Задачи и упражнения для самостоятельного решения - раздел Химия, Основные классы неорганических соединений. Определение молярной массы эквивалентов цинка. Определение теплоты реакции нейтрализации. Скорость химической реакции. Катализ 32.1. Для Получения Синтетического Волокна «Нитрон» В Качест...
32.1. Для получения синтетического волокна «нитрон» в качестве мономера используют акрилонитрил CH2=CH–CN. Составить уравнение полимеризации этого мономера.
32.2. Написать уравнение реакции полимеризации формальдегида и определить степень полимеризации в реакции получения полиформальдегида со средней молекулярной массой 45000. (Ответ: 1500).
32.3. Написать уравнение реакции получения политетрафторэтилена (фторпласта-4) и определить среднюю молекулярную массу полимера, если степень полимеризации равна 1200. (Ответ: 120000).
32.4. Составить уравнение реакции сополимеризации пропилена и изобутилена. Вычислить степень полимеризации, если полимер имеет молекулярную массу 160000. (Ответ: 1600).
32.5. Как можно получить винилхлорид, имея карбид кальция, хлорид натрия, серную кислоту и воду? Написать уравнения соответствующих реакций. Составить схему полимеризации винилхлорида.
32.6. Муравьиный альдегид вступает в реакцию поликонденсации с мочевиной CO(NH2)2 и образует синтетическую карбамидную смолу. Написать уравнение реакции поликонденсации, считая, что на 2 моль мочевины необходим 1 моль формальдегида.
32.7.Как из карбида кальция и воды, применив реакцию Кучерова, получить уксусный альдегид, а затем винилуксусную кислоту? Написать уравнения соответствующих реакций. Привести схему полимеризации винилацетата.
32.8. Привести схему сополимеризации акрилонитрила CH2=CH−СN и винилацетата СН2=СН−СН2−СООН.
32.9. Привести схему получения полимера при реакции сополимеризации стирола и акрилонитрила.
32.10. Составить схему поликонденсации адипиновой кислоты C4H8(COOH)2 и гексаметилендиамина (NH2)2(CH2)6.
32.11. Написать структурную формулу метакриловой кислоты. Какое соединение получается при взаимодействии ее с метанолом? Написать уравнение реакции. Составить схему полимеризации образующегося продукта.
32.12. Как можно получить винилхлорид, имея карбид кальция, хлорид натрия, серную кислоту и воду? Написать уравнения соответствующих реакций. Составить схему полимеризации винилхлорида.
32.13. Полимером какого непредельного диенового углеводорода является натуральный каучук? Написать структурную формулу этого углеводорода и реакцию его полимеризации.
32.14. Составить схему сополимеризации бутадиена и стирола.
32.15. Для получения синтетического волокна «энант» в качестве мономера используют аминоэнантовую кислоту NH2–(CH2)6–COOH. Составить схему поликонденсации аминоэнантовой кислоты.
32.16. Составить схему сополимеризации изопрена и изобутилена.
32.17. Написать уравнение реакции поликонденсации карбамида CO(NH2)2 с уксусным альдегидом, исходя из того, что с каждыми 3 моль карбамида вступают в реакцию 2 моль альдегида.
32.18. При взаимодействии этилакриловой кислоты CH2=C(C2H5)–COOH с пропиловым спиртом C3H7OH образуется пропилэтилакрилат. Написать реакцию его получения и полимеризации. Какая масса полимера получится в результате реакции, если степень полимеризации равна 32? (Ответ: 4992).
32.19. Написать уравнение реакции получения метилового эфира метакриловой кислоты и реакцию полимеризации его в полиметилметакрилат. Определить среднюю молекулярную массу полимера, если степень полимеризации равна 150. (Ответ: 13200).
32.20. Волокно «лавсан» является продуктом поликонденсации терефталевой кислоты C6H4(COOH)2 и этиленгликоля. Соотношение между числом молекул терефталевой кислоты и этиленгликоля 2:1. Изобразить строение структурного звена этого полимера.
Лабораторная работа 33
Качественный анализ металлов
Цель работы: изучить качественные реакции на катионы металлов.
Задание: перевести исследуемые металлы в растворимое состояние и доказать наличие катионов определенных металлов с помощью специфическх качественных реакций. Выполнить требования к результатам работы, оформить отчет, решить задачу.
