khimia_metodichka_2

152.Почему в железной бочке можно хранить концентрированную серную кислоту и нельзя хранить разбавленную? Почему никель устойчив в щелочных растворах?

153.Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот. Почему?

Однако, если к медной пластинке, опущенной в кислоту, прикоснуться цинковой, то на меди начнѐтся бурное выделение водорода. Дать этому объяснение, составив электронные уравнения анодного и катодного процессов.

Написать уравнение протекающей химической реакции.

154.Как происходит атмосферная коррозия лужѐного железа и лужѐной меди при нарушении покрытия? Составить электронные уравнения анодного и катодного процессов.

155.В раствор соляной кислоты поместили цинковую пластинку и цинковую пластинку, частично покрытую медью. В каком случае процесс коррозии цинка происходит интенсивнее? Ответ мотивировать, составив электронные уравнения соответствующих процессов.

156.Железное изделие покрыли кадмием. Какое это покрытие – анодное или катодное? Почему? Составить электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе и соляной кислоте. Какие продукты коррозии образуются в первом и втором случаях?

157.Железное изделие покрыли свинцом. Какое это покрытие – анодное или катодное? Почему? Составить электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе и соляной кислоте. Какие продукты коррозии образуются в первом и втором случаях?

158.Две железные пластинки, частично покрытые одна оловом, другая медью, находятся во влажном воздухе. На какой из этих пластинок быстрее образуется ржавчина? Почему? Составить электронные уравнения анодного и

катодного процессов коррозии этих пластинок. Каков состав продуктов коррозии железа?

159. Как влияет pH среды на скорость коррозии железа и цинка? Почему?

Составить электронные уравнения анодного и катодного процессов атмосферной коррозии этих металлов.

160. Железные бочки применяют для транспортировки концентрированной серной кислоты, но после освобождения от кислоты бочки совершенно разрушаются вследствие коррозии. Чем это можно объяснить? Что является катодом и что анодом? Составить электронные уравнения соответствующих процессов.

9. КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Примеры решения задач

Пример 1. Из раствора комплексной соли CoCl3·5NH3 нитрат серебра осаждает только 2/3 содержащегося в ней хлора. В растворе соли не обнаружено ионов кобальта и свободного аммиака. Измерение электрической проводимости раствора показывает, что соль распадается на три иона. Каково координационное строение этого соединения? Написать уравнение диссоциации комплексной соли.

Решение. Отсутствие в растворе указанной соли ионов Co3+ и свободного аммиака означает, что эти компоненты входят во внутреннюю сферу комплексного соединения. Кроме того, во внутреннюю сферу входит один хлорид-ион, не осаждаемый AgNO3. Следовательно, состав внутренней сферы соответствует формуле [Co(NH3)5Cl]2+. Во внешней сфере находятся два хлорид-иона, компенсирующие заряд внутренней сферы комплекса:

[Co(NH3)5Cl]Cl2. Диссоциация комплексной соли в растворе протекает по схеме

[Co(NH3)5Cl]Cl2 = [Co(NH3)5Cl]2+ + 2Cl–,

что согласуется с данными по электрической проводимости.

Пример 2. Константа нестойкости иона [Ag(CN)2]– составляет 1 10-21.

Вычислить концентрацию ионов серебра в 0,05М растворе K[Ag(CN)2],

содержащем, кроме того, 0,01 моль/л KCN.

Решение. Вторичная диссоциация комплексного иона протекает по уравнению:

[Ag(CN)2]– Ag+ + 2CN–.

В присутствии избытка ионов CN–, создаваемого в результате диссоциации KCN (которую можно считать полной), это равновесие смещено влево настолько, что количеством ионов CN–, образующихся при вторичной диссоциации, можно пренебречь. Тогда [CN–] = CKCN = 0,01 моль/л. По той же причине равновесная концентрация ионов [Ag(CN)2]– может быть приравнена общей концентрации комплексной соли (0,05 моль/л).

По условию задачи:

Отсюда выражаем концентрацию ионов Ag+:

соединений: CoCl3 6NH3 , CoCl3 5NH3 H2O . Валентность кобальта равна

(III), координационное число – 6. Назвать эти соединения.

