Задачи и упражнения для самостоятельного решения - раздел Образование, Основные классы неорганических соединений. Определение молярной массы эквивалентов цинка 12.1. А). Чему Равна Величина Эдс Гальванического Элемента, ...
12.1. а). Чему равна величина ЭДС гальванического элемента, составленного из стандартных цинкового и серебряного электродов, погруженных в растворы их солей? Привести схему гальванического элемента и реакции, протекающие на электродах при его работе. (Ответ: 1,562 В).
б). Возможна ли электрохимическая коррозия алюминия, контактирующего со свинцом в нейтральном водном растворе, содержащем растворенный кислород? Если да, то написать уравнения реакций анодного и катодного процессов. Составить схему образующегося гальванического элемента.
12.2. а). Чему равна величина ЭДС цинкового концентрационного элемента, составленного из двух цинковых электродов, опущенных в растворы с концентрациями ионов Zn2+, равными 10–2 и 10–6 моль/л? Привести схему такого элемента и реакции, протекающие на электродах при его работе.
(Ответ: 0,118 В).
б). Как происходит атмосферная коррозия луженого и оцинкованного железа при нарушении покрытия? Составить уравнения анодного и катодного процессов. Привести схемы образующихся гальванических элементов.
12.3. а). Имеется гальванический элемент, в котором протекает токообразующая реакция Ni + Cu2+ = Cu + Ni2+. Привести схему такого элемента, написать уравнения электродных процессов.
б). Изделие из алюминия склепано с медью. Какой из металлов будет подвергаться коррозии, если эти металлы попадут в кислую среду (HCl)? Составить уравнения происходящих при этом процессов, привести схему образующегося гальванического элемента. Определить продукты коррозии.
12.4. а). Составить схему, написать уравнения токообразующей и электродных реакций для гальванического элемента, у которого один из электродов кобальтовый (СCо2+ = 10–1 моль/л), а другой – стандартный водородный. Рассчитать ЭДС элемента при 298 К. Как изменится ЭДС, если концентрация ионов Со2+ уменьшить в 10 раз? (Ответ: 0,307 В; 0,336 В).
б). Составить уравнения анодного и катодного процессов при коррозии пары магний – свинец в кислой среде и во влажном воздухе. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?
12.5. а).Каково значение ЭДС элемента, состоящего из медного и свинцового электродов, погруженных в растворы солей этих металлов с концентрациями их ионов 1 моль/л? Изменится или нет ЭДС этого элемента и почему, если концентрации ионов металлов будут составлять 0,001 моль/л? Составить уравнения электродных и токообразующей реакций. Привести схему гальванического элемента. (Ответ: 0,463 В).
б). Привести по одному примеру катодного и анодного покрытия для кобальта. Составить уравнения катодных и анодных процессов во влажном воздухе и в растворе соляной кислоты при нарушении целостности покрытия.
12.6. а). Составить схему, привести уравнения электродных процессов и вычислить ЭДС концентрационного гальванического элемента, состоящего из медных электродов, опущенных в растворы СuSO4 с концентрациями 0,01 и 0,1 моль/л. (Ответ: 0,0295 В).
б).К какому типу покрытий относятся олово на меди и на железе? Какие процессы будут протекать при атмосферной коррозии указанных пар в нейтральной среде? Написатьуравнения катодных и анодных реакций.
12.7. а).После нахождения в растворах каких из приведенных солей масса кадмиевой пластинки увеличится или уменьшится: а) MgCl2; б) Hg(NO3)2; в) CuSO4; г) AgNO3; д) CaCl2? Ответ обосновать.
б). Медное изделие покрыли серебром. К какому типу относится такое покрытие – к анодному или катодному? Составить уравнения электродных процессов коррозии этого изделия при нарушении целостности покрытия во влажном воздухе и в растворе соляной кислоты. Привести схемы образующихся при этом гальванических элементов.
