSО4 → Fe2(SО4)3 Fе2О3 → Fe 14 15 К2Cr2O7 → Cr2(SO4)3 РН3 → Н3PO4 NH3 → NO 16 KNO2 → NO 2KCl → Cl2 17 Se → К2SеО3 KCl → KC1O4 18 Н2O2 → Н2O 2KIO4 → I2 19 K2MnO4 → MnO2 Zn → ZnSO4 20 K2MnO4 → KMnO4 Fe2O3 → FeO 21 NO2 → KNO3 14 Окончание табл. 11 1 9 10 11 12 13 3 4 KMnO4 → MnO2 22 HNO3 → NH4NO3 MnO2 → MnSO4 23 ВiС13 → Bi2O5 KI → I2 24 РbС12 → РbO2 KNO3 → KNO2 25 H2S → S H2S → SO2 26 FeS→Fe2O3 3. Составьте электронно-ионные схемы и молекулярные уравнения реакций. Укажите окислитель и восстановитель (табл. 12). Таблица 12 № задания Уравнения реакций 1 2 1 K2Cr2O7+Na2SO3+H2SO4 → SO42−+Cr3++… FeCl3+Na2SO3+H2O → Fe2++SO42−+… Se+KOH → Se2-+SeO32-+… 2 H2S+Cl2+H2O → Cl−+SO42−+… NaCrO2+NaClO+KOH → Cl−+CrO42−+… MnO2+HCl → Mn2++Cl2+… 3 Na2S2O3+Cl2+H2O → Cl−+SO42−+… K2Cr2O7+Na2AsO3+H2SO4 → AsO43−+Cr3++… KCrO2+Cl2+KOH → CrO42−+Cl−… 4 Zn+NaNO3+NaOH → NH3+[Zn(OH)4]2−+… SO2+K2Cr2O7+H2SO4 → Cr3++SO42−+… K2FeO4+NH3+H2O → Fe(OH)3+N2+… 5 KCrO2+Cl2+KOH → CrO42−+Cl−… Au+H2SeO4 → Au3++SeO2+… Zn+NaNO3+NaOH → ZnO22−+NH3 6 Zn+NaOH+H2O → H2+[Zn(OH)4]2− H2S+K2Cr2O7+H2SO4 → S+Cr3++… P+HNO3 → H3PO4+NO+… 7 SnCl2+K2Cr2O7+H2SO4 → Sn4++Cr3++… Al+NaOH+NaNO2+H2O → N2+[Al(OH)6]3−+… Cr2O3+KOH+KNO3 → K2CrO4+KNO2+… 8 KCrO2+Na2O2+KOH → CrO42−+… FeSO4+KClO3+H2SO4 → Fe3++Cl−+… Ni(OH)2+NaClO+H2O → Ni(OH)3+Cl− 15 Продолжение табл. 12 9 ClO2+KOH → ClO2−+ClO3−+… H3PO3+KMnO4+H2SO4 → Mn2++H3PO4+… KMnO4+NaNO2+H2O → MnO2+NO3−+… 10 Co(OH)2+KNO2+NH3 → NO+[Co(NH3)6]3−+… Cl2+KOH → Cl−+ClO3−+… KClO3+Zn+H2SO4 → Zn2++Cl−+… 11 KMnO4+NaNO2+H2SO4 → Mn2++NO3−+… Cl2+KOH → Cl−+ClO4−+… Mn(NO3)2+NaClO+H2O → Cl−+MnO2+… 12 H2S+K2Cr2O7+H2SO4 → S+Cr3++… Cr2O3+KClO3+KOH → CrO42−+Cl−+… I2+Cl2+H2O → Cl−+IO3− 13 Pt+HNO3+HCl → NO+[PtCl6]2−+… NaClO4+Zn+NaOH → Cl−+ZnO22−+… I2+Na2SO3+H2O → I−+SO42−+… 14 KClO3+MnO2+KOH → MnO42−+Cl−+… KI+H2SO4 → I2+H2S+… I2+Cl2+H2O → Cl−+IO3− 15 Sb2O5+HCl → Sb3++Cl2+… Bi(OH)3+Cl+NaOH → BiO3−+Cl−+… Co(OH)2+NaClO+H2O → Co(OH)3+Cl−+… 16 Co(OH)3+HCl → Co2++Cl2+… Al+NaNO2+NaOH+H2O → NH3+[Al(OH)6]3− H2S+Cl2+H2O → H2SO4+HCl 17 KMnO4+K2O2+H2SO4 → Mn2++… H2SO3+I2+H2O → H2SO4+HI MnSO4+KClO3+KOH → K2MnO4+KCl+… 18 FeCl3+Cl2+KOH → FeO42−+Cl−+… HNO3+Fe(NO3)2 → Fe3++NO2+… KMnO4+MnSO4+H2O → MnO2↓+… 19 Al+KClO4+H2SO4 → Al2(SO4)3+KCl+… S+KOH→K2SO3+K2S+… H2S+Cl2+H2O → HCl+H2SO4 20 KMnO4+Br2+H2SO4 → KBrO3+Mn2++… KClO3+MnO2+KOH → K2MnO4+KCl+… Cl2+I2+H2O → HIO3+HCl 16 Окончание табл. 12 21 NaBrO3+NaBr+H2SO4 → Br2+… Cl2+KOH → KClO3+KCl+… K2Se+NaNO3 → K2SeO4+NaNO2+… 22 KMnO4+HNO2 → Mn(NO3)2+… H2S+Cl2+H2O → HCl+H2SO4 Fe2O3+KNO3+KOH → K2FeO4+KNO2+… 23 Mn(NO3)2+PbO2+HNO3 → HMnO4+Pb(NO3)2+… Se+HNO3+H2O → H2SeO3+NO Cr2(SO4)3+Br2+NaOH → Na2CrO4+NaBr+… 24 MnSO4+KClO3+KOH → K2MnO4+KCl+… SO2+Fe2(SO4)3+H2O → FeSO4+… KI+KNO2+H2SO4 → I2+NO+… 25 KBr+KMnO4+H2O → Br2+MnO2+… Al+KNO2+KOH+H2O → K3[Al(OH)6]+NH3 MnS+HNO3разб, → Mn(NO3)2+S0+NO+… 26 Na2S2O3+KClO+…→ Na2SO4+KCl+… Hg+NaNO3+H2SO4 → Hg2SO4+NO+… Na2SeO3+Cl2+NaOH → Na2SeO4+NaCl+… 17 9. ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ Составьте схему гальванического элемента, состоящего из электродов двух металлов Ме1 и Ме2, погруженных в растворы сульфатов или нитратов этих металлов с концентрацией С1 и С2. Рассчитайте электродные потенциалы и ЭДС. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, молекулярное уравнение токообразующей реакции, укажите направление движения электронов и ионов (табл. 13). Таблица 13 № варианта Ме1 Ме2 С1, моль/л С2, моль/л 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Ag Sn Ti Cd Ag Zn Cr Fe Ni Cd Cd Ag Zn Co Ag Cu Al Sn Ni Al Pb Ag Sn Zn Ag Cu Pb Fe Cu Cu Cr Zn Zn Fe Ni Cd Zn Zn Fe Co Co Ag Ag Cr Ni Ni Al Ni Cu Cd Co Zn 0,0001 0,01 0,1 0,1 1 0,0001 0,001 1 0,001 0,1 1 0,01 0,1 0,01 0,01 1 0,01 0,1 0,001 1 1 1 0,001 0,01 1 1 0,1 1 1 0,1 0,01 1 1 0,01 1 0,001 0,01 1 0,01 1 1 0,1 1 1 1 0,01 0,05 0,01 0,1 1 0,001 0,01 18 10. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ С КИСЛОТАМИ, ВОДОЙ И РАСТВОРАМИ ЩЕЛОЧЕЙ Используя потенциалы (табл. п. 2,3,6), допишите уравнения реакций, составив к ним электронно-ионные схемы. Оцените практическую устойчивость металлов в данной среде (табл. 14). Таблица 14 № задания Задание 1 1 2 2 № задания Задание 3 14 4 Fе+HNO3(разб.)→ Sn+H2O+O2→ 15 Ni+HCl→ Zn+NaOH+H2O→ 3 Cu+H2SO4(конц.)→ Al+H2O+O2→ 16 Al+HNO3(конц.),t→ Cu+H2O→ 4 Zn+HCl(конц.)→ Cu+NaOH+H2O+O2→ 17 V+H2SO4(конц.),t→ Al+NaOH+H2O→ 5 Cu+HCl(конц.)→ Cr+NaOH+O2→ 18 Cu+НNO3(разб.)→ Al+H2O+O2→ 6 Zn+HNO3(конц.)→ Cd+H2O→ 19 Ag+H2SO4(разб.)→ Mg+H2O+O2→ 7 Zn+HNO3(разб.)→ Mg+H2O+O2→ 20 Bi+H2SO4(конц.)→ Zn+NaOH+H2O+O2→ 8 Fe+HCl→ Zn+H2O+O2→ 21 Cd+HNO3(разб.)→ Be+NaOH+H2O+O2→ 9 Be+H2SO4(конц.)→ Ni+H2O+O2→ 22 Al+HNO3(разб.)→ Be+H2O→ 10 Cr+NaOH+H2O→ Bi+H2SO4(разб.)→ 23 Ni+HС1→ Al+NaOH+H2O+O2→ 11 Ni+H2SO4(конц.)→ Al+H2O→ 24 Fе+HNO3(разб.)→ Pb+KOH+H2O+O2→ 12 Mg+HNO3(разб.)→ Mn+H2O→ 25 Al+H2SO4(конц.), t→ Fe+H2O+O2→ 13 Zn+H2SO4(конц.)→ Sn+NaOH+O2+H2O→ 26 Zn+H2SO4(разб.)→ Fe+H2O+O2→ 3+ Fe+H2SO4(конц.), t→Fe Al+NaOH+H2O+O2→ Ag+H2SO4(конц.)→ Ni+H2O→ 19 11. КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ Рассмотрите коррозию гальванопары, используя потенциалы, укажите анод и катод соответствующей гальванопары в различной коррозионной среде (табл. п. 2), рассчитайте ЭДС, напишите уравнения анодного и катодного процессов, молекулярное уравнение реакции коррозии, укажите направление перемещения электронов в системе (табл. 15). Таблица 15 № варианта Среда кислая, без кислорода (HCl) 1 2 Среда нейтральная, в присутствии кислорода (H2O+ O2) 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Cr/Ni Sn/Fe Fe/Mg Bi/Ni Pb/Zn Mg/Cu Zn/Cu Fe/Cu Fe/Cr Cr/Ni Sn/Fe Fe/Mg Bi/Ni Pb/Zn Sn/Cu Mg/Cu Zn/Cu Fe/Cu Fe/Cr Cr/Ni Sn/Fe Fe/Mg Bi/Ni Pb/Zn Zn/Fe Fe/Cu Sn/Cu Mg/Cu Zn/Cu Fe/Cu Fe/Cr Cr/Ni Sn/Fe Fe/Mg Bi/Ni Pb/Zn Co/Mg Zn/Sn Cu/Al Cr/Cu Zn/Al Al/Cu Zn/Fe Cu/Ni Zn/Fe Pb/Fe Fe/Ni Fe/Zn Ag/Ni Zn/Al Sn/Fe Sn/Cu Среда щелочная, без кислорода (NaOH) 4 Zn/Al Fe/Zn Cd/Cr Co/Mg Zn/Sn Cu/Al Cr/Cu Zn/Al Al/Cu Zn/Fe Sn/Cu Mg/Cu Zn/Cu Fe/Cu Fe/Cr Cr/Ni Sn/Fe Fe/Mg Bi/Ni Pb/Zn Sn/Cu Mg/Cu Zn/Cu Fe/Cu Fe/Cr Fe/Mg 20 12. ЭЛЕКТРОЛИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ 1. Укажите последовательность катодных и анодных процессов при электролизе водных растворов солей с инертными электродами. 2. Напишите суммарное молекулярное уравнение процесса электролиза. 