162. Назвать следующие комплексные соединения: [Cr(SCN) 3 (NH3 )] ,

[Cu(NH3 )4 ]SO 4 , K[PtCl5 (NH3 )], [Al(H 2O)3 ]Cl3 , Na[Co(NO 2 )4 (NH3 )2 ] ,

[Ag(NH 3 )2 ]Cl .

163. Написать формулы возможных изомеров следующих соединений:

[CoCl(NH3 )5 ]Cl 2 , [PtBr2 (NH3 )4 ]SO 4 , [CoCN(NH 3 )4 H2O]Br2 .

164. Определить заряд следующих комплексных ионов: Cr(NH3)5NO3,

[Pd(NH3 )Cl], [Ni(CN)4 ] , если комплексообразователями являются катионы Cr3+, Pd2+, Ni2+. Написать формулы комплексных соединений, содержащих эти ионы.

165. Составить координационные формулы следующих комплексных

комплексных соединений хрома, одно из которых [Cr(H2O)6 ]Cl3 . Составить формулы остальных шести соединений и написать уравнения их диссоциации в водных растворах.

168. Написать выражения для констант нестойкости комплексных ионов:

[Ag(NH 3 )2 ], [Fe(CN)6 ]4, [PtCl6 ]2. Чему равны степень окисления и координационное число комплексообразователя в этих ионах?

169. Составить координационные формулы следующих комплексных соединений платины: PtCl3 6NH3 , PtCl4 4NH3 , PtCl4 2NH3 . Валентность платины равна (IV), координационное число – 6. Написать уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах. Какое из этих веществ является комплексным неэлектролитом ?

170.Написать формулы геометрических изомеров следующих соединений: [Pt(H2O)2 Cl2 ] , [Cu(NH 3 )2 (NO2 )2 ] .

171.Написать выражения для констант нестойкости следующих

комплексных ионов: [Ag(CN) 2 ], [Ag(NH 3 )2 ], [Ag(SCN) 2 ]. Зная, что они соответственно равны 1,0·10-21, 6,8·10-8, 2,0·10-11, укажите, в каком растворе,

содержащем эти ионы (при равной молярной концентрации), больше ионов

Ag+.

172. Написать формулы возможных изомеров следующих соединений:

Li3[Co(SCN) 2 Br4 ] , [Pt(NH3 )4 Cl2 ]Br2 , [Cr(H2O)6 ]Cl3 .

173.Константы нестойкости комплексных ионов [Co(NH3 )6 ]3,

[Fe(CN)6 ]4 , [Fe(CN)6 ]3 соответственно равны 6,2·10-36, 1,0·10-37, 1,0·10-44.

Какой из этих ионов является более прочным? Написать выражения для констант нестойкости указанных комплексных ионов и формулы соединений,

содержащих эти ионы.

174. Написать формулы следующих комплексных соединений:

а) нитрат роданопентаамминкобальта (III);

б) гексацианоферрат (III) калия;

в) бромид бромотриамминплатины (II);

г) дицианоаргентат (I) калия;

д) гидросульфат сульфатопентаамминкобальта (III);

е) тетрароданоплатинат (II) калия.

175.Определить заряд и координационное число комплексообразователя

вкомплексных соединениях: K3[Co(NO2 )6 ] , K2[Co(CN)4 ] . Написать уравнения

диссоциации этих соединений в водном растворе.

176. Написать формулы следующих комплексных соединений: а) иодид пентаамминаквоиридий (III); б) пентахлорогидроксорутенат (IV) калия;

в) хлорид хлоропентаамминиридий (II); г) бромид хлоротриамминплатина (II);

д) хлорид тетраамминнитрохлороплатина (IV); е) иодид гексаамминкобальт (III).

177.Определить заряд комплексного иона и заряд комплексообразователя

всоединении K3[Al(OH)6 ] . Написать уравнение диссоциации этого соединения

вводном растворе.

178.Указать для комплексных соединений H2[PtCl6 ] , [Ag(NH 3 )2 ]Cl ,

[Cu(NH3 )4 ]SO 4 , K[Al(OH)4 ] : а) комплексообразователь; б) координационное

число комплексообразователя; в) заряд комплексообразователя; г) лиганды.