12.8. а). Составить схему, привести уравнения электродных процессов и вычислить ЭДС гальванического элемента, состоящего из свинцовой и магниевой пластин, которые опущены в растворы своих солей с концентрацией ионов Pb2+ и Mg2+, равных 1 моль/л. Изменится ли значение ЭДС, если концентрацию каждого из ионов понизить в 100 раз? Ответ обосновать. (Ответ: 2,237 В).
б). В воду, содержащую растворенный кислород, опустили никелевую пластинку и никелевую пластинку, частично покрытую медью. В каком случае процесс коррозии никеля происходит интенсивнее? Почему? Составить уравнения анодного и катодного процессов для пластинки покрытой медью.
12.9. а).В два сосуда с голубым раствором сульфата меди поместили в первый хромовую пластинку, а во второй платиновую. В каком сосуде цвет раствора постепенно исчезает? Почему? Составить электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.
б). Какой металл целесообразнее выбрать для протекторной защиты железного изделия: цинк, никель или кобальт? Почему? Составить уравнения анодного и катодного процессов атмосферной коррозии таких изделий. Каков состав продуктов коррозии?
12.10. а). Составить схемы двух гальванических элементов, в одном из которых оловянная пластинка была бы катодом, а в другом анодом. Написать для каждого из этих элементов уравнения электродных (катодных и анодных) процессов и токообразующих реакций.
б). Железо покрыто хромом. Какой из металлов будет корродировать в случае нарушения поверхностного слоя покрытия при атмосферной коррозии? Какое это покрытие катодное или анодное? Составить схему процессов, происходящих на электродах образующегося гальванического элемента.
12.11. а). Составить схему гальванического элемента, в основе работы которого лежит реакция: Ni + Pb(NO3)2 = Ni(NO3)2 + Pb. Написать уравнения электродных (катодных и анодных) процессов. Вычислить ЭДС этого элемента, если СNi2+ = 0,01 моль/л, а СPb2+ = 0,0001 моль/л. (Ответ: 0,065 В).
и определить, какой из металлов – магний или медь, интенсивнее будет корродировать во влажном воздухе. Стандартные энергии Гиббса образования D¦G°Mg(OH)2, Cu(OH)2, H2O (ж) соответственно равны –833,7;
–356,9; –237,3 кДж/моль.
12.12. а). Вычислить электродный потенциал цинка в растворе ZnCl2, в котором концентрация Zn2+ составляет 0,1 моль/л. Как изменится значение потенциала при разбавлении раствора в 100 раз? (Ответ: –0,79 В; –0,85 В).
б). Какой из металлов – алюминий или золото, будет подвергаться коррозии во влажном воздухе по уравнению: 4Ме + 6Н2О (ж) + 3О2 = 4Ме(ОН)3.
Ответ обосновать, рассчитав энергию Гиббса реакции. Стандартные энергии Гиббса образования D¦G°Al(OH)3, Au(OH)3, H2O (ж) соответственно равны
–1139,7; –289,9; –237,3 кДж/моль.
12.13. а). Составить схему гальванического элемента, электродами в котором служат пластинки из олова и меди. Исходя из величин стандартных электродных потенциалов, рассчитать значения Е° и DG°. Определить направление протекания токообразующей реакции. (Ответ: 0,473 В; –91,3 кДж).
б).Какие из перечисленных металлов могут быть использованы для протекторной защиты железного изделия в присутствии электролита, содержащего растворенный кислород в нейтральной среде: алюминий, хром, серебро, кадмий? Привести уравнения анодного и катодного процессов атмосферной коррозии таких изделий. Каков состав продуктов коррозии?
12.14. а). Составить схему гальванического элемента, образованного железом и свинцом, погруженными в растворы их солей с концентрациями ионов металлов 0,01 моль/л. Привести уравнения токообразующих реакций и электродных процессов. Рассчитать ЭДС. (Ответ: 0,314 В).
б). Изделие из хрома спаяно свинцом. Какой из металлов будет корродировать при попадании такого изделия в кислотную среду (HCl)? Привести уравнения анодного и катодного процессов и образующиеся продукты коррозии.