3. Рассчитайте массу или объемы газообразных веществ (при н.у.), выделяющихся при электролизе при пропускании через раствор тока силой 5 А в течение 24 часов (табл. 16). Таблица 16 № варианта Формула соли № варианта Формула соли 1 FeSO4, NaOH 14 KI, NaNO2 2 CoSO4, HNO3 15 Al2(SO4)3, KCl 3 Cr(NO3)3, CuCl2 16 BaCl2, Mn(NO3)2 4 Na3PO4, SnSO4 17 Ti2(SO4)3, KCl 5 LiBr, AgF 18 ZnCl2, K2SO4 6 KI, NaNO2 19 CoSO4,NaI 7 Na2SO4, CuCl2 20 KBr, NaOH 8 NaCIO, FeSO4 21 FeС13, CoBr2 9 K2SO4, NaNO3, 22 Al2(SO4)3, BeSO4 10 KMnO4, Fe2(SO4)3 23 Mg(NO3)2, ZnCl2 11 КОН,NaCl 24 KOH, LiNO3 12 NiCl2, Н2SO4, 25 Fe(NO3)3, CaI2 13 ZnSO4, BaCl2 26 NaNO3, MgCl2 21 13. ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ И СПОСОБЫ ЕЕ УСТРАНЕНИЯ 1. Определите жесткость воды, если в растворе соли объемом V (л) содержится m (г) вещества. 2. Напишите молекулярные и ионные реакции взаимодействия соли с щелочью (NaOH) и содой (Na2CO3). Приведут ли эти реакции к уменьшению жесткости воды? 3. Рассчитайте количество одного из умягчителей (NaOH, Na2CO3), необходимое для полного устранения жесткости воды (табл. 17). Таблица 17 № варианта Формула соли Объем раствора, л Масса соли, г 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 2 MgCl2 CaCl2 Mg(NO3)2 MgSO4 Mg(HCO3)2 Ca(HCO3)2 MgBr2 MgI2 Mg(NO2)2 Mg(CH3COO)2 CaBr2 CaI2 Ca(CH3COO)2 Ca(NO3)2 Ca(NO2)2 MgCl2 CaCl2 Mg(NO3)2 Ca(NO3)2 Ca(HCO3)2 Mg(HCO3)2 MgSO4 Ca(CH3COO)2 Mg(CH3COO)2 Ca(HCO3)2 Mg(HCO3)2 3 5 5 5 5 10 10 5 5 2 2 5 5 5 5 5 10 10 10 10 2 2 1 1,5 2,5 1,5 1,5 4 0,24 0,55 0,71 1,2 3,66 4,86 3,22 5,57 1,05 1,40 5,5 8,82 5,14 5,74 4,95 7,62 9,44 13,45 15,58 3,24 3,07 1,32 2,73 4,67 3,04 2,85 22 14. ЭКВИВАЛЕНТЫ ВЕЩЕСТВ 1. Вычислите эквиваленты следующих соединений. 2. Вычислите эквиваленты первого из участвующих веществ в следующих химических реакциях (табл. 18). Таблица 18 № вар. Задание 1 Задание 2 1 2 3 1 Fe(OH)2+HCl→FeOHCl+H2O Н2SO4, КОН, Na2HPO4, Na3PO4 Fe(OH)2+2HCl→FeCl2+H2O 2+ 2 NH4OH, Fe2(SО4)3, H2CrO4, KMnO4+K2O2+H2SO4→Mn +… К2HPO4 KMnO4+MnSO4+H2O→MnO2↓+… 3 Bi(OH)3+HNO3→Bi(OH)2NO3+H2O Zn(OH)2, HNO3, NaHSO3, К3РO4 Bi(OH)3+2HCl→BiOHCl2+2H2O 4 KMnO4+HNO2→Mn(NO3)2+… А1(ОН)3, H2S, Na2SiO3, NiCl2 KMnO4+KBr+H2O→Br2+MnO2+… 5 Al(OH)3+H2SO4→AlOHSO4+2H2O Сr(ОН)3, HI, NaHCO3, Ca(NO3)2 2Al(OH)3+3H2SO4→Al2(SO4)3+6H2O 6 CuO+H2→Cu2O+H2O H2S, NaHS, CoSO4, Co(OH)2 CuO+H2→Cu+H2O 7 KMnO4+Br2+H2SO4→KBrO3+Mn2++… Ве(ОН)2, Na2SO4, NaCl, H2S KMnO4+KBr+H2O→Br2+MnO2+… 8 H2SO4+KOH→KHSO4+H2O Н3PO4, КОН, Na2S Na2ZnO2 H2SO4+2KOH→K2SO4+2H2O 9 HNO3+P→H3PO4+NO А1С13, RbOH, NaAlO2, (NН4)2CO3 HNO3+Cu→Cu(NO3)2+NO2+… 10 Cu(OH)2+HCl→CuOHCl+H2O К2HPO4, HNO3, NaOH, ZnSO4 Cu(OH)2+2HCl→CuCl2+2H2O 11 HNO3+Fe(NO3)2→Fe3++NO+… К3РO4, HBr, KHS, Cr(OH)3 HNO3+Fe→Fe3++NO2+… 12 H2SO4+NaOH→NaHSO4+H2O NaHCO3, Be(OH)2, K2SO4, H2SO4+2NaOH→Na2SO4+2H2O HI 13 H2SO4+KI→I2+H2S+… KHSO3, NiCl2, H2SO4+Cu→Cu(SO4)2+SO2+… Fe(OH)3, HCl 14 Al(OH)3+2HCl→AlOHCl2+2H2O KHS, Fe2(SO4)3, H2SO4, Al(OH)3+3HCl→AlCl3+3H2O Ca(OH)2 15 KMnO4+H3PO3+H2SO4→Mn2++H3PO4+ NaCIO, ZnSO4, NaNO3, KMnO4+KBr+H2O→Br2+MnO2+… KOH 16 H2CO3+KOH→KHCO3+H2O Fe(OH)3, К2SO3, HBr, LiOH H2CO3+2KOH→K2CO3+2H2O 23 17 18 19 20 21 22 22 23 24 25 26 