Качественный анализ – это совокупность химических, физико-химических и физических методов, применяемых для обнаружения компонентов, входящих в состав анализируемого вещества или смеси веществ. Методы качественного анализа в водных растворах сводятся к проведению химических реакций между ионами анализируемого вещества и прибавленных к ним реагентов (реактивов). Обычно проводят характерные реакции, которые могут быть замечены по какому-либо внешнему эффекту, например по образованию осадков, выделению газа, изменению окраски раствора или осадка и т.д.
Реагенты, применяемые в качественном анализе, делятся на групповые и специфические.
Специфическими реагентами называются такие реагенты, которые дают в определенных условиях характерную реакцию только с одним каким-либо ионом. Например, реактивом на ион Fe3+ является раствор гексацианоферрата (II) калия (желтая кровяная соль), который образует с катионом Fe3+ темно-синий осадок берлинской лазури:
4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] = Fe4[Fe(CN)6]3↓ + 12KCl.
Также для обнаружения ионов Fe3+ используется роданид аммония (NH4SCN) или калия (KSCN), который образует с катионом Fe3+ роданид железа Fe(SCN)3 кроваво-красного цвета.
Групповыми реагентами называются такие реактивы, которые дают аналогичные реакции с несколькими ионами. Ионы, одинаково относящиеся к групповому реагенту, называются ионами одной аналитической группы.
Существуют различные аналитические классификации катионов по группам. Для идентификации с помощью образования малорастворимых соединений наиболее распространенными являются кислотно-основная и сероводородная.
Кислотно-основная классификация основана на использовании в качестве групповых реагентов водных растворов кислот и щелочей. По этой классификации групповым реагентом на катионы Ca2+, Sr2+, Ba2+, Pb2+ является раствор серной кислоты H2SO4, реже – растворимые сульфаты Na2SO4, K2SO4, (NH4)2SO4. Названные катионы образуют с групповым реагентом нерастворимые сульфаты МSO4 белого цвета.
Сероводородная классификация базируется на использовании групповых реагентов: растворов HCl; H2S; (NH4)2S и (NH4)2CO3.
Для ионов Ag+, Pb2+, Hg2+ групповым осадителем служит HCl (образуются нерастворимые хлориды белого цвета); для ионов Ca2+, Sr2+, Ba2+ – (NH4)2CO3 (получаются нерастворимые карбонаты МСО3 белого цвета); для ионов Al3+, Cr3+, Fe3+, Fe2+, Mn2+, Co2+, Ni2+, Zn2+, Pb2+, Cd2+ и др. – (NH4)2S. При действии группового реагента на ионы Fe2+, Co2+, Ni2+, Pb2+, Сu2+ образуются нерастворимые сульфиды черного цвета, сульфид цинка ZnS белого цвета, CdS − желтый. Сульфиды алюминия, хрома (III), железа (III) подвергаются гидролизу, поэтому в водном растворе не образуются. Вместо сульфидов выделяются продукты их гидролиза − гидроксиды этих металлов и сероводород.
Все темы данного раздела:
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
1.1. а). Написать уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:
.
б). Ка
Данные опыта и результаты расчетов
Масса цинка
m (Zn), г
Объем выделившегося водорода V, л
Условия опыта
Масса водорда
m
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
Данные опыта и результаты расчетов
Температура Т, К
Изменение
энтальпии
∆Н, кДж
∆Н°нейтр.практ., кДж/моль
∆
Таким образом, тепловой эффект реакции равен –853,8 кДж, а составляет –822,2 кДж/моль.
Пример 3.3.Исходя из термохимических уравнений:
Н2 (г) + О2 (г) = Н2О2 (ж), ΔН°(1) = –187 кДж; (1)
Выполнение работы
Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ и температуры удобно исследовать на примере взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой:
Na2S2
Данные опыта и результаты расчетов
Номер
пробирки
Объем, мл
Относительная
концентрация Na2S2O3, %
Время τ, с
Отн
Данные опыта и результаты расчетов
Номер
пробирки
Температура t, °С
Время τ, с
Относительная
скорость, V=100/τ
g
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
4.1. Реакция протекает по уравнению 3Н2 + СО = СН4 + H2O.
Начальные концентрации реагирующих веществ были (моль/л):
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
Для опыта удобно воспользоваться реакцией
FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN)3 + 3KCl.