12.15. а). Исходя из величин стандартных электродных потенциалов, рассчитать значения ЭДС и DG° и определить, будет ли работать гальванический элемент, в котором на электродах протекают реакции:
Hg0 – 2ē = Hg2+,
Pb2+ + 2ē = Pb0.
(Ответ: –0,98 В; +189,1 кДж).
б). Составить уравнения анодного и катодного процессов, происходящих при коррозии железа, покрытого серебром, во влажном воздухе и в кислой среде. Определить тип покрытия – анодное или катодное? Какие продукты образуются в результате коррозии?
12.16. а). Исходя из величин стандартных электродных потенциалов, рассчитать значения ЭДС и DG°и сделать вывод о возможности протекания реакции Cu + 2Ag+Cu2+ + 2Ag в прямом направлении.
(Ответ: 0,462 В; –89,2 кДж).
б). Какие металлы могут быть использованы в качестве анодного покрытия сплава Zn – Cd? Привести уравнения анодного и катодного процессов при коррозии такого сплава во влажном воздухе в отсутствие анодного покрытия.
12.17. а). Как изменится масса хромовой пластинки после нахождения в растворах солей: а) CuSO4; б) MgCl2; в) AgNO3; г) CaCl2? Ответ обосновать.
б). Привести уравнения анодного и катодного процессов при коррозии сплава Fe – Sn во влажном воздухе и в кислой среде. Определить продукты коррозии.
12.18. а). Составить схемы двух гальванических элементов, в одном из которых цинк – отрицательный электрод, а в другом – положительный. Привести уравнения токообразующих реакций и электродных процессов.
б). Привести уравнения анодного и катодного процессов, происходящих при коррозии сплава Al – Ni в атмосфере влажного воздуха и в кислой среде (НС1). Определить продукты коррозии.
12.19. а). Электродные потенциалы железа и серебра соответственно равны –0,44 и +0,799 В. Какая реакция самопроизвольно протекает в железо-серебряном гальваническом элементе
Ответ обосновать, рассчитав энергию Гиббса каждой из приведенных реакций.
б). Хромовую пластинку и пластинку из хрома, частично покрытую серебром, поместили в раствор соляной кислоты. В каком случае процесс коррозии хрома протекает более интенсивно? Почему? Привести уравнения соответствующих процессов.
12.20. а). Вычислить ЭДС гальванического элемента, состоящего из водородного электрода, опущенного в чистую воду, и оловянного электрода, опущенного в раствор с концентрацией ионов олова (II) 1 моль/л. (Ответ: 0,16 В).
б). Составить уравнения самопроизвольно протекающих реакций при атмосферной коррозии цинка и олова, находящихся в контакте. Привести схему образующегося гальванического элемента.
Выполнение работы
Опыт 1. Получение и свойства основных оксидов (групповой)
Взять пинцетом кусочек магниевой стружки и внести в пламя спиртовки. После воспламенения сжечь его над
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
2.1.При взаимодействии 6,75 г металла с серой образовалось 18,75 г сульфида. Рассчитать молярные массы эквивалентов металла и его сульфида. Молярная масса эквивалентов серы равна 1
Выполнение работы
Любая реакция нейтрализации сильной кислоты щелочью сводится к процессу Н+ + ОН‾ → Н2О.
Для определения теплового эффекта реакции можно восполь
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
3.1. а). Вычислить тепловой эффект и написать термохимическое уравнение реакции между СО (г) и Н2 (г), в результате которой образуются СН4 (г) и Н2
Выполнение работы
Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ и температуры удобно исследовать на примере взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой:
Na2S2
Опыт 2. Зависимость скорости реакции от температуры
Налить в три пробирки по 3 мл раствора тиосульфата натрия, в три другие пробирки – по 3 мл раствора серной кислоты.