27 Окончание табл. 18 H2SO4+Ag→Ag2SO4+SO2+… CH3COOH, Fe(NO3)3, NH4Cl, KOH H2SO4+Zn→ZnSO4+H2 Fe(OH)3+H2SO4→FeOHSO4+H2O KOH, NH4C1, Na2SO4, H2S 2Fe(OH)3+H2SO4→(Fe(OH)2)2SO4+2H2O H2S+NaOH→NaHS+H2O NaHS, Cu(OH)2, H3PO4, LiCl H2S+2NaOH→Na2S+2H2O HNO3+Sn→N2O+Sn(NO3)2+… Na2SO3, NH4OH, KHCO3, HNO3+Sn→Sn(NO3)2+NO2+… HCl Cr(OH)3+HCl→Cr(OH)2Cl+H2O К2СО3, Zn(OH)2, NH4HS, Cr(OH)3+2HCl→Cr(OH)Cl2+2H2O H2SO4 MnO2+KСlO3+KOH→MnO42−+Cl−+ KNO2, Al(OH)3, HNO3, KHSO4 MnO2+HCl→Mn2++Cl2+… H3AsO4+2NaOH→Na2HAsO4+2H2O K3РO4, Fe(OH)3, H3AsO4+3NaOH→Na3AsO4+3H2O Ca(HCO3)2,HBr KC1O, Co(OH)2, (NH4)2SO3, KMnO4+KBr+H2O→Br2+MnO2 KMnO4+HNO2→Mn(NO3)2+… HNO3 Na2Se, NH4OH, Мn(НСО3)2, H3PO4+NaOH→NaH2PO4+H2O H3PO4+2NaOH→Na2HPO4+2H2O HBr HNO3+Se+H2O→H2SeO3+NO NaNO2, Cu(OH)2, KHS, HNO3+Al→Al(NO3)3+NO2+ H2SeO4 H3PO4+3NaOH→Na3PO4+3H2O LiHS, HClO4, А1(OH)3, H3PO4+2NaOH→Na2HPO4+2H2O CsNO3 KNO3+Fe2O3+KOH→K2FeO4+KNO2+ H2SO3, (CoOH)2SO4, Сu(ОH)2, BaCl2 KNO3+Al+KOH→KAlO2+NH3 24 15. КЛАССЫ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ 1.Определите химический характер оксида. Напишите уравнения взаимодействия его с водой, соляной кислотой и щелочью (табл. 19). № варианта 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Формулы оксидов 2 Cr2O3, CaO K2O, SO2 Al2O3, SeO2 Mn2O7, CoO BaO, CO2 FeO, N2O3 Cl2O7, NiO PbO, MgO N2O5, CuO Al2O3, SiO2 As2O5, BeO CuO, Cr2O3 CdO, SnO № варианта 3 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Таблица 19 Формулы оксидов 4 Li2O, Mn2O7 Fe2O3, K2O BeO, CO2 P2O5, FeO CoO, ZnO Cr2O3, Na2O SO3, CuO CaO, B2O3 N2O5, Cr2O3 Na2O, BeO PbO, FeO MgO, SO3 ZnO, N2O3 2. Напишите уравнения взаимодействия указанных веществ с соляной кислотой и щелочью (NaOH) (табл. 20). Таблица 20 № задания Формулы соединений № задания Формулы соединений 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Sc(OH)3, HNO3 Ca(OH)2, H2SO4 KOH, H2SO3 Ni(OH)2, H3PO4 Cr(OH)3, H2SiO3 Co(OH)2, H2CO3 Ba(OH)2, H3AsO4 Cu(OH)2, H3PO3 Al(OH)3, H2S Fe(OH)3, HNO2 Zn(OH)2, CH3COOH Fe(OH)2, HClO4 Sr(OH)2, H2Cr2O7 Be(OH)2, HMnO4 Mg(OH)2, HBrO Pb(OH)2, HClO Sn(OH)2, HF NH4OH, HCN NaOH, H2Se Cd(OH)2, H3AsO3 Ga(OH)3, HI In(OH)3, HBrO4 LiOH, H2Te Al(OH)3, H2SeO4 RbOH, H2CrO4 Cr(OH)3, H3BO3 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 25 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Коровин Н.В. Общая химия./ Н.В. Коровин. – М. : Высшая школа, 1998. – 343 с. 2. Лидин Р.А. Задачи по неорганической химии. / Р.А. Лидин. – М : Высшая школа, 1990. – 319 с. 3. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. / Я.А.Угай. – М. : Высшая школа, 2000. – 527 с. 4. Глинка Н.Л. Общая химия. /Н.Л. Глинка. – Л. :Химия, 1988. – 532 с. 5. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии./ Н.Л. Глинка. – Л. : Химия, 1983. – 263 с. 6. Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. А.А. Потехина, А.