Почему молекулы аммиака могут быть лигандами в комплексном соединении? 179. Составить координационные формулы следующих комплексных

соединений кобальта: 3NaNO2 Co(NO2 )3 , 2KNO2 NH3 Co(NO2 )3 , Co(NO2 )3 3NH3 . Написать уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах. Какое из них является комплексным неэлектролитом?

180. Написать формулы следующих комплексных соединений: а) бромид гексаамминосмий (III); б) бромопентанитроплатинат (IV) калия; в) хлорид диоксотетраамминосмий (IV); г) дихлортетранитроиридат (III) натрия; д)

нитрат дихлортетраамминродоний (III); е) пентахлороакворутенат (III) натрия.

10. S-ЭЛЕМЕНТЫ

Задачи для самостоятельного решения

181.Можно ли получать щелочные металлы электролизом? Ответ пояснить. Привести примеры уравнений электродных реакций получения щелочного металла.

182.Почему щелочные металлы неустойчивы на воздухе и в водных растворах? Ответ пояснить на основе законов термодинамики и кинетики.

Написать уравнения соответствующих реакций.

183.Какую степень окисления может проявлять водород в своих соединениях? Привести примеры реакций, в которых водород является окислителем и восстановителем.

184.Как изменяются свойства гидроксидов элементов II периода по мере увеличения порядкового номера элемента? Привести примеры химических реакций взаимодействия оксидов с водой.

185.Почему щелочноземельные металлы неустойчивы на воздухе, а

бериллий и магний достаточно устойчивы?

186.Написать реакцию взаимодействия гидридов лития и кальция с водой. Методом электронного баланса расставить коэффициенты.

187.В чем состоит отличие оксидов бериллия и оксидов других элементов II группы главной подгруппы? Как изменяются восстановительные свойства элементов II группы главной подгруппы по мере возрастания порядкового номера элемента и почему?

188.Гидроксид какого из s-элементов проявляет амфотерные свойства?

Составить молекулярные и ионные уравнения реакций этого гидроксида:

а) с кислотой; б) со щелочью.

189.Как получают металлический натрий? Составить электронные уравнения процессов, проходящих на электродах при электролизе расплава гидроксида натрия.

190.Какие свойства может проявлять перекись водорода в окислительно-

восстановительных реакциях? Почему? На основании электронных уравнений

написать уравнения реакций H2O2 с: a) Ag2O; б) KJ.

191.Как можно получить гидрид и нитрид кальция? Написать уравнения реакций этих соединений с водой. К окислительно-восстановительным реакциям составить электронные уравнения.

192.Написать уравнения реакций натрия с водородом, кислородом,

азотом и серой. Какую степень окисления приобретают атомы окислителя в каждой из этих реакций?

193. Составить электронные и молекулярные уравнения реакций: а)

бериллия с раствором щелочи; б) магния с концентрированной серной кислотой, имея в виду максимальное восстановление последней.

194.Какие соединения магния и кальция применяются в качестве вяжущих строительных материалов? Чем обусловлены их вяжущие свойства?

195.Какие соединения называются негашеной и гашеной известью?

Составить уравнения их получения. Какое соединение образуется при прокаливании негашеной извести с углем? Что является окислителем и восстановителем в последней реакции? Составить электронные и молекулярные уравнения.

196. Составить уравнения реакций, которые нужно провести для

осуществления следующих превращений:

Са СаН2 Са(ОН)2 СаСО3 Са(НСО3)2.

197.Как можно получить карбид кальция? Что образуется при его взаимодействии с водой? Написать уравнения соответствующих реакций.

198.Составить электронные и молекулярные уравнения реакций взаимодействия: а) кальция с водой; б) магния с азотной кислотой, учитывая максимальное восстановление последней.

199.Как можно получить гидроксиды щелочных металлов? Почему едкие щелочи необходимо хранить в хорошо закрытой посуде? Составить уравнения реакций, происходящих при насыщении едкого натра хлором.

200.Назвать три изотопа водорода. Указать состав их ядер. Что такое тяжелая вода? Как она получается и каковы ее свойства?

11.ЖЁСТКОСТЬ ВОДЫ И МЕТОДЫ ЕЁ УСТРАНЕНИЯ

Примеры решения задач

Пример 1. Вычислить жѐсткость воды, в 100 л которой содержится 41 г

Ca(HCO3)2.

