Решение задач по химии. Задачи и упражнения по общей химии ответы


Решение задач по химии - Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии.

99. Найти простейшую формулу вещества, содержащего (по массе) 43,4% натрия, 11,3% углерода и 45,3% кислорода. Решение

100. Найти простейшую формулу вещества, в состав которого входят водород, углерод, кислород и азот в соотношении масс 1:3:4:7. Решение

101. Найти простейшую формулу оксида ванадия, зная, что 2,73 г оксида содержат 1,53 г металла. Решение

102. Вещество содержит (по массе) 26,53% калия, 35,37% хрома и 38,10% кислорода. Найти его простейшую формулу. Решение

103. Найти формулу кристаллогидрата хлорида бария, зная, что 36,6 г соли при прокаливании теряют в массе 5,4 г. Решение с SMS-ключом

104. Найти молекулярную формулу масляной кислоты, содержащей (по массе) 54,5% углерода, 36,4% кислорода и 9,1% водорода, зная, что плотность ее паров по водороду равна 44. Решение

105. Найти молекулярную формулу вещества, содержащего (по массе) 93,75% углерода и 6,25% водорода, если плотность этого вещества по воздуху равна 4,41. Решение

106. При сгорании 4,3 г углеводорода образовалось 13,2 г CO2. Плотность пара углеводорода по водороду равна 43. Вывести молекулярную формулу вещества. Решение

107. При полном сгорании навески органического бромсодержащего вещества массой 1,88 г получено 0,88 г CO2 и 0,3 г h3O. После превращения всего брома, содержащегося в навеске, в бромид серебра, получено 3,76 г AgBr. Плотность паров вещества по водороду равна 94. Определить молекулярную формулу исследуемого вещества. Решение

108. При взрыве смеси, полученной из одного объема некоторого газа и двух объемов кислорода, образуются два объема CO2 и один объем N2. Найти молекулярную формулу газа. Решение

109. Найти молекулярную формулу соединения бора с водородом, если масса 1 л этого газа равна массе 1 л азота, а содержание бора в веществе составляет 78,2% (масс.). Решение

110. Вычислить массу азота, содержащегося в 1 кг: а) калийной селитры KNO3; б) аммиачной селитры Nh5NO3; в) аммофоса (Nh5)2HPO4. Решение

111. Вычислить процентное (по массе) содержание каждого из элементов в соединениях: а) Mg(OH)2; б) Fe(NO3)3; в) h3SO4; г) (Nh5)2SO4. Решение часть 1 Решение часть 2

112. Какую массу железа можно получить из 2 г железной руды, содержащей 94% (масс.) Fe2O3? Решение

113. К раствору, содержащему 10 г h3SO4, прибавили 9 г NaOH. Какую реакцию имеет полученный раствор? Решение

114. Раствор, содержащий 34,0 г AgNO3, смешивают с раствором, содержащим такую же массу NaCl. Весь ли нитрат серебра вступит в реакцию? Сколько граммов AgCl получилось в результате реакции? Решение

115. При сжигании 3,00 г антрацита получилось 5,30 л CO2, измеренного при нормальных условиях. Сколько процентов углерода (по массе) содержит антрацит? Решение

116. К раствору, содержащему 0,20 моля FeCl3, прибавили 0,24 моля NaOH. Сколько молей Fe(OH)3 образовалось в результате реакции и сколько молей FeCl3 осталось в растворе? Решение

117. Сколько литров гремучего газа (условия нормальные) получается при разложении 1 моля воды электрическим током? Решение Решение с SMS-ключом

118. Какой объем ацетилена (условия нормальные) можно получить взаимодействием воды с 0,80 кг CaC2? Решение

119. Сколько граммов NaCl можно получить из 265 г Na2CO3? Решение

120. При пропускании над катализатором смеси, состоящей из 10 молей SO2 и 15 молей O2, образовалось 8 молей SO3. Сколько молей SO2 и O2 не вступило в реакцию? Решение с SMS-ключом

121. Смешано 7,3 г HCl с 4,0 г Nh4. Сколько граммов Nh5Cl образуется? Найти массу оставшегося после реакции газа. Решение

122. Какой объем воздуха потребуется для сжигания 1 м3 газа, имеющего следующий состав по объему: 50% h3, 35% Ch5, 8% CO, 2% C2h5 и 5% негорючих примесей? Объемное содержание кислорода в воздухе равно 21%. Решение

123. При пропускании водяного пара над раскаленным углем получается водяной газ, состоящий из равных объемов CO и h3. Какой объем водяного газа (условия нормальные) может быть получен из 3,0 кг угля? Решение

124. Карбонат кальция разлагается при нагревании на CaO и CO2. Какая масса природного известняка, содержащего 90% (масс.) CaCO3, потребуется для получения 7,0 т негашеной извести? Решение

125. К раствору, содержащему 6,8 г AlCl3, прилили раствор, содержащий 5,0 г KOH. Найти массу образовавшегося осадка. Решение

126. Через раствор, содержащий 7,4 г гидроксида кальция, пропустили 3,36 л диоксида углерода, взятого при нормальных условиях. Найти массу вещества, образовавшегося в результате реакции. Решение

127. Рассчитать массу кристаллогидрата Cu(NO3)2·3h3O, полученного растворением 10 г меди в азотной кислоте и последующим выпариванием раствора. Решение

128. При обработке раствором гидроксида натрия 3,90 г смеси алюминия с его оксидом выделилось 840 мл газа, измеренного при нормальных условиях. Определить процентный состав (по массе) исходной смеси. Решение

129. 5,10 г порошка частично окисленного магния обработали соляной кислотой. При этом выделилось 3,74 л h3, измеренного при нормальных условиях. Сколько процентов магния (по массе) содержалось в образце? Решение

130. Из навески чугунных стружек массой 3,4260 г после соответствующей обработки получили 0,0998 г SiO2. Вычислить процентное содержание (по массе) кремния в анализируемом чугуне. Решение

131. Какой объем водорода (условия нормальные) надо затратить для восстановления 125 г MoO3 до металла? Решение

132. При взаимодействии соляной кислоты с 1,20 г сплава магния с алюминием выделилось 1,42 л водорода, измеренного при 23ºС и давлении 100,7 кПа. Вычислить процентный состав сплава (по массе). Решение

