Химические реакции в растворах

Химические реакции в растворах

Задача №13.

Избытком гидроксида калия подействовали на растворы: а) дигидрофосфата калия; б) нитрата дигидроксовисмута (III), Напишите уравнения реакций этих веществ с КОН и определите их эквиваленты и эквивалентные массы.

а) 2КОН + КН₂РО₄ = К₃РО₄ + 2Н₂О

f_э(КОН) = 1  f_э(КН₂РО₄) = 2  M(КН₂РО₄) = 39 + 2∙1 + 31 + 16∙4 = 136г/моль

Э(КН₂РО₄) = 136/2 = 68г/моль

/2M(КН₂РО₄) = Э(КН₂РО₄) б) КОН + Bi(OH)₂NO₃ = Bi(OH)₃ + KNO₃

f_э(КОН) = 1  f_э(Bi(OH)₂NO₃) = 1 M (Bi(OH)₂NO₃) = 209 + 2 x 17 + 62 = 305 г/моль

Э (Bi(OH)2NO3) = M/f = 305: 1 = 305 г/моль (Bi(OH)₂NO₃) = Э (Bi(OH)2NO3)

Задача №33.

Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 21 и 23. Сколько свободных d-орбиталей в атомах этих элементов?

₂₁Sc 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹; 4 свободные 3d-орбитали

₂₃V 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d³; 2 свободные 3d-орбитали

Задача №53

Исходя из степени окисления атомов соответствующих элементов, дайте мотивированный ответ на вопрос: какой из двух гидроксидов является более сильным основанием: CuOH или Cu(OH)₂; Fe(OH)₂ или Fe(OH)₃; Sn(OH)₂ или Sn(OH)₄? Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида олова (II).

Чем ниже степень окисления элемента, тем сильнее выражены основные свойства гидроксида. Соответственно, СuOH, Fe(OH)₂, Sn(OH)₂, более сильные основания, чем Cu(OH)₂, Fe(OH)₃, Sn(OH)_4.

Sn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Sn(OH)₄]  Sn(OH)₂ + 2HCl = SnCl₂ + 2H₂O

Задача №73.

Какую химическую связь называют ионной? Каков механизм ее образования? Какие свойства ионной связи отличают ее от ковалентной? Приведите два примера типичных ионных соединений. Напишите уравнения превращения соответствующих ионов в нейтральные атомы.

Ионной называют сильно поляризованную (при значительных различиях электроотрицательностей входящих в молекулу элементов) связь, когда электронная плотность практически целиком сдвинута к одной структурной единице. Ионная связь в отличии от ковалентной, характеризуется ненаправленностью и ненасыщаемостью, а свойство поляризуемости теряет для неё всякий смысл. Механизм образования ионной связи можно рассмотреть на примере реакции между натрием и хлором. Атом щелочного металла легко теряет электрон, а атом галогена - приобретает. В результате этого возникает катион натрия и хлорид-анион. Они образуют соединение за счет электростатического притяжения между ними. Типичные ионные соединения: NaCl, LiF. Уравнения превращения соответствующих ионов в нейтральные атомы: Na⁺ + 1e → Na⁰ Cl^- → Cl⁰ + 1e Li⁺ + 1e → Li⁰ F^- → F⁰ + 1e

Задача №93.

Реакция горения метилового спирта выражается термохимическим уравнением:

СН₃ОН(ж) + 3/2О₂(г) = СО₂(г) + 2Н₂О(ж); DН = ?

Вычислите тепловой эффект этой реакции, если известно, что мольная теплота парообразования СН₃ОН(ж) равна +37,4 кДж. Ответ: -726,62 кДж.

CH₃OH_(ж) + ³/₂O_2(г) = CO_2(г) + 2H₂O_(ж), ∆H = -726,62 кДж ∆H_х.р. = 2∙(-285,84) - 393,51 + 238,57 = -726,62 кДж/моль

Задача №113.