Решение. В 1 л воды содержится 41/100 = 0,41 г Ca(HCO3)2. Это составляет 0,41/81 = 0,0051 экв (81 – эквивалентная масса гидрокарбоната кальция, равная половине молярной массы). Отсюда жѐсткость воды:

Пример 2. Сколько граммов MgSO4 содержится в 1000 л воды, если жѐсткость, обусловленная присутствием этой соли, равна 4,5 мэкв.

Решение. Эквивалентная масса сульфата магния равна половине его молярной массы, то есть 120/2 = 60. В 1000 л воды с жѐсткостью 4,5 мэкв содержится 4,5 1000 = 4500 мэкв или 4500 60 = 270000 мг = 270 г

Пример 3. Сколько граммов соды Na2CO3 надо прибавить к 10 л воды,

чтобы устранить еѐ общую жѐсткость, равную 4,64 мэкв.

Решение. В 10 л воды содержится 4,64 10 = 46,4 мэкв солей,

обусловливающих жѐсткость воды. Для устранения жѐсткости следует прибавить 46,4 53 = 2459,2 мг 2,46 г кальцинированной соды (53 −

эквивалентная масса соды, равная половине еѐ молярной массы).

Пример 4. Концентрация ионов Mg2+ в технической воде 40 мг/л,

концентрация ионов Ca2+ – 96 мг/л. Вычислить общую жѐсткость воды.

Решение. 1 мэкв жѐсткости отвечает содержанию 20,04 мг/л ионов Ca2+

или 12,16 мг/л ионов Mg2+. Согласно определению жѐсткости воды:

где [Ca2+] и [Mg2+] – концентрации ионов, мг/л.

Задачи для самостоятельного решения

201.Присутствие каких солей в природной воде обусловливает еѐ жѐсткость? Какие химические реакции происходят при добавлении к жѐсткой воде: а) Na2CO3; б) NaOH; в) Ca(OH)2? Рассмотрите случаи постоянной и временной жѐсткости.

202.Чему равна временная жѐсткость воды, в 1 л которой содержится

0,146 г гидрокарбоната магния? Как можно устранить временную жѐсткость? 203. В 1 м3 воды содержится 120 г сульфата натрия. Вычислить жѐсткость

этой воды.

204. Сколько граммов Ca(OH)2 необходимо прибавить в 1000 л воды,

чтобы удалить временную жѐсткость, равную 2,86 мэкв/л?

205. Жѐсткость воды, содержащей только гидрокарбонат кальция, равна

1,785 мэкв/л. Определить массу гидрокарбоната кальция в 1 л воды.

206.Составить ионные и молекулярные уравнения реакций, проходящих при добавлении к раствору Ca(HCO3)2: а) KOH; б) Na2CO3; в) Na3PO4.

207.Сколько карбоната натрия надо добавить к 5 л воды, чтобы устранить общую жѐсткость, равную 4,6 мэкв/л.

208.В 1 л воды содержится 38 мг ионов Mg2+ и 108 мг Ca2+. Вычислить общую жѐсткость воды.

209.При кипячении 250 мл воды, содержащей гидрокарбонат кальция,

выпал осадок массой 35 мг. Чему равна жѐсткость воды?

210. Чему равна временная жѐсткость воды, в 20 л которой содержится

3,1 г гидрокарбоната магния?

211.Путѐм анализа было установлено, что в 1 литре исследуемой воды содержится 42 мг ионов магния и 112 мг ионов кальция. Вычислить общую жѐсткость воды.

212.Чему равна жѐсткость воды, если для устранения еѐ к 100 л воды потребовалось прибавить 15,9 г соды?

213.Какова временная жѐсткость воды, в 1 литре которой содержится

0,28 г гидрокарбоната кальция?

214.Сколько граммов Na3PO4 надо прибавить к 500 мл воды, чтобы устранить еѐ карбонатную жѐсткость, равную 4 мэкв/л.

215.Жѐсткость воды, содержащей только гидрокарбонат магния, равна

1,94 мэкв/л. Определить массу гидрокарбоната магния в этой воде.

216. Вычислить постоянную жѐсткость воды, зная, что для удаления ионов кальция, содержащихся в 50 л этой воды, потребовалось прибавить к воде 10,8 г безводной буры.