133. Для определения содержания NaCl в техническом NaNO3 2 г последнего растворили в воде и к полученному раствору добавили в избытке раствор AgNO3. Полученный осадок промыли и высушили. Масса осадка оказалась равной 0,287 г. Найти массу NaCl, содержавшегося в исходном образце. Решение

134. Простейшая формула гидразина Nh3. Какова его истинная формула, если плотность пара гидразина по воздуху равна 1,1: а) Nh3; б) N2h5; в) N3H6? Решение

135. Простейшая формула соединения углерода с водородом Ch3. Какова истинная формула соединения, если масса 1 л газа равна массе 1 л азота: а) C3H6; б) C2h5; в) C4H8? Решение

136. Какова молекулярная формула соединения азота с кислородом, если плотность этого газа по водороду равна 15: а) NO; б) N2O; в) NO2? Решение

137. Металл вытеснил из кислоты 16,8 мл h3 (условия нормальные). Какой объем N2 необходим для связывания этого количества водорода в Nh4: а) 11,2 мл; б) 5,6 мл; в) 8,4 мл? Решение

138. При разложении CaCO3 выделилось 11,2 л CO2. Чему равна масса KOH, необходимая для связывания выделившегося газа в карбонат: а) 56 г; б) 112 г; в) 28 г? Решение

139. Определить реакцию среды в растворе после взаимодействия 90 г NaOH с 73 г HCl: а) нейтральная; б) кислая; в) щелочная. Решение

reshchem.ucoz.ru

Решение задач по химии - Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии.

Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. Учебное пособие для вузов / Под ред. В.А. Рабиновича и Х.М. Рубиной. – 23-е изд., исправленное – Л.: Химия, 1985. – 264с., ил.

Задачи 650-671

650. Составить схемы двух гальванических элементов, в одном из которых медь служила бы катодом, а в другом – анодом. Написать уравнения реакций, происходящих при работе этих элементов, и вычислить значения стандартных э.д.с. Решение

651. В каком направлении будут перемещаться электроны во внешней цепи следующих гальванических элементов: а) Mg|Mg2+||Pb2+|Pb; б) Pb|Pb2+||Cu2+|Cu; в) Cu|Cu2+||Ag+|Ag, если все растворы электролитов одномолярные? Какой металл будет растворяться в каждом из этих случаев? Решение

652. Гальванический элемент состоит из серебряного электрода, погруженного в 1М раствор AgNO3, и стандартного водородного электрода. Написать уравнения электродных процессов и суммарной реакции, происходящей при работе элемента. Чему равна его э.д.с.? Решение

653. Э.д.с. гальванического элемента, состоящего из стандартного водородного электрода и свинцового электрода, погруженного в 1 М раствор соли свинца, равна 126 мВ. При замыкании элемента электроны во внешней цепи перемещаются от свинцового к водородному электроду. Чему равен потенциал свинцового электрода? Составить схему элемента. Какие процессы протекают на его электродах? Решение

654. Рассчитать электродные потенциалы магния в растворе его соли при концентрациях иона Mg2+ 0,1, 0,01 и 0,001 моль/л. Решение

655. Вычислить потенциал водородного электрода, погруженного: в чистую воду; в раствор с pH=3,5; в раствор с pH=10,7. Решение

656. Потенциал водородного электрода в некотором водном растворе равен -118 мВ. Вычислить активность ионов H+ в этом растворе. Решение

657. Вычислить потенциал свинцового электрода в насыщенном растворе PbBr2, если [Br -]=1 моль/л, а ПР(PbBr2)=9,1·10-6. Решение

658. Э.д.с. элемента, состоящего из медного и свинцового электродов, погруженных в 1 М растворы солей этих металлов, равна 0,47 В. Изменится ли э.д.с., если взять 0,001 М растворы? Ответ обосновать. Решение с SMS-ключом

659. Можно ли составить такой гальванический элемент, во внешней цепи которого электроны перемещались бы от электрода с более положительным стандартным потенциалом к электроду с более отрицательным стандартным потенциалом? Дать объяснение. Решение с SMS-ключом

660. Гальванический элемент составлен из стандартного цинкового электрода и хромового электрода, погруженного в раствор, содержащий ионы Cr3+. При какой концентрации ионов Cr3+ э.д.с. этого элемента будет равна нулю? Решение

661. Какие процессы происходят на электродах гальванического элемента Zn|Zn2+(C1)||Zn2+(C2)|Zn (C1<C2)? В каком направлении перемещаются электроны во внешней цепи? Решение

662. Гальванический элемент состоит из стандартного водородного электрода и водородного электрода, погруженного в раствор с pH=12. На каком электроде водород будет окисляться при работе элемента, а на каком – восстанавливаться? Рассчитать э.д.с. элемента. Решение

663. Э.д.с. гальванического элемента, составленного из двух водородных электродов, равна 272 мВ. Чему равен pH раствора, в который погружен анод, если катод погружен в раствор с pH=3? Решение

664. Имеется окислительно-восстановительная система [Fe(CN)6]3-+e-↔[Fe(CN)6]4-. При соотношении концентраций окисленной и восстановленной форм потенциал этой системы будет равен 0,28 В? Решение

665. В каких случаях электродный потенциал зависит от pH раствора? Как изменятся при возрастании pH электродные потенциалы следующих электрохимических систем: а) CrO42-+2h3O+3e-↔CrO2-+4OH-; б) MnO4-+8H++5e-↔Mn2++4h3O; в) Sn4++2e-↔Sn2+? Ответ обосновать. Решение (1 стр.) Решение (2 стр.)