И. Ефимова. Л. : Химия, 1991. – 432 с. 26 ПРИЛОЖЕНИЕ Номенклатура неорганических соединений Систематическое название неорганического соединения читается справа налево по изображенной формуле, записанной по определенным правилам, согласно которым на первое место всегда ставится электроположительная, а на второе – электроотрицательная составляющая. В бинарных соединениях неметаллов на первое место ставится тот элемент, символ которого стоит раньше в следующем ряду: Rn, Xe, Kr, B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F например, XeF4, NH3, H2O, Cl2O, OF2, IF7, SO2, NO, B2O3. В соединениях металлов друг с другом (интерметаллидах) символы элементов указываются в порядке роста электроотрицательности: FeNi3, MgZn, Al4Cu9. Количество одинаковых атомов или атомных групп в формуле указывается арабскими цифрами в виде правого нижнего индекса в круглых, квадратных или фигурных скобках; нормальный порядок для скобок – {[( )]}: Cr2(SO4)3, Ca3(PO4)2, La2(C2O4)3, [Cr(H2O)6]Cl3. В кристаллогидратах число молекул воды указывается арабскими цифрами: La2(C2O4)3·10H2O, Na2SO4·10 H2O, CuSO4·5H2O. Одноатомные катионы называют по русскому названию элемента в родительном падеже и указанием степени окисления в скобках в виде арабской (+n) или римской цифры: Au+ – катион золота (+I), Au3+ – катион золота (+III), P5+ – катион фосфора (+V). Указание степени окисления опускают, если возможен только один катион: K+ – катион калия, Ba2+ – катион бария. Сложные катионы, образованные присоединением протона к нейтральной молекуле, называются с прибавлением окончания «-оний» или «-ий»: H3O+– катион оксония (оксоний), NH4+– катион аммония (аммоний). Сложные катионы многозарядных ионов металлов, содержащие кислород, называются с прибавлением окончания «-ил» к корню русского названия элемента:VO22+– уранил,VO2+– ванадил. Анионы, состоящие из одного атома или нескольких одинаковых атомов, называют по элементу с окончанием «-ид»: H- – гидрид, Cl– хлорид, O2- – оксид, Si4 — силицид. Некоторые многоатомные анионы имеют собственное название:OH-– гидроксид, N3-– азид, CN-– цианид, C2-2– ацетиленид. Сложные гетероатомные анионы элементов в высшей степени окисления оканчивается на «-ат» (SO42-– сульфат, NO3-– нитрат, PO43-– фосфат); окончание «-ит» указывает на более низкую степень окисления (SO32-– сульфит, NO2-– нитрит). Название соли начинается с аниона в именительном падеже с соответсвующим окончанием (-ид, -ат, -ит) и катиона в родительном падеже (NaCl – хлорид натрия, MgSO4 – сульфат магния, AgNO3 – нитрат серебра). 27 Таблица П. 1 Стандартные энтальпии образования и энтропии некоторых веществ при Р = 101325 Па и Т = 298 К Вещество C(гр) H2(г) O2(г) Cl2(г) N2(г) Fe(т) Cu(т) Mg(т) S(ромб) Si(к) NH3(г) NO(г) NO2(г) H2O(г) H2O(ж) H2S(г) SO2(г) SO3(г) H2SO4(ж) CO(г) CO2(г) C6H6(г) CH4(г) C2H2(г) HCl(г) FeO(т) Fe2O3(т) Fe3O4(т) ZnS(т) ZnO(т) CaO(т) CaCO3(т) MgO(т) MgCl2(т) SiO2(т) Cu2S(т) CaCl2(т) HCN (ж) Ca(OH)2(т) Δ H0298, кДж/моль 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -46 90,3 33,9 -242 -285,8 -21 -297 -395,2 -811 -110,5 -393,3 -83 -74,9 226,8 -91,6 -272 -822,1 -1117,1 -206 -350,7 -635,5 -1205,0 -601,6 -642 -879 -82 -795 +110 -987 S0298, Дж/моль·К 5,7 130,1 204,8 223,8 191,0 27,3 33,0 32,5 32,0 19,0 192,3 210,2 240,2 188,5 70,0 205,8 248,3 256,0 157,0 197,5 214,0 265,0 186,0 201,0 186,7 60,8 87,9 145,5 57,8 43,6 39,8 92,7 26,9 89,8 42,0 121,0 114,0 113,0 83,7 28 Таблица П. 2 Потенциалы