Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методичка к защитам по химии

.pdf
Скачиваний:
1281
Добавлен:
10.02.2015
Размер:
1.07 Mб
Скачать

в) Ca(OH)2. Рассмотрите случаи карбонатной и некарбонатной же- сткости.

Взадаче 52 приведите уравнения реакций, происходящих при кипячении воды, содержащей Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, Fe(HCO3)2.

Можно ли использовать кипячение для устранения некарбонатной жесткости воды?

Взадаче 53. Допишите уравнения химических реакций, про- текающих в водном растворе:

кипячение

 

кипячение

а) Ca(HCO3)3 ;

б) Fe(HCO3)2 ;

в) Сa(HCO3)2 + CaO ;

 

г) Ca(HCO3)2 + Na2CO3 ;

д) MgCl2 + Na3PO4 ;

е) MgSO4 + Na2CO3 + H2O ;

В задачах 54−59 рассчитайте жесткость воды, обусловленную наличием растворенного гидрокарбоната кальция Ca(HCO3)2, если известно уменьшение массы воды при ее кипячении за счет обра- зовавшегося осадка. Напишите уравнение химической реакции, приводящей к образованию осадка.

VH2O , л

m, мг

VH2O , л

m, мг

п/п

п/п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

54

3,0

200

57

3,5

220

 

 

 

 

 

 

55

2,0

100

58

4,0

300

 

 

 

 

 

 

56

1,0

50

59

5,0

350

 

 

 

 

 

 

В задачах 60−67 рассчитайте постоянную жесткость воды Нпост, если известна общая жесткость воды Нобщ и масса CaCO3, образовавшаяся при кипячении заданного объема воды.

VH2O , л

mCaCO

, г

Нобщ,

п/п

3

 

 

3

моль/м

60

5,0

1,3

 

7,0

 

 

 

 

 

61

10,0

2,0

 

7,0

 

 

 

 

 

62

15,0

2,2

 

7,0

 

 

 

 

 

63

30,0

7,5

 

6,0

 

 

 

 

 

VH2O , л

mCaCO

 

, г

Нобщ,

п/п

 

3

 

 

 

3

моль/м

64

40,0

 

 

8,0

 

10,0

 

 

 

 

 

 

 

 

65

50,0

10,0

 

6,5

 

 

 

 

 

 

 

 

66

70,0

9,5

 

 

6,0

 

 

 

 

 

 

 

67

100,0

10,0

 

7,0

 

 

 

 

 

 

 

 

20

В задачах 68−75 рассчитайте: а) массу осадка после термиче- ского умягчения воды; б) массу Na2CO3, необходимую для устра- нения общей жесткости воды, если анализ воды, содержащей рас- творимые соли кальция, дал следующие результаты:

Нобщ,

Нкарб,

VH2O ,

Нобщ,

Нкарб,

VH2O ,

п/п

моль/м3

моль/м3

м3

п/п

моль/м3

моль/м3

м3

68

2,0

1,0

5,0

72

10,0

7,0

10,0

 

 

 

 

 

 

 

 

69

10,0

2,0

4,0

73

12,0

6,0

2,0

 

 

 

 

 

 

 

 

70

8,0

3,0

1,0

74

5,0

4,0

1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

71

7,5

4,0

3,0

75

5,0

3,0

5,0

 

 

 

 

 

 

 

 

В задачах 76−81 рассчитайте карбонатную жесткость воды, если для ее устранения в заданном объеме воды была израсходо- вана известная масса