666. Чему равен потенциал водородного электрода при pH=10: а) -0,59 В; б) -0,30 В; в) 0,30 В; г) 0,59 В? Решение

667. На сколько изменится потенциал цинкового электрода, если раствор соли цинка, в который он погружен, разбавить в 10 раз: а) возрастет на 59 мВ; б) уменьшится на 59 мВ; в) возрастет на 30 мВ; г) уменьшится на 30 мВ? Решение

668. Водородный электрод погружен в раствор с pH=0. На сколько изменится потенциал электрода, если раствор нейтрализовать до pH=7: а) увеличится на 59 мВ; б) увеличится на 0,41 В; в) уменьшится на 0,41 В; г) уменьшится на 59 мВ? Решение

669. Имеется гальванический элемент Pb|Pb2+||Ag+|Ag. Как изменится его э.д.с., если в раствор, содержащий ионы свинца, добавить сероводород: а) увеличится; б) уменьшится; в) останется неизменной? Решение

670. Каким из предлагаемых способов можно увеличить э.д.с. гальванического элемента Pt, h3|HCl(C1)||HCl(C2)|h3, Pt: а) уменьшить концентрацию HCl у катода; б) уменьшить концентрацию HCl у анода; в) увеличить концентрацию HCl у катода; г) увеличить концентрацию HCl у анода? Решение

671. Гальванический элемент составлен из двух водородных электродов, из которых один – стандартный. В какой из перечисленных растворов следует погрузить другой электрод для получения наибольшей э.д.с.: а) 0,1 М HCl; б) 0,1 М Ch4COOH; в) 0,1 М h4PO4? Решение (1 стр.) Решение (2 стр.)

reshchem.ucoz.ru

Решение типовых задач по общей и неорганической химии

Решение типовых задач

Проект "Решение типовых задач" представляет собой сборник примеров и задач по общей и неорганической химии с решениями.

Авторы постарались включить в него задачи, формулировка и содержание которых, согласно статистике, наиболее часто встречаются в ходе учнебного процесса. Сборник

ориентирован именно на решение задач и в силу этого содержит минимальный объем теоретического материала.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Электрохимия.

1.1.Составление гальванических элементов, расчет ЭДС

1.2.Определение возможности коррозии, составление коррозионных пар

1.3.Электролиз с растворимыми и инертными анодами, расчет количества продуктов

1.4.Составление концентрационных элементов, расчет ЭДС

1.5.Коррозия железа, пары дифференциальной аэрации

1.6.Хлорный и хлорсеребряный электроды

1.7.Электролиз водных растворов и расплавов

1.8.Газовые электроды: водородный и кислородный

1.9.Определение концентрации катионов металла

1.10.Определение продуктов электролиза

1.11.Протекторная защита, определение необходимости защиты

1.12.Хромирование и выход по току

2. Окислительно-Восстановительныереакции.

2.1. Расстановка коэффициентов. 2.2. Электронно-ионныйбаланс. 2.3. Направление процесса.

2.4. Направление, ЭДС и константа равновесия реакции, энергия Гиббса. 2.5. Уравнение Нернста для ОВР.

3. Растворы. Изотонический коэффициент, давление насыщенного пара, температуры кипения и замерзания.

3.1. Давление насыщенного пара. 3.1.1. Температуры кипения, замерзания. 3.2. Изотонический коэффициент.

3.3. Давление насыщенного пара, температуры кипения, замерзания электролита. 3.4. Определение молярной массы по температуре кипения.

3.5. Определение степени диссоциации по температуре замерзания.

4. Растворы. Осмотическое давление.

4.1., 4.1.1. Осмотическое давление неэлектролита и электролита.

4.2.Определение молярной массы по осмотическому давлению.

4.3.Определение степени диссоциации по осмотическому давлению.

4.4.Изотонические растворы.

5. Растворы. Гидролиз солей.

5.1.Определение солей, подвергающихся гидролизу.

5.2.Уравнения гидролиза.

5.3.Совместный гидролиз.

5.4.Сравнительная степень гидролиза.

5.5.Константа гидролиза.

5.6.Константа и степень гидролиза, рН.

5.7.Степень гидролиза, смещение равновесия.

6. Растворы. Произведение растворимости (ПР).

6.1.Выражение для ПР.

6.2.Расчет растворимости через ПР.

6.3.Определение молярной и массовой растворимости по ПР.

6.4.Определение ПР по растворимости.

6.5.Влияние одноименных ионов.

6.6.Возможность выпадения осадка.

7. Растворы. Ионная сила. Коэффициент активности. Активность.

7.1.Ионная сила. Формула и пример.

7.2.Ионная сила. Вычисление ионной силы.

7.3.Коэффициент активности, активность.

7.4.Водородный показатель с учетом активности.

7.5.Влияние растворенных электролитов. Солевой эффект.

8. Растворы. Слабые электролиты, степень диссоциации, рН, буферные растворы.

8.1.Степень диссоциации.

8.2.Влияние разбавления на степень диссоциации.

8.3.Степень диссоциации и рН.

8.4.рН буферной смеси.

8.5.Изменение рН буферного раствора.

9. Равновесие химических процессов. Константа равновесия, принцип Ле-Шателье.

9.1.Смещение равновесия.

9.2.Контанта равновесия и концентрации.

9.3.Определение константы равновесия.

9.4.Равновесные концентрации.

9.5.Константа равновесия, равновесные концентрации.

9.6.Константа равновесия, энергия Гиббса.

10. Скорость химических реакций. Правило Вант-Гоффа.Закон действия масс.

10.1. Зависимость скорости реакции от температуры. 10.2., 10.2.1. Скорость и температурный коэффициент.

10.3.Скорость и давление.

10.4.Скорость и концентрация.

11. Энергетика химических процессов. Закон Гесса, расчет теплового эффекта,

энтропия, энергия Гиббса.

11.1.Определение энтальпии реакции.

11.2.Определение теплоты сгорания.

11.3.Температура наступления равновесия.

11.4.Знак изменения энтропии.

11.5.Возможность процесса.

1.1. Составление гальванических элементов, расчет ЭДС

Задание: требуется составить схемы гальванических элементов, в одном из которых медь была бы катодом, а в другом анодом, записать уравнения катодных и анодных процессов, рассчитать ЭДС при концентрациях катионов меди и второго металла0,1 моль/л и0,2 моль/л соответственно, указать направление движения электронов и электрического тока.

Решение: рассмотрим расположение меди в электрохимическом ряду напряжений металлов:

Li

K

Na

Mg

Al

Ti

Mn

Zn

Cr

Fe

Cd

Co

Ni

Sn

Pb

h3

Sb

Cu

Ag

Pd

Pt

Au

-0,74

-0,44

-0,40

-0,28

-0,25

-0,14

-0,130,00 0,24 0,34 0,80 0,99 1,20

-3,04

-2,93

-2,71-2,36-1,66-1,63-1,18

-0,76

1,50

В первом случае медь должна иметь по сравнению с другим металлом больший потенциал, во втором– меньший. Данным условиям удовлетворяют, например, железо(- 0,44 В< 0,34 В) и серебро(0,34 В< 0,80 В) соответственно.