Вычислите DН^o, DS^o и DG^o_T реакции, протекающей по уравнению:

Fe₂O₃(к) + ЗН₂(г) = 2Fe(к) + 3Н₂О(г)

Возможна ли реакция восстановления Fе₂О₃ водородом при температурах 500 и 2000 К? Ответ: +96,61 кДж; 138,83 Дж/К; 27,2 кДж; -181,05 кДж.

Fe₂O_3(к) + 3H_2(г) = 2Fe_(к) + 3H₂O_(г)

∆G˚_х.р. = 3∙(-228,8) - (-740,99) = 54,59 кДж/моль

∆H˚_х.р. = 3∙(-241,84) - (-821,32) = 95,8 кДж/моль

∆S˚_х.р. = 3∙188,74 + 2∙27,15 - 3∙130,6 - 89,96 = 138,76 Дж/моль∙К

∆G˚_х.р.˃0, значит реакция не идет самопроизвольно слева направо.

Задача №133.

Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы  С + H₂О(г)CO + Н₂. Как следует изменить концентрацию и давление, чтобы сместить равновесие в сторону обратной реакции - образования водяных паров?

C + H₂O_(г) = CO + H₂ K_равн. = [CO]∙[H₂]/[H₂O]

Чтобы сместить равновесие в сторону обратной реакции необходимо увеличить давление и концентрацию концентрацию H₂.

Задача №153.

Какой объем 0,3 н. раствора кислоты требуется для нейтрализации раствора, содержащего 0,32 г NaOH в 40 см³?

ν_экв(NaOH) = 0,32/40 = 0,008 моль-экв ν_экв(HCl) = ν_экв(NaOH) = 0,008 моль-экв V(HCl) = 0,008/0,3 = 0,0267 л = 26,7 мл

молекулярный электронный химический уравнение

Задача №173.

Вычислите температуру кристаллизации 2%-ного раствора этилового спирта C₂H₅OH. Криоскопическая константа воды 1,86°. Ответ: -0,82°С.

Пусть дан 1 кг воды в котором растворен этиловый спирт, тогда: 2 = 100∙m(С₂Н₅ОН)/(m(С₂Н₅ОН) + 1000) m(С₂Н₅ОН) = 20,41 г C_m = 20,41/46 = 0,44 моль/кг Δt = 0,44∙1,86 = 0,82°С T_зам. = 0 - 0,82 = -0,82°С

Задача №193.

Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: a) Na₃PO₄ и CaCl₂; б) К₂СОз и ВаСl₂; в) Zn(OH)₂ и КОН.

2Na₃PO₄ + 3CaCl₂ → Ca₃(PO₄)₂↓ + 6NaCl 6Na⁺ + 2PO₄^3- + 3Ca²⁺ + 6Cl^- → Ca₃(PO₄)₂↓ + 6Na⁺ + 6Cl^- 3Ca²⁺ + 2PO₄^3- → Ca₃(PO₄)₂↓  К₂СО₃ + BaCl₂ → BaCO₃↓ + 2KCl 2К⁺ + СО₃^2- + Ba²⁺ + 2Cl^- → BaCO₃↓ + 2K⁺ + 2Cl^- Ba²⁺ + СО₃^2- → BaCO₃↓  Zn(OH)₂ + 2КОН → K₂[Zn(OH)₄] Zn(OH)₂ + 2К⁺ + 2ОН^- → 2K⁺ + [Zn(OH)₄]^2- Zn(OH)₂ + 2ОН^- → [Zn(OH)₄]^2-

Задача №213.

Какая из двух солей при равных условиях в большей степени подвергается гидролизу: Na₂СО₃ или Na₂SO₃; FеС1₃ или FeCl₂? Почему? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.

Na₂CO₃ в большей степени подвергается гидролизу, т.к. соль образована более слабой кислотой, чем в случае Na₂SO₃. FeCl₃ образована более слабым основанием чем FeCl₂ и поэтому подвергается гидролизу в большей степени.