водорода,кислорода и некоторых металлов в разных средах Кислота (рН = 0) 2H+/H2 O2/2H2O Al3+/Al Bi3+/Bi Cd2+/Cd Co2+/Co Cr3+/Cr Cu2+/Cu Fe2+/Fe Mg2+/Mg Ni2+/Ni Pb2+/Pb Sn2+/Sn Zn2+/Zn ϕ ,В 0,00 +1,22 -1,66 +0,21 -0,40 -0,28 -0,74 +0,34 -0,44 -2,36 -0,25 -0,13 -0,14 -0,76 Вода (рН = 7) 2H2O/H2 O2/4OHAl(OH)3/Al BiO+/Bi Cd(OH)2/Cd Co(OH)2/Co Cr(OH)3/Cr Cu(OH)2/Cu Fe(OH)2/Fe Mg(OH)2/Mg Ni(OH)2/Ni Pb(OH)2/Pb Sn(OH)2/Sn Zn(OH)2/Zn ϕ ,В -0,41 +0,81 -1,88 -0,04 -0,41 -0,32 -0,93 +0,19 -0,46 -2,38 -0,30 -0,14 -0,50 -0,81 ϕ,В Щелочь (рН = 14) 2H2O/H2 O2/4OH[Al(OH)6]3-/Al Bi2O3/2Bi Cd(OH)2/Cd Co(OH)2/Co [Cr(OH)6]3-/Cr Cu(OH)2/Cu Fe(OH)2/Fe Mg(OH)2/Mg Ni(OH)2/Ni PbO22-/Pb SnO22-/Sn [Zn(OH)4]2-/Zn -0,83 +0,40 -2,36 -0,45 -0,82 -0,73 -1,32 -0,22 -0,87 -2,69 -0,71 -0,54 -0,91 -1,22 Таблица П. 3 Стандартные электродные потенциалы некоторых металлов Электрод Li+/Li Rb+/Rb K+/K Cs+/Cs Ba2+ /Ba Cа2+/Ca Na+/Na Mg2+/Mg Al3+/Al Ti2+/Ti Zr4+/Zr Mn2+/Mn V2+/V Cr2+/Cr Zn2+/Zn Cr3+/Cr Потенциал, В -3,045 -2,925 -2,924 -2,923 -2,90 -2,87 -2,714 -2,37 -1,70 -1,603 -1,58 -1,18 -1,18 -0,913 -0,763 -0,74 Электрод Fe2+/Fe Cd2+/Cd Co2+/Co N i2+/Ni Sn2+/Sn Pb2+/Pb Fe3+/Fe 2H+/H2 Sb3+/Sb Bi3+/Bi Cu2+/Cu Ag+/Ag Hg2+/Hg Pt2+/Pt Au3+/Au Au+/Au Потенциал, В -0,44 -0,403 -0,277 -0,25 -0,136 -0,126 -0,037 0 +0,20 +0,215 +0,52 +0,80 +0,85 +1,19 +1,5 +1,7 29 Таблица П. 4 Растворимость некоторых солей и оснований в воде Катионы Li+ K+ Na+ NH4+ Ba2+ Ca2+ Mg2+ Sr2+ Al3+ Cr3+ Fe2+ Fe3+ Ni2+ Co2+ Mn2+ Zn2+ Ag+ Hg+ Pb2+ Sn2+ Cu2+ ОН– F– Cl– Br– I– S2– HS– SO32– HSO3– SO4 2– HSO4– NO3– NO2– PO4 3– HPO4 2– H2PO4– CO3 2– HCO3– CH3CO O– SiO3 2– H+ Анионы P P P P P P P P P P P P P P P P P P P M P P P P P P ? P P P P H ? P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P M P P P P H P H ? P P H H P H P P M H P P P P H P M ? P P H H P H P P H H P P P P M P P ? P P H M P H P P M H P P P H P H P H P P H H P H P P H M P P P ? ? ? P ? P ? H ? ? ? ? - H H P P ? ? ? P ? P ? H ? ? ? ? P H H P P P H ? H ? P ? P ? H H P H P P H H P P ? ? ? ? P ? P ? H ? ? ? ? - H P P P P H ? H ? P ? P P H ? ? H ? P H P P P P H H H ? P ? P M H ? ? H ? P H P P P P H ? ? ? P ? P ? H H P H ? P H P P P P H ? M ? P ? P ? H ? P H ? P P H H H H ? H ? M ? P M H ? P H ? P P м H H ? H ? ? P ? H ? ? ? ? P H H M M H H ? H ? H H P ? H M H P P H P P P M H ? ? ? P ? ? H H ? ? ? - H P P P P H ? ? ? P ? P ? H ? ? H ? P H H P P ? H H H H ? ? H ? ? ? H H ? ? H ? ? 30 Таблица П. 5 Общие константы устойчивости некоторых комплексов в водном растворе при 25о С Центральный ион Zr(IV) Au(III) Au(III) Co(II) Co(III) Co(III) Hg(II) Hg(II) Ni(II) Ni(II) Cd(II) Cd(II) Fe(III) Fe(II) Pt(IV) Pt(IV) Ag(I) Ag(I) Pb(II) Pb(II) Be(II) Al(III) Cr(III) Bi(III) Ir(III) Cu(II) Cu(II) Cu(II) Zn(II) Zn(II) Zn(II) Sn(II) Лиганд Константа устойчивости FClCNNH3 NH3 CNICNCNNH3 CNNH3 CNCNNH3 ClClNH3 BrIOHFOHBrClClBrOHOHNH3 CNOH- 2·103 2·1021 2·1038 1.3·105 3,22 1032 1 1064 6,8·1029 9,3·1038 1 1031 5,77·108 1,3 1017 1,36·105 8·1043 8·1036 1·1016 9·105 1,8·105 1,07 107 1·103 7·1029 2,6·1018 6,8 1020 2,6·1014 5 109 1,5·1014 3,5·105 8,3 105 7,8·1015 4,3·1016 2,9·109 7,7·1016 8,5·1011 31 Таблица