Схемы гальванических элементов и электродные реакции:

анод ( - ) Fe | Fe2+ (0,2М) || Cu2+ (0,1М) | Cu ( + )катод Анодная реакция: Fe = Fe2+ + 2e

Катодная реакция: Cu2+ + 2e = Cu Суммарная реакция: Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+

анод ( - ) Cu | Cu2+ (0,1М) || Ag+ (0,2М) | Ag ( + )катод Анодная реакция: Cu = Cu2+ + 2e

Катодная реакция: Ag+ + e = Ag

Суммарная реакция: Cu + 2Ag+ = 2Ag + Cu2+

Для расчета ЭДС необходимо рассчитать потенциалы катода и анода по уравнению Нернста E = E0Me + (R • T / z • F) • ln [Mez+] = E0Me + (0,059 / z) • lg [Mez+],

где E0Me – стандартный потенциал металла, В

R – универсальная газовая постоянная, Дж/моль•КT – температура, К

z – число электронов, принимающих участие в электродной реакцииF – число Фарадея, Кл/моль

Mez+ – концентрация катионов металла, моль/л

ЭДС = Екатода– Еанода.

Для первого случая:

Екатода = 0,34 + (8,31 • 298 / 2 • 96500) • ln [0,1] = 0,34 + (0,059 / 2) • lg [0,1] = 0,31В Еанода =-0,44+ (8,31 • 298 / 2 • 96500) • ln [0,2] =-0,44+ (0,059 / 2) • lg [0,2] =-0,46В ЭДС = 0,77В

Для второго случая:

Екатода = 0,80 + (8,31 • 298 / 1 • 96500) • ln [0,2] = 0,80 + (0,059 / 1) • lg [0,2] = 0,76В Еанода = 0,34 + (8,31 • 298 / 2 • 96500) • ln [0,1] = 0,34 + (0,059/ 2) • lg [0,1] = 0,31В ЭДС = 0,45В

Движение электронов во внешней цепи – от анода к катоду, направление электрического тока– противоположное.

1.2. Определение возможности коррозии, составление коррозионных пар

Задание: определить возможность коррозии, составить схему коррозионного элемента, указать полярность электродов, указать вид деполяризации и записать уравнения катодного и анодного процессов для гальванопарыалюминий-железо, находящейся в кислоте(pH -> 0), в условиях влажной атмосферы(pH = 7) и в щелочи(pH -> 14) при нормальных условиях.

Решение: рассмотрим расположение алюминия и железа в электрохимическом ряду напряжений металлов (ряд приведен не полностью, указаны стандартные потенциалы в вольтах)

Li

K

Na

Mg

Al

Ti

Mn

Zn

Cr

Fe

Cd

Co

Ni

Sn

Pb

h3

Sb

Cu

Ag

Pd

Pt

Au

-0,74

-0,44

-0,40

-0,28

-0,25

-0,14

-0,130,00 0,24 0,34 0,80 0,99 1,20

-3,04

-2,93

-2,71-2,36-1,66-1,63-1,18

-0,76

1,50

Номинально железо имеет по сравнению с алюминием больший потенциал (-1,66 В< -0,44 В), следовательно, в гальванопаре с алюминием номинально железо должно быть катодом, а алюминий– анодом.

Вид деполяризации определяют по наличию в коррозионной системе деполяризатора – катионов водорода(воды) или кислорода. В кислой среде(доступ кислорода не указан) деполяризация– водородная, в атмосферных условиях– кислородная, в щелочной среде(доступ кислорода не указан) – водородная.

Термодинамическую возможность коррозии оценивают путем сравнения стандартных потенциалов каждого из металлов с потенциалами водородного и кислородного электродов, рассчитанных по формуламEh3 = -0,059 * pH иEO2 = 1,23 -0,059 * pH (с учетом вида деполяризации). Если потенциал металла меньше потенциала водородного или кислородного электрода, то коррозия термодинамически возможна, если потенциал металла больше– соответственно, наоборот. Для определения фактической возможности

коррозии следует учитывать склонность металлов к пассивации в той или иной коррозионной среде.

Ниже приведены значения потенциалов водородного и кислородного электродов и указаны катодные реакции восстановления деполяризатора.

В кислой среде:

Eh3 =-0,059• pH =-0,059• 0 = 0,00В,2H+ + 2e = h3

EO2 = 1,23-0,059• pH = 1,23-0,059• 0 = 1,23В,O2 + 4H+ + 4e = 2h3O

В нейтральной среде:

Eh3 =-0,059• pH =-0,059• 7 =-0,41В,2h3O + 2e = h3 + 2OH-

EO2 = 1,23-0,059• pH = 1,23-0,059• 7 = 0,82В,O2 + 2h3O + 4e = 4OH-

В щелочной среде:

Eh3 =-0,059• pH =-0,059• 14 =-0,83В,2h3O + 2e = h3 + 2OH-

EO2 = 1,23-0,059• pH = 1,23-0,059• 14 = 0,40В,O2 + 2h3O + 4e = 4OH-

Схемы коррозионных элементов и электродные реакции для каждой из коррозионных

сред представлены ниже.

Eh3 =-0,059* 0 = 0,00В.

Термодинамически возможна коррозия обоих металлов с водородной деполяризацией (- 1,66 В< -0,44В< 0,00 В).

Фактически возможна коррозия обоих металлов (оба металла неустойчивы в кислотах).

анод ( - ) Al | h3O, H+ | Fe ( + )катод Анодная реакция: Al = Al3+ + 3e

Катодная реакция: 2H+ + 2e = h3 Суммарная реакция: 2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3h3

EO2 = 1,23-0,059* 7 = 0,82В.

Термодинамически возможна коррозия обоих металлов с кислородной деполяризацией (- 1,66 В< -0,44В< 0,82 В).

Фактически возможна коррозия только железа (алюминий устойчив в подобных условиях).