Из веществ этой системы только роданид железа (III) Fe(SCN)3 окраше
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
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
6.1. При нагревании диоксида азота в закрытом сосуде до некоторой температуры равновесие реакции 2NO2 2NO + O
Выполнение работы
Опыт 1. Приготовление приблизительно 0,1 н. раствора соляной кислоты
(Проводить в вытяжном шкафу!). Налить в цилиндр концентрированный раствор соляной кислоты и
Данные опыта и результаты расчетов
Номер
титрования
V (HCl)
(объем кислоты)
V (NaOH)
(объем щелочи)
Vср (NaOH)
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
7.1. В одном литре раствора содержится 10,6 г карбоната натрия Na2CO3. Рассчитать молярную концентрацию, молярную концентрацию эквивалентов и
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
8.1. Составить молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) K2S и CuSO4; б) AgNO3 и NH4Cl;
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.
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
10.1. Составить схему строения мицеллы золя сульфида мышьяка As2S3 в растворе сульфида натрия.
10.2.Какой из солей: Ca(NO3
Опыт 1. Влияние среды на окислительно-восстановительные реакции
В три пробирки налить по 2–3 мл раствора перманганата калия KMnO4. В первую пробирку прилить 1–2 мл разбавленной серной кислоты, во вторую 1–2 мл воды, в третью – 1–2 мл концентрированно
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.
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
11.1. а). Исходя из степени окисления серы в веществах S, H2S, Na2SO3, H2SO4, определить, какое из них является только окисли
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
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
12.1. а). Чему равна величина ЭДС гальванического элемента, составленного из стандартных цинкового и серебряного электродов, погруженных в растворы их солей? Привести схему гальван
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
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
14.1. Закончить и уравнять реакции:
а) Ba + H2O = …; б) Sn + NaOH + H2O = …;
в) Sn + HNO3 (разб.) = …; г) Hg + H2SO
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
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
17.1. Какую массу Na3PO4 надо прибавить к 500 л воды, чтобы устранить ее карбонатную жесткость, равную 5 ммоль/л? (Ответ: 136,75 г).
Выполнение работы
Опыт 1. Взаимодействие алюминия с кислородом и водой
Две алюминиевые проволоки зачистить наждачной бумагой. В пробирку налить 2–3 мл концентрированного раствора
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
18.1. Составить уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:
Al → Al2(SO4)3 → Al(OH)
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
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
20.1. Закончить уравнения реакций: а) K2Cr2O7 + KI + H2SO4 = …;
б) CrO3 + NaOH = …; в) CrCl3 +
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.
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
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
22.1. Закончить уравнения реакций: а) Fe + H2SO4 (разб.) = …;
б) Fe + HNO3 (оч. разб.) = …; в) Ni + H2SO4 (конц.) =
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
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
25.1. Закончить уравнения реакций: а) KMnO4 + H2S + H2SO4 = …;
б) H2S + H2O2 = …; в) H2
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
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
27.1. Сколько кубических метров СО2 (условия нормальные) можно получить из 1 т известняка, содержащего 95 % СаСО3? (Ответ: 212,8 м3).
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 (
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
28.1.Составить уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:
Al4C3 → CH4 → CH3Br &
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
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
30.1.Составить уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:
С2Н4 → С2Н5СОН → С
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
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?
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
34.1. Написать молекулярные и ионные уравнения трех реакций, позволяющих обнаружить в растворе ионы SO42−.
34.2. Какие веществ
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,
Данные опыта и результаты расчетов
Номер
титрования
V (FeSO4)
Объем соли железа
V (KMnO4)
Объем перманганата калия
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
35.1. На титрование 20 мл 0,1 М раствора HCl потребовалось 16 мл КОН. Чему равна молярная концентрация КОН? (Ответ: 0,125 моль/л).
35.2. Выч
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Настоящее учебно-практическое пособие написано коллективом авторов на основе многолетнего опыта работы кафедры химии Иркутского государственного технического университета. Оно охватывает основные р
Плотность раствора соляной кислоты при 15 °С
Плотность ρ, г/мл
Массовая доля кислоты ω, %
1,100
20,01
1,105
Растворимость некоторых солей и оснований в воде
Анионы
Катионы
Li+
Na+
K+
NH4+
И электродные реакции для некоторых металлов
Электрод
Электродная
реакция
jo , В
Электрод
Электродная
реакция
jo
Периодическая система
Периоды
Ряды
Г Р У П П Ы
IA IB
IIA IIB
IIIA IIIB
IVA IVB
Новости и инфо для студентов