Na₂CO₃ + H₂O = NaHCO₃ + NaOH₃ + H₂O = Na₂CO₃ + NaOH₃^2- + H₂O = HCO₃^- + OH^-₃^- + H₂O = H₂CO₃ + OH^-, pH˃7, среда щелочная₃ + H₂O = FeOHCl₂ + HCl₂ + H₂O = Fe(OH)₂Cl + HCl(OH)₂Cl + H₂O = Fe(OH)₃ + HCl³⁺ + H₂O = FeOH²⁺ + H⁺

FeOH²⁺ + H₂O = Fe(OH)₂⁺ + H⁺

Fe(OH)₂⁺ + H₂O = Fe(OH)₃ + H⁺, рН˂7, среда кислая

Задача №233.

Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите, какое вещество является окислителем, какое - восстановителем; какое вещество окисляется, какое - восстанавливается.

HNO₃ + Zn ® N₂O + Zn(NO₃)₂ + H₂O

FeSO₄ + KClO₃ + H₂SO₄ ® Fe₂(SO₄)₃ + KCl + H₂O

10HNO₃ + 4Zn = 5N₂O + 4Zn(NO₃)₂ + 2H₂O - 2e = Zn²⁺│4│2 окисляется (восстановитель)

N⁵⁺ + 4e = N¹⁺│2│1 восстанавливается (окислитель)

6FeSO₄ + KClO₃ + 3H₂SO₄ = 3Fe₂(SO₄)₃ + KCl + 3H₂O

Fe²⁺ - 1e = Fe³⁺│6 окисляется (восстановитель)

ClO₃^1- + 6H⁺ + 6e = Cl^1- + 3H₂O│1 восстанавливается (окислитель)

Задача №253.

Гальванический элемент в котором никель является катодом.

А(-) Zn|Zn²⁺ || Ni²⁺|Ni (+)К А: Zn^o → Zn²⁺ + 2e К: Ni²⁺ + 2e → Ni^o

Суммарная реакция:

+ Ni²⁺ → Ni + Zn²⁺

Гальванический элемент в котором никель является анодом.

А(-) Ni|Ni⁺² || Cu⁺²|Cu (+)К А: Ni^o → Ni⁺² + 2e К: Cu⁺² + 2e → Cu^o

Суммарная реакция:

+ Cu²⁺ → Cu + Ni²⁺

Задача №273.

Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на графитовых электродах при электролизе расплавов и водных растворов NaCl и КОН. Сколько литров (н.у.) газа выделится на аноде при электролизе гидроксида калия, если электролиз проводить в течение 30 мин при силе тока 0,5 А? Ответ: 0,052 л.

При электролизе NaCl:

K(-): 2H⁺ + 2e = H₂

A(+): 2Cl^- - 2e = Cl₂

При электролизе KOH:

K(-): 2H⁺ + 2e = H₂

A(+): 4OH^- - 4e = O₂ + H₂O

m = (56∙0,5∙30∙60)/96500 = 0,52г

M(KOH) = 56г/моль

Задача №293.

Железная пластинка (E°= -0,44 В) в обоих случаях будет являться анодом, т.к. у олова E°= -0,14 В, а у меди E° = -0,34 В. Поэтому электрохимические процессы будут одинаковыми и будут идти по схеме: А: Fe^o - 2e → Fe²⁺ К: 2H₂O + O₂ + 4e → 4OH^- 2Fe + 2H₂О + O₂ → 2 Fe(OH)₂ Далее происходит окисление гидроксида железа (II) 4Fe(OH)₂ + 2H₂О + O₂ → 4Fe(OH)₃ Быстрее образуется ржавчина на пластинке покрытая медью, т.к. разность потенциалов в данном случае больше.

Задача №313.

Для диссоциации <#"523925.files/image002.gif">