анод ( - ) Fe | h3O, O2 | Al ( + )катод Анодная реакция: Fe = Fe2+ + 2e

Катодная реакция: O2 + 2h3O + 4e = 4OH-

Суммарная реакция: 2Fe + O2 + 2h3O = 2Fe(OH)2

Eh3 =-0,059* 14 =-0,83В.

Термодинамически возможна коррозия только алюминия (-1,66В< -0,83 В< -0,44 В). Фактически возможна коррозия только алюминия(железо пассивируется в щелочах).

анод ( - ) Al | h3O, OH- | Fe ( + )катод Анодная реакция: Al = Al3+ + 3e

Катодная реакция: 2h3O + 2e = h3 + 2OH-

Суммарная реакция: 2Al + 6h3O = 2Al(OH)3 + 3h3

1.3. Электролиз с растворимыми и инертными анодами, расчет количества продуктов

Задание: определить какие вещества и в каких количествах выделяются на электродах при электролизе водных растворов CuSO4 иCuCl2 с растворимыми и инертными анодами при пропускании через электроды тока силой в5 А в течение получаса.

Решение: рассмотрим расположение металла в электрохимическом ряду напряжений:

Li

K

Na

Mg

Al

Ti

Mn

Zn

Cr

Fe

Cd

Co

Ni

Sn

Pb

h3

Sb

Cu

Ag

Pd

Pt

Au

-0,74

-0,44

-0,40

-0,28

-0,25

-0,14

-0,130,00 0,24 0,34 0,80 0,99 1,20

-3,04

-2,93

-2,71-2,36-1,66-1,63-1,18

-0,76

1,50

Металлы с потенциалами отрицательнее марганца – не выделяются на катоде из водных растворов своих солей, на катоде выделяется в таких случаях только водород- по реакции2h3O + 2e = h3 + 2OH-. Марганец и металлы с большими потенциалами– выделяются из водных растворов на катоде по реакцииMez+ + z • e = Me (z – валентность металла).

Анионы кислородосодержащих кислот SO42-, NO3-, PO43-, ClO4- игидроксид-анионыOH- обычно не окисляются на инертном аноде, на аноде в таких случаях происходит окисление воды с выделением кислорода по реакции2h3O = O2 + 4H+ + 4e. Галоген-

анионы кроме фторид-анионовF- окисляются на инертных анодах по реакции2Hal- = Hal2

+ 2e.

Реакция растворения металлического анода выглядит как обратная катодному процессу восстановления металла: Me = Mez+ + z • e.

Медь – выделяется из водных растворов, медный анод– растворяется. На инертном аноде в первом случае(сульфат-анион) – выделение кислорода, во втором(хлорид-анион) – выделение хлора.

Электролиз сульфата меди с растворимыми анодами: на катодеCu2+ + 2e = Cu

на аноде Cu = Cu2+ + 2e

Электролиз сульфата меди с инертными анодами: на катодеCu2+ + 2e = Cu

на аноде 2h3O = O2 + 4H+ + 4e

Электролиз хлорида меди с растворимыми анодами: на катодеCu2+ + 2e = Cu

на аноде Cu = Cu2+ + 2e

Электролиз хлорида меди с инертными анодами: на катодеCu2+ + 2e = Cu

на аноде 2Сl- = Cl2 + 2e

Количества выделяющихся веществ в граммах или литрах определяют по закону Фарадея:

m = I • M • t • Вт / (z • F)или V = I • Vm • t •Вт / (z • F),

где I – ток, А

M – молярная масса выделяющегося вещества, г/мольVm – молярный объем газа, л/моль

t – время,с

Вт – выход по току(обычно принимают равным1)

z – число электронов, принимающих участие в электродной реакцииF – число Фарадея, Кл/моль

Масса выделившейся на катоде меди (убыль массы медного анода): m = 5 • 63,55 • (0,5 • 3600) • 1 / (2 • 96500) = 2,96 г.

Объем выделившегося на инертном аноде кислорода: V = 5 • 22,4 • (0,5 • 3600) • 1 / (4 • 96500) = 0,52 л.

Объем выделившегося на инертном аноде хлора: V = 5 • 22,4 • (0,5 • 3600) • 1 / (2 • 96500) = 1,04 л.

1.4. Составление концентрационных элементов, расчет ЭДС

Задание: требуется записать схему концентрационного гальванического элемента (металл

– цинк), записать уравнения катодного и анодного процессов, рассчитать ЭДС при концентрациях катионов цинка0,1 моль/л и0,2 моль/л соответственно.

Решение: катодный и анодный процессы в концентрационном гальваническом элементе можно представить в виде уравнений реакций: Mez+ + z • e = Me иMe = Mez+ + z • e, гдеz

– валентность металла. В данном случае: на катодеZn2+ + 2e = Zn

на аноде Zn = Zn2+ + 2e

Для расчета ЭДС и составления схемы элемента необходимо рассчитать потенциалы

катода и анода по уравнению Нернста E = E0Me + (R • T / z • F) • ln [Mez+] = E0Me + (0,059 / z) • lg [Mez+],

где E0Me – стандартный потенциал металла, В

R – универсальная газовая постоянная, Дж/моль•КT – температура, К

z – число электронов, принимающих участие в электродной реакцииF – число Фарадея, Кл/моль

Mez+ – концентрация катионов металла, моль/л и определить полярность электродов:

Е1 =-0,76+ (8,31 • 298 / 2 • 96500) • ln [0,1] =-0,76+ (0,059 / 2) • lg [0,1] =-0,79В Е2 =-0,76+ (8,31 • 298 / 2 • 96500) • ln [0,2] =-0,76+ (0,059 / 2) • lg [0,2] =-0,78В

Электрод с меньшим равновесным потенциалом – анод, с большим равновесным потенциалом– катод.

ЭДС =Екатода –Еанода =-0,78–(-0,79)= 0,01В

Поскольку электрод в растворе с минимальной (максимальной) концентрацией является

анодом (катодом), расчет ЭДС можно реализовать через следующую формулу: E = (R • T / z • F) • ln [Mez+max / Mez+min] = (0,059 / z) • lg [Mez+max / Mez+min]

Схема:

анод ( - ) Zn | Zn2+ (0,1М) || Zn2+ (0,2М) | Zn ( + )катод

1.5. Коррозия железа, пары дифференциальной аэрации

Задание: записать уравнения катодного и анодного процессов для железа, находящегося в кислоте(pH < 7), в воде(pH = 7) и в щелочи(pH > 7) при стандартных условиях, но при различном доступе кислорода воздуха к разным участкам поверхности железа(пары дифференциальной аэрации).