П. 6 Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы некоторых систем Электродная реакция F2+2ē = 2F¯ Cl2+2ē = 2Cl¯ Е0,В Электродная реакция Е0,В +2,84 NO2+2H++2ē = NO+2H2O +1,05 +1,36 + HClO2+2H +2ē = HClO+H2O + 2HClO+2H +2ē = Cl2+2H2O + +1,64 +1,63 + NO3¯+4H +3ē = NO+2H2O + + NO2+8H +7ē = NH4 +2H2O + + NO3¯+10H +8ē = NH4 +3H2O + +0,96 +0,90 +0,87 HClO+H +2ē = Cl¯+H2O +1,49 NO3¯+2H +2ē = NO2¯+H2O +0,84 2ClO3¯+12H++10ē = Cl2+6H2O +1,46 N2+8H++6ē = 2NH4+ +0,25 + +1,45 NO3¯+H2O+2ē = NO2¯+2OH¯ +0,01 + ClO4¯+2H +2ē = Cl¯+2OH¯ +1,19 NO3¯+2H2O+3ē = NO+4OH¯ -0,14 ClO¯+H2O+2ē = Cl¯+2OH¯ +0,89 N2+6H2O+6ē = 2NH3+6OH¯ -0,74 ClO3¯+6H +6ē = Cl¯+3H2O ClO2¯+H2O+2ē = ClO¯+2OH¯ ClO3¯+3H2O+6ē = Cl¯+6OH¯ 2ClO¯+2H2O+2ē = Cl2+4OH¯ +0,66 +0,63 +0,49 + P+3H +3ē = PH3 +0,06 + -0,52 + -0,41 + H3PO3+3H +2ē = P+3H2O H3PO4+5H +5ē = P+4H2O Br2+2ē = 2Br¯ +1,07 H3PO4+2H +2ē = H3PO3+H2O -0,28 BrO4¯+2H++2ē = BrO3¯+H2O +1,85 FeO42¯+8H++3ē = Fe3++4H2O +1,90 + 2BrO3¯+12H +10ē = Br2+6H2O + BrO3¯+6H +6ē = Br¯+3H2O BrO4¯+H2O+2ē = BrO3¯+2OH¯ 3+ 2+ +1,48 Fe +ē = Fe +1,44 Fe(OH)3+ē = Fe(OH)2+OH¯ +1,03 3+ +0,77 2+ Co +ē = Co -0,55 +1,81 + 2+ BrO3¯+H2O+6ē = Br¯+2OH¯ +0,77 MnO4¯+8H +5ē = Mn +4H2O +1,51 2BrO3¯+6H2O+10ē = Br2+12H2O +0,50 MnO2+4H++2ē = Mn2++2H2O +1,23 I2+2ē = 2I¯ +0,54 MnO4¯+2H2O+3ē = MnO2+4OH¯ +0,06 + 2 IO4¯+8H +8ē = I¯+4H2O +1,40 MnO4¯+ē = MnO4 ¯ +0,56 2IO4¯+16H++14ē = I2+8H2O +1,34 Cr2O72¯+14H++6ē = Cr3++7H2O +1,33 + 2IO3¯+12H +10ē = I2+6H2O + IO3¯+6H +6ē = I¯+3H2O 2IO3¯+6H2O+10ē = I2+12OH¯ 2 +1,20 CrO4 ¯+4H2O+3ē = Cr(OH)4¯+4OH¯ -0,72 +1,08 Cr3++ē = Cr2+ 3+ -0,41 2+ +0,21 V +ē = V IO3¯+3H2O+6ē = I¯+6OH¯ +0,26 3 VO4 ¯+H +ē = VO +3H2O +1,26 IO4¯+4H2O+8ē = I¯+8OH¯ +0,39 VO2++2H++ē = V3++H2O +0,34 2 + SO4 ¯+8H +6ē = S+4H2O 2 + SO4 ¯+10H +8ē = H2S+4H2O 2 + SO4 ¯+4H +2ē = SO2+2H2O + +0,36 +0,30 +0,17 -0,25 + 2+ + 2+ + 2+ 3+ TiO +2H +ē = Ti +H2O TiO +2H +4ē = Ti+H2O 3+ 2+ Ti +ē = Ti +0,12 -0,89 -0,37 4+ 2+ S+2H +2ē = H2S +0,17 Sn +2ē = Sn S+2ē = S2¯ -0,48 PbO2+4H++SO42¯+2ē = PbSO4+H2O +1,69 SO32¯+3H2O+4ē = S+OH¯ -0,66 PbO2+4H++2ē = Pb2++2H2O 2 + 2 SeO4 ¯+2H +2ē = SeO3 ¯+H2O + Se+2H +2ē = H2Se +0,05 -0,40 2 ZnO2 ¯+2H2O+2ē = Zn+4OH¯ 2+ + Cu +ē = Cu +0,15 +1,46 -1,22 +0,15 32 Таблица П. 7 Константы диссоциации некоторых слабых электролитов в водных растворах (298 К) Электролит Ступень Кдис диссоциации Электролит Ступень диссоциации 1 Кдис H2O 1,8⋅10-16 HNO2 4,6⋅10-4 2 1,8⋅10-13 HBrO 2,5⋅10-9 3 1,6⋅10-14 H2B4O7 H2SiO3 H2S H2CO3 H3PO4 5,3⋅10-10 1 10-14 HIO 2 10-9 H2Te 1 1⋅10-3 1 2,2⋅10-10 H2S2O3 1 2,2⋅10-1 2 1,6⋅10-12 2 2,8⋅10-2 2,3⋅10-11 2,4⋅10-12 Cr(OH)3 3 1⋅10-10 1 1,6⋅10-2 Ni(OH)2 2 2,5⋅10-5 2 6,3⋅10-8 Mn(OH)2 2 5⋅10-4 1 6⋅10-8 Cu(OH)2 2 3,4⋅10-7 2 10-14 HAlO2 6⋅10-13 1 4,4⋅10-7 NH3⋅H2O 1,8⋅10-5 2 4,7⋅10-11 Zn(OH)2 1 7,5⋅10-3 2 6,3⋅10-8 3 2,2⋅10-12 H2O2 H2SO3 H3BO3 Fe(OH)3 1 4,4⋅10-5 2 1,5⋅10-9 2 1,8⋅10-11 3 1,35⋅10-12 3,2⋅10-8 AgOH 1 1,8⋅10-1 Co(OH)2 2 4,3⋅10-2 2 3,2⋅10-7 Al(OH)3 3 1,4⋅10-9 HCN 7,9⋅10-10 Cd(OH)2 2 5⋅10-3 CH3COOH 1,8⋅10-5 Fe(OH)2 2 1,3⋅10-4 1 1,6⋅10-4 Mg(OH)2 2 2,5⋅10-3 2 1⋅10-11 Pb(OH)2 1 9,6⋅10-4 1 6,61⋅10-4 2 3⋅10-8 HClO H2CrO4 H2Se HF 5,3⋅10-3 33 I 1 2 3 3 7 4 Be 5 9,012182 