Первую пару пробирок (кислота – тиосульфат) и термометр поместить в стак
Выполнение работы
Опыт 1. Гомогенный катализ. Каталитическое ускорение реакции разложения пероксида водорода
Налить в пробирку 10 мл 30 %-го раствора (по массе) пероксида водород
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
5.1. При окислении NH3 на платиновом катализаторе было получено в течение суток 1440 кг HNO3. Для окисления было использовано 0,064 кг катализатора. Рассчитат
Опыт 2. Влияние изменения температуры на смещение равновесия
Прибор, состоящий из двух шаров, заполнен смесью оксида азота (IV) и его димером. Чистый оксид азота (IV) существует при температуре выше 140 °С. Ниже этой температуры NO2 частично полим
Выполнение работы
Опыт 1. Приготовление приблизительно 0,1 н. раствора соляной кислоты
(Проводить в вытяжном шкафу!). Налить в цилиндр концентрированный раствор соляной кислоты и
Опыт 1. Сравнение химической активности кислот
В одну пробирку налить 1–2 мл раствора уксусной кислоты (CH3COOH), в другую – столько же раствора соляной кислоты (HCl). Взять два приблизительно одинаковых по величине кусочка мрамора и
Выполнение работы
Опыт 1. Реакция среды в растворах различных солей
На полоски универсальной индикаторной бумаги нанести по капле раствора хлорида натрия NaCl, сульфата меди CuSO
Опыт 4. Реакции обмена, сопровождаемые гидролизом
В одну пробирку налить 2–3 мл раствора сульфата меди (II), в другую – столько же хлорида железа (III). Затем в каждую пробирку добавить по 2–3 мл раствора карбоната натрия. Отметить выделение углек
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
9.1. Какие из перечисленных ниже солей подвергаются гидролизу: NaCN, KNO3, CuCl2, ZnSO4? Cоставить ионно-молекулярные и молекулярные уравнения реак
Выполнение работы
Опыт 1. Получение золя гидроксида железа (III) методом конденсации
Пробирку заполнить водой (примерно до половины ее объема) и поставить в горячую водяную баню.
Окислительно-восстановительные реакции
Цель работы: изучить понятия «степень окисления», «окислительно-восстановительные реакции (ОВР)», «окислитель», «восстановитель», «процессы окисления и восстановления», научиться с
Опыт 3. Реакция диспропорционирования
Поместить в пробирку 1–2 кристалла йода I2, 3–5 капель концентрированного раствора щелочи NaOH (или KOH). Наблюдать появление желтой окраски раствора, характерной для свободного иода.
Опыт 2. Роль защитной пленки в ослаблении коррозии
В пробирку налить 1–2 мл концентрированного раствора щелочи и опустить туда алюминиевую проволоку. Примерно через минуту оксидная пленка растворится, после чего ополоснуть проволоку водой и помести
Для второго электрода
j Ag+/Ag = j°Ag+/Ag + 0,059 lg10-4 = 0,799 + 0,059×(–4) = 0,563 В.
Первый электрод с больши
Опыт 1. Электролиз раствора иодида калия
В U-образную трубку налить приблизительно до половины раствора иодида калия. Вставить в оба колена трубки угольные электроды и подключить прибор к источнику постоянного электрического тока. Наблюда
Опыт 2. Электролиз раствора сульфата натрия
В U-образную трубку налить раствор сульфата натрия. Погрузить электроды, включить ток и наблюдать выделение пузырьков газа на электродах. Через 1–2 мин отключить ток и добавить в оба колена трубки
Опыт 3. Электролиз раствора сульфата меди
Налить в U-образную трубку раствор сульфата меди. Пользуясь угольными электродами, пропускать ток в течение 4–5 мин. Какое вещество выделяется на катоде? Выделяется ли газ на аноде?