Решение: характерный пример - образование ржавчины на железе, например, под каплей воды, но не по всей площади капли, а строго в центре.

В парах дифференциальной аэрации деполяризатором является кислород воздуха, растворенный в коррозионной среде. Соответственно катодами являются участки с наибольшей аэрацией- те, к которым доступ кислорода наибольший. Поскольку сечение капли имеет условно полусферическую форму, то наименьший доступ кислорода- по центру капли.

анод ( - ) Fe | h3O, H+, O2 | Fe (O2) ( + )катод Анодная реакция: Fe = Fe2+ + 2e

Катодная реакция: 4H+ + O2 + 4e = 2h3O

Суммарная реакция: 2Fe + 4H+ + O2 = 2Fe2+ + 2h3O

анод ( - ) Fe | h3O, O2 | Fe (O2) ( + )катод Анодная реакция: Fe = Fe2+ + 2e

Катодная реакция: 2h3O + O2 + 4e = 4OH-

Суммарная реакция: 2Fe + 2h3O + O2 = 2Fe(OH)2

анод ( - ) Fe | h3O,OH-,O2 | Fe (O2) ( + )катод Анодная реакция: Fe = Fe2+ + 2e

Катодная реакция: 2h3O + O2 + 4e = 4OH-

Суммарная реакция: 2Fe + 2h3O + O2 = 2Fe(OH)2

Образование ржавчины: 4Fe(OH)2 + 2h3O + O2 = 4Fe(OH)3

1.6. Хлорный и хлорсеребряный электроды

Задание: рассчитать ЭДС гальванического элемента, составленного хлорного и хлорсеребряного электродов, погруженных в раствор соляной кислоты с концентрацией0,1 М(среднеионный коэффициент активности принять равным1) при нормальных условиях, составить схему и записать уравнения электродных процессов.

Решение: хлорному электроду соответствует обратимая электродная реакция Cl2 + 2e =

2Cl-, потенциал хлорного электрода может быть рассчитан по формулеECl2/Cl- = E0Cl2/Cl- + R • T / ( z • F ) • ln ( pCl2 / a2Cl- ). Активность a связана с концентрацией c через

среднеионный коэффициент активности γ соотношением a = γ• c, соответственно, при γ= 1 вместо значения активности для расчета можно воспользоваться значением концентрации, то естьa = c. Поскольку степень диссоциации α соляной кислоты практически равна100%, тоcCl- = cHCl = 0,1 моль/л.

ECl2/Cl- = 1,35 + 8,31 • 298 / ( 2 • 96500 ) • ln ( 1 / 0,12) = 1,41В.

Хлорсеребряному электроду соответствует обратимая электродная реакция AgCl + e = Ag

+ Cl-, потенциал хлорсеребряного электрода может быть рассчитан по формулеEAgCl/Ag, Cl-

= E0AgCl/Ag, Cl- + R • T / ( z • F ) • ln ( 1 / aCl- ) = E0Ag+/Ag + R • T / ( n • F ) • ln (ПРAgCl) + R • T / ( z • F ) • ln ( 1 / aCl- ),где n -число электронов,принимающих участие в обратимой

электродной реакции Ag+ + e = Ag.

z = n = 1, ПРAgCl = 1,78 •10-10.

EAgCl/Ag, Cl- = 0,80 + 8,31 • 298 / ( 1 • 96500 ) • ln ( 1,78 •10-10 /0,1 ) = 0,28В.

Анодом в данном случае является ХСЭ, поскольку его потенциал- наименьший.

ЭДС =Екатода -Еанода = 1,41 - 0,28 = 1,13В.

Схема гальванического элемента:

анод ( - ) Ag, AgCl | HCl (0,1 M) | Pt, Cl2 ( + )катод

1.7. Электролиз водных растворов и расплавов

Задание: определить какие вещества выделяются на электродах при электролизе водных растворов и расплавов гидроксида натрия, сульфата натрия и хлорида натрия.

Решение: рассмотрим расположение натрия в электрохимическом ряду напряжений (ряд приведен не полностью, указаны стандартные потенциалы в вольтах)

Li

K

Na

Mg

Al

Ti

Mn

Zn

Cr

Fe

Cd

Co

Ni

Sn

Pb

h3

Sb

Cu

Ag

Pd

Pt

Au

-0,74

-0,44

-0,40

-0,28

-0,25

-0,14

-0,130,00 0,24 0,34 0,80 0,99 1,20

-3,04

-2,93

-2,71-2,36-1,66-1,63-1,18

-0,76

1,50

Металлы с потенциалами отрицательнее марганца – не выделяются на катоде из водных растворов своих солей, на катоде выделяется в таких случаях только водород- по реакции2h3O + 2e = h3 + 2OH-. Выделение на катоде возможно из расплавов соответствующих солей по реакцииMez+ + z • e = Me (z – валентность металла).

Анионы кислородосодержащих кислот, например, SO42- игидроксид-анионыOH- обычно

не окисляются аноде в водных растворах, на аноде в таких случаях происходит окисление воды с выделением кислорода по реакции2h3O = O2 + 4H+ + 4e илигидроксид-анионовпо реакции4OH- = O2 + 2h3O + 4e. Галоген-анионыкромефторид-анионовF- окисляются на аноде по реакции2Hal- = Hal2 + 2e. В расплавах происходит анодное окисление анионов кислородосодержащих кислот игалоген-анионов.

Натрий – не выделяется на катоде из водных растворов, но выделяется из расплавов.