бериллий 10,811 22,989768 натрий 24,3050 магний 39,0983) калий B 6,941 литий 6 С 7 N 8 О 12,011 углерод 14,00674 азот 26,981539 алюминий 28,0855 кремний 30,973762 фосфор 32,066 40,078 кальций 4,955910 скандий 47,867 титан 50,9415 ванадий 51,9961 хром 63,546 медь 65,39 69,723 72,61 галлий германий 85,4678 рубидий 87,62 стронций 88,9058 иттрий 107,8682 серебро 112,411 кадмий 114,818 индий 11 Na 29 47 Сs 6 VIII (H) 2 19 Cu 37 Ag 55 12 Mg 20 Ca 30 Sr 48 Ba Zn цинк 38 Cd 56 132,90543 цезий 137,327 барий 196,96654 золото 200,59 ртуть 79 Fr Таблица .П. 8 He Периодический 4,002602 гелий Li Rb 5 VI VII 1,00794 водород К 4 1 H ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА II III IV V Аu 87 223,0197 франций *ЛАНТАНОИДЫ* 80 Hg Ra 88 13 бор Al 21 Sc 31 Y Ga 39 49 In La57-Lu71 * 81 Tl 14 Ti P 23 V 15,9994 18,9984032 кислород фтор 16 Cr S сера 24 17 Cl 10 20,1797 неон 18 25 - f элемент Ar 35,4527 39,948 хлор аргон Mn - s элемент - d элемент - p элемент Ne 26 Fe 27 Cо 74,92159 78,96 мышьяк селен 79,904 83,80 криптон Относительные атомные массы приведены по данным IUPAC 1993 года (в скобках 91,224 цирконий 92,90638 ниобий 95,94 молибден [ 97,9072] технеций 101,07 рутений 102,90550 (3)родий 118,710 олово 121,760 сурьма 127,60 теллур 126,90447 иод 131,29 ксенон 180,9479 тантал 183,84 вольфрам 186,207 рений 190,23 осмий 208,98037 висмут [208,9824] полоний [209,9871] астат [222,0176] радон 261,11 262,114 дубний жолиотий 263,118рез ерфордий 262,12 борий ханий 32 Zr 50 Hf Ge 40 Sn 72 178,49 гафний 82 Pb 104 33 As 41 Nb 51 Sb 73 Ta 83 Ji Bi 105 34 Mo 52 W 84 Rf Se 42 Тe 74 Po 106 35 Tc Br бром 53 Re 85 Bh 43 I 75 At 107 36 Kr 44 Ru 54 Os 86 Hh Xe 76 Rn 108 58,93320 кобальт N i 55,845 железо Ac89-Lr103 Db * АКТИНОИДЫ 22 15 F 54,93805 марганец 204,3833 207,2 таллий свинец 226,0254 радий Si 9 Rh 28 45 Атомные массы, заключенные квадратные скобки, относятся Ir 77 192,217 иридий Li P d 46 в P t к 78 3 Атомный номер 6,941 Относительная 109 Mt мейтнерий (2) La 57 138,90552 лантан Ce 58 140,115(4) церий 5 Nd 60 Pr 140,90765(3) 44,24(3) празеодим неодим Ac 89 227,0278 актиний Th 90 Pа 91 232,0381] [231,0359] торий протактиний U 92 238,0508] уран Pm 61 144,9127] прометий Sm 62 150,36(3) самарий Eu 63 Gd 64 157,25(3) 151,965(9) гадолиний европий Tb 65 158, тербий Np 93 237,0482] нептуний Pu 94 244,0642] плутоний Am 95 243,0614] америций Cf 98 Es 99 Bk 97 [247,0703] [251,0796] 252,083 берклий калифорний эйнштейний Cm 96 247,0703] кюрий Dy 66 162,50(3) диспрозий Ho 67 Er 68 164,93032(3) 67,26(3) гольмий эрбий Fm 100 257,0951 фермий Tm 69 Yb 70 168,9342(3) 173,04(3) тулий иттербий Md 101 [256,094] менделевий No 102 259,1009 нобелий Lu 71 174, 9671 лютец ий Lr 103 262, 11 лоуре нсий 35 ХИМИЯ Составитель Наталия Владимировна Шопперт Редактор Н.В. Рощина ИД № 06263 от 12.11.2001 г. Подписано в печать Бумага писчая Уч. – изд. л. 1,4 Формат 60Χ84 1/16 Плоская печать Тираж Заказ Усл. печ. л. 1,86 Цена «С» ________________________________________________________________ Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО УГТУ–УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира,19 Типография