Тре
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
13.1. Водный раствор, содержащий смесь нитратов серебра, калия, цинка с одинаковыми концентрациями, подвергли электролизу. Указать значение молярной массы вещества, которое будет в
Выполнение работы
Опыт 1. Взаимодействие металлов с водой
В кристаллизатор с водой добавить несколько капель фенолфталеина. Пинцетом достать кусочек натрия (или кальция) из склян
Опыт 4. Действие щелочи на металлы
В две пробирки налить по 2–3 мл концентрированного раствора щелочи. В одну из них насыпать небольшое количество цинковых опилок, в другую – алюминиевого порошка. Если реакция не идет, слегка нагрет
Выполнение работы
Опыт 1. Получение комплексной соли меди
Налить в пробирку 1–2 мл раствора сульфата меди CuSO4 и по каплям прибавить раствор аммиака NH4OH.
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
15.1. Написать формулы следующих соединений: а) хлорид дибромотетраамминплатины (IV); б) тетрароданодиаквахромат (III) калия; в) сульфат пентаамминакваникеля (II); г) трихлоротриам
Выполнение работы
Опыт 1. Взаимодействие щелочных металлов с водой (групповой)
Налить в кристаллизатор воды. Пинцетом достать кусочек металлического натрия из склянки, где он хра
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
16.1. Написать уравнения реакций взаимодействия натрия с водородом, кислородом, азотом, серой. Какую степень окисления приобретают атомы окислителя в каждой из этих реакций?
Выполнение работы
Опыт 1. Определение общей жесткости воды
В коническую колбу вместимостью 300 мл отмерить мерной колбой 100 мл анализируемой воды. Добавить к исследуемой воде 5 мл аммиачного буферно
Выполнение работы
Опыт 1. Взаимодействие алюминия с кислородом и водой
Две алюминиевые проволоки зачистить наждачной бумагой. В пробирку налить 2–3 мл концентрированного раствора
Выполнение работы
Опыт 1. Получение и свойства гидроксида меди (II)
В четыре пробирки налить по 1–2 мл раствора соли меди (II) и во все добавить раствор щелочи до выпадения осадк
Задачи для самостоятельного решения
19.1. Составить уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений:
Ag → AgNO3 → AgCl → [Ag(NH3)
Выполнение работы
Опыт 1. Получение оксида хрома (III) (групповой)
В фарфоровую чашку насыпать горкой небольшое количество дихромата аммония(NH4)2Cr2
Выполнение работы
Опыт 1. Получение и свойства гидроксида марганца (II)
В две пробирки налить по 1–2 мл раствора соли марганца (II) и в каждую добавить по каплям раствор щелочи д
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
21.1. Как получить сульфат марганца (II) из: а) оксида марганца (II);
б) металлического марганца; в) KMnO4? Составить соответствующие уравнения реакций.
Лабораторная работа 22
Железо, кобальт, никель
Цель работы: изучить химические свойства соединений железа, кобальта, никеля.
Задание:получить гидроксиды
Выполнение работы
Опыт 1. Получение и свойства гидроксида железа (II)
Налить в пробирку 1–2 мл свежеприготовленного раствора FeSO4 и прилить такой же объем щелочи. Наб
Опыт 7. Получение комплексных соединений никеля
Налить в пробирку 1–2 мл раствора соли никеля (II), прилить растворNH4OH до образования осадка основной соли. К полученному осадку прилитьизбыток гидроксида аммония до растворения осадка
Выполнение работы
Опыт 1. Получение хлора и хлорной воды
(Проводить в вытяжном шкафу!). В сухую пробирку поместить 2 шпателя оксида марганца (IV) MnO2, укрепить ее ве
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
23.1. Написать уравнения реакций взаимодействия галогенов с водой и назвать образующиеся соединения галогенов.
23.2. Закончить уравнения реакций:
Выполнение работы
Опыт 1. Получение кислорода
Насыпать в сухую пробирку 2 шпателя перманганата калия КМnО4, укрепить ее вертикально в зажиме штатива и нагреть. Выделяю
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
24.1. Составить уравнения реакций получения кислорода в лабораторных условиях. Как получают кислород в промышленности?
24.2. Какой объем кислорода (услови
Выполнение работы
Опыт 1. Поведение серы при различных температурах
Сухую пробирку на 1/3 ее объема наполнить серой и медленно нагревать на пламени спиртовки, все время встряхива
Выполнение работы
Опыт 1. Получение азота
В пробирку налить поровну насыщенные растворы нитрита натрия NaNO2 и хлорида аммония NH4Cl (общий объем не более 1
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
26.1. Привести не менее трех примеров реакций, в которых азот играет роль окислителя, и пример реакции, в которой он является восстановителем.
26.2. Приве
Выполнение работы
Опыт 1. Растворение оксида углерода (IV) в воде
В пробирку налить 3–4 мл воды, добавить несколько капель синего лакмуса и пропустить в воду углекислый газ из ап
Выполнение работы
Опыт 1. Получение этилена и его свойства
(Проводить в вытяжном шкафу!). В пробирку налить 1–1,5 мл этилового спирта и 5 мл концентрированной серной кислоты (
Спирты, альдегиды, кетоны
Цель работы: изучить понятия «спирты», «альдегиды», «кетоны» и свойства этих соединений.
Задание: выполнить химический эксперимент по установлению свойств
Выполнение работы
Опыт 1. Окисление спирта в альдегид
Налить в пробирку 2–3 мл раствора К2Cr2O7, 1–2 мл разбавленной серной кислоты и прилить по
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
29.1. При взаимодействии бутанола-1 с избытком металлического натрия выделился водород, занимающий при нормальных условиях объем2,8 л. Определить количество вещества бутанола-1, ко
Выполнение работы
Опыт 1. Свойства карбоновых кислот
· Налить в пробирку 2−3 мл раствора уксусной кислоты и внести туда немного стружек магния. Что наблюдается? Какое свойс
Выполнение работы
Опыт 1. Обнаружение поливинилхлорида
· Поместить в пробирку кусочек полимера, нагреть и заметить его размягчение, а затем разложение с выделением газообразного
Получение фенолоформальдегидных смол
Цель работы: изучить способы получение полимеров.
Задание: реакцией поликонденсации получить новолачную и резольную фенолоформальдегидные смолы. Выполнить
Выполнение работы
Опыт 1. Получение новолачной смолы
Поместить в пробирку 2 г кристаллического фенола, добавить туда же
3−4 мл 40 %-го раствора формалина. Смесь вз
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
32.1. Для получения синтетического волокна «нитрон» в качестве мономера используют акрилонитрил CH2=CH–CN. Составить уравнение полимеризации этого мономера.
Выполнение работы
Студент получает у преподавателя металл в виде стружки или гранул. Металл необходимо разделить на 5 частей.
Работа по анализу сводится к тому, что металл под действием какого-нибудь раство
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
33.1. Написать молекулярные и ионные уравнения трех разных качественных реакций на ионы Fe3+.
33.2. Какие вещества можно взять при выполнении с
Выполнение работы
Опыт 1. Реакция на ион Clˉ
Налить в пробирку 1−2 мл раствора хлорида натрия и добавить несколько капель раствора нитрата серебра. Что наблюдается?
Выполнение работы
В мерную колбу вместимостью 100 мл налить точно отмеренный объем исследуемого раствора сульфата железа (II). Отмерить мерным цилиндром
10 мл 2 н. раствора серной кислоты и прилить в колбу,
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Настоящее учебно-практическое пособие написано коллективом авторов на основе многолетнего опыта работы кафедры химии Иркутского государственного технического университета. Оно охватывает основные р
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Глинка Н. Л. Общая химия. – М. : Интеграл-Пресс, 2009. –727 с.
2. Коровин Н. В. Общая химия. – М. : Высш. шк., 2008. – 558 с.
3. Задачи и упражнения по общей химии / под ред. Н
Требования к оформлению отчета по лабораторной работе
Отчета оформляется на бумаге формата А 4 вручную или на компьютере. При работе на компьютере: размер шрифта – 14; интервал между строк – одинарный; поля – везде по 2 см, внизу – 2,5 см; нумерация с
Cu2+ + 2Ag в прямом направлении.
Новости и инфо для студентов