Электролиз водного раствора гидроксида натрия:

на катоде 2h3O + 2e = h3 + 2OH- на аноде 4OH- = O2 + 2h3O + 4eв сумме 2h3O = O2 + 2h3

Электролиз расплава гидроксида натрия: на катодеNa+ + e = Na

на аноде 4OH- = O2 + 2h3O + 4e

в сумме 4Na+ + 4OH- = O2 + 2h3O + 4Naили 4NaOH = O2 + 2h3O + 4Na

Электролиз водного раствора сульфата натрия:

на катоде 2h3O + 2e = h3 + 2OH- на аноде 2h3O = O2 + 4H+ + 4eв сумме 2h3O = 2h3 + O2

Электролиз расплава сульфата натрия: на катодеNa+ + e = Na

на аноде 2SO42- = O2 + 2SO3 + 4e

в сумме 4Na+ + 2SO42- = 4Na + O2 + 2SO3 или 2Na2SO4 = 4Na + O2 + 2SO3

Электролиз водного раствора хлорида натрия:

на катоде 2h3O + 2e = h3 + 2OH- на аноде 2Cl- = Cl2 + 2e

в сумме 2h3O + 2Cl- = h3 + 2OH- + Cl2 или 2h3O + 2NaCl = h3 + 2NaOH + Cl2

Электролиз расплава хлорида натрия: на катодеNa+ + e = Na

на аноде 2Cl- = Cl2 + 2e

в сумме 2Na+ + 2Cl- = 2Na + Cl2 или 2NaCl = 2Na + Cl2

1.8. Газовые электроды: водородный и кислородный

Задание: рассчитать ЭДС гальванического элемента, составленного из водородного и кислородного электродов, погруженных в раствор соляной кислоты с концентрацией0,1 М(среднеионный коэффициент активности принять равным1) при нормальных условиях, составить схему и записать уравнения электродных процессов.

Решение: водородному электроду соответствует обратимая электродная реакция 2H+ + 2e = h3, потенциал водородного электрода может быть рассчитан по формулеE2H+/h3 =

E02H+/h3 + R • T / ( z • F ) • ln ( a2H+ / ph3 ). Активность a связана с концентрациейc через среднеионный коэффициент активности γ соотношениемa = γ• c, соответственно, при γ=

1 вместо значения активности для расчета можно воспользоваться значением концентрации, то естьa = c. Поскольку степень диссоциации α соляной кислоты

[Cu2+] = 10-E0Cu2+/Cu • z / 0,059

практически равна 100%, тоcH+ = cHCl = 0,1 моль/л. При стандартных условиях давление водородаph3 принимают равным1 атм. С другой стороны показатель рН– функция активности или концентрации катионов водорода: pH = -lg (ah3) = -lg ( ah3 • γ) = -lg [ H+ ].

Потенциал водородного электрода может быть рассчитан через pH: E2H+/h3 = E02H+/h3 + R • T / ( z • F ) • ln (a2 H+ / ph3 ) = 0,00 + 2, 3 • R • T / ( z • F ) • lg ( a2H+ ) = ( 0,059 / z ) • lg ( a2H+ )

= 0,059 • lg ( aH+ ) =-0,059• pH.

E2H+/h3 =-0,059• lg ( 0,1 ) = 0,059В.

Кислородному электроду соответствует электродная реакция O2 + 4H+ + 4e = 2h3O, потенциал кислородного электрода может быть рассчитан по формулеEO2/h3O = E0O2/h3O +

R • T / ( z • F ) • ln ( pO2 • a4H+ / a2h3O ). При стандартных условиях давление кислородаpO2 принимают равным1 атм. Активность воды принимают равной1.

Потенциал кислородного электрода также может быть рассчитан через pH: EO2/h3O = E0O2/h3O + R • T / ( z • F ) • ln ( pO2 • a4H+ / a2h3O ) = 1,23 + 2, 3 • R • T / ( z • F ) • lg ( a4H+ ) =

1,23 - 0,059 • lg ( aH+ ) = 1,23 - 0,059 • pH.

EO2/h3O = 1,23 - 0,059 • lg ( 0,1 ) = 1,17В.

Анодом в данном случае является водородный электрод, поскольку его потенциал- наименьший.

ЭДС =Екатода -Еанода = 1,17 - 0,06 = 1,11В.

Схема гальванического элемента:

анод ( - ) Pt, h3 | HCl (0,1 M) | Ni, O2 ( + )катод

1.9. Определение концентрации катионов металла

Задание: определить при какой концентрации Cu2+ медный электрод в раствореCuSO4 будет иметь равновесный потенциал, равный потенциалу стандартного водородного электрода. Условия– стандартные.

Решение: медному электроду соответствует обратимая электродная реакция Cu2+ + 2e = Cu.

E02H+/h3 = 0,00В.

ECu2+/Cu = E0Cu2+/Cu + R • T / ( z • F ) • ln [Cu2+] = E0Cu2+/Cu + 2,3 • R • T / ( z • F ) • lg [ Cu2+ ] = E0Cu2+/Cu + ( 0,059 / z ) • lg [ Cu2+ ] = 0,00.

lg [Cu2+] = -E0Cu2+/Cu • z / 0,059, гдеz – число электронов, принимающих участие в

электродной реакции.

= 10-0,34 • 2 / 0,059 =10-11,53 = 3 •10-12 = 0,000000000003моль/л.

1.10. Определение продуктов электролиза

Задание: определить трехвалентный металл, если при пропускании тока силой5 А через раствор фторида данного металла в течение53 минут6 секунд он выделился на катоде в количестве6,70 г, определить какой газ и в каком объеме выделился на аноде, записать уравнения электродных процессов.

Решение: количества выделяющихся веществ в граммах или литрах определяют по закону Фарадея:

studfiles.net

ОТВЕТЫ НА ЗАДАЧНИК ГЛИНКИ: Бесплатные примеры решения задач по химии | Не ври

S-,p-,d- и f-Элементы в периодической системе. В конце каждой главы даются типовые задачи с решениями и задачи для самостоятельной работы. Подробно рассмотрены типовые задачи по всем разделам школьного курса химии и предложены задания для самостоятельного решения. В каждом подразделе от десяти и более задач. Все задачи пронумерованы в сквозном порядке, в конце сборника есть ответы. Глинка Н. Л. Задачи и упражнения по общей химии: Учебное пособие для вузов/Под ред. В. А. Рабиновича и X. М. Рубиной.

Вы получаете его после первой покупки и в каждом письме от нас. По этому номеру мы узнаем вас и расскажем о ваших скидках и персональных спецпредложениях! 1.Химия как наука о веществах. 3.Строение атома: ядро и электроны. Изменение свойств оксидов и соответствующих им гидроксидов в периодах и группах. При пересмотре задачника особое внимание уделено строгому применению международной системы физических единиц (СИ), в связи с чем изменены и уточнены неко­ торые формулировки и определения.

Приятное учебное издание, выпущенное издательством «Кнорус». Пособие предназначено для преподавателей и студентов, но будет полезно также школьным учителям. Расчет молярной массы эквивалента элемента, кислот, оснований и солей. Закон эквивалентов. Современные представления о состоянии электрона в атоме. Понятие об атомной орбитали. 5.Порядок заполнения электронами уровней и подуровней.

ПРЕДИСЛОВИЕ К ДВАДЦАТЬ ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ

8. Периодичность свойств элементов и ее причина. Номера задач необходимо четко выделять (можно их подчеркнуть) и отводить для их записи отдельную строчку. Если задача расчетная, то в конце решения указывают ответ. Задачи следует решать в том порядке, в котором они перечислены в номере варианта контрольной работы. Ход решения той или иной задачи необходимо комментировать и обосновывать.

Настоящее издание дополнено двумя новыми разделами: «Экви­ валенты окислителей и восстановителей» и «Магнитные и оптиче­ ские свойства комплексных соединений. Отдельные задачи заменены и, кроме того, введено небольшое число новых задач. В целом текст задачника полностью соответствует 23-муизданию учебного пособия Н. Л. Глинки «Общая химия».

Главы I и X переработаны и дополнены Т. Е. Алексеевой, VI и VII — Т. М. Рубиной, XI — Н. Б. Платуновой и Т. Е. Алексеевой. Мы будем признательны читателям — преподавателям и учащимся — за все замечания, направленные к дальнейшему совершенствованию задачника.

Поскольку эквивалентная масса железа (28 г/моль) в два раза меньше мольной массы его атомов, то в 1 моле железа содержится 2 эквивалента. Состояние газа характеризуется его температурой, давлением и объемом.

Задачи и вопросы по аналитической химии. 2001 год. 267 стр. pdf. 15.1 Мб. Учебное издание соответствует программе по аналитической химии химических факультетов университетов. 1987 год. 81 стр. djvu. 1.2 Мб. Книга, адресованная учителям, содержит задачи по химии. В ней рассматриваются способы их решения с применением методов алгебры.

«Научиться решать задачи со звёздочкой может любой»

В.К. Николаенко. 1990 год. 160 стр. djvu. 1.2 Мб. В пособии рассматриываются общие подходы к решению некоторых типов задач повышенной сложности, в том числе и олимпиадных, дается их классификация. Приведены решения более 100 оригинальных задач с объяснением хода решения. Настоящий решебник – это подробное объяснение решения более 700 задач по всем разделам химии школьной программы.

Модуль 1. Основные понятия и законы химии

Вся химия в 50 таблицах. Вопросы и задания первой части книги охватывают всю школьную программу по химии и могут служить методической основой для организации олимпиад, викторин, интеллектуальных марафонов и т.п. Издание хорошо иллюстрировано; в оформлении обложки, титульного листа и заставок по многим главам использованы старинные рисунки и алхимические символы.

Издание может служить учебным пособием для школ с углубленным изучением дисциплин естественно-научного цикла — химии, физики и биологии. В 3-е издание включены новые материалы: основы современной номенклатуры, характеристика природных полимеров, сведения по лабораторной технике и др. Уточнен ряд данных.

Пособие предназначено для школьников, абитуриентов и учителей. Общая химия. Глинка Н.Л. далее>>> Учебное пособие предназначено для студентов нехимических специальностей высших учебных заведений. Общая химия в формулах, определениях, схемах. В первом разделе рассмотрены теоретические основы общей химии. Второй раздел посвящен химии всех групп элементов периодической системы.

Эти знания необходимы преподавателю, студенту, ученику и абитуриенту для лучшего усвоения основных положений химии и закономерностей химических процессов. Приводятся современные сведения о строении атома и ядра. Очень большое место отводится решению задач и ответам.

Книга предназначена для школьников 8-11 классов и абитуриентов, а также может быть полезна учителям химии, репетиторам и студентам младших курсов. К каждой изучаемой теме предлагается разнообразный дидактический материал для контроля (вопросы, упражнения, задачи разной степени сложности, тесты с выбором ответа). Химия. Пособие для поступающих в вузы. Максименко О.О. далее>>> Пособие составлено в соответствии с правилами и программами вступительных экзаменов для поступающих в высшие учебные заведения.

Авторские тесты — для тренировки! Бесплатно. + Ответы

Всюду, где это требуется, указывается, в каких случаях и как надо применять то или иное правило, каких ошибок надо избегать и многое другое. Здравствуйте, меня зовут Ольга. На этом сайте Вы сможете найти решения задач по химии различного уровня сложности. В любом случае я постепенно буду решать все задачи из очереди. Реакция между веществами A и B протекает по уравнению 2А + В = С; концентрация вещества А равна 6 моль/л, а вещества B – 5 моль/л.

По русскому языку — вариант 1 без ответов можно скачать. В задачах руки оторвать тому, кто писал константы: те, которые напрочь не нужны — есть, а те, что нужны для решения, — отсутствуют. Что до решения, то его писал вообще какой-то болван, вместо расчетов — шутки, вместо понятного объяснения — ненужные выдержки из учебников и пропуски трудного к пониманию материала.

Решение задач повышенной сложности по общей и неорганической химии. Пособие для учителя. Ю.М. Лабий. Решение задач по химии с помощью уравнений и неравенств.

Похожие материалы:

  • Защищенность сигнализацииЗащищенность сигнализации Сигнализация комплектуется 3-кнопочным брелком управления с обратной связью и жидкокристаллическим дисплеем и 2-кнопочным брелком […]
  • Неоднородный эндометрийНеоднородный эндометрий В обоих яичниках по 1 ЖТ. Эндометрий 15 мм НЕОДНОРОДНОЙ структуры. Стимулировалась в этом цикле клостилом. Если раньше с эндометрием все […]
  • А реально ли стать альбиносом? :-? …А реально ли стать альбиносом? :-? … Почему же люди рождаются альбиносами? Красный взгляд альбиноса. Быть альбиносом нелегко и опасно. Вид животных альбиносов забавляет нас […]

velnosty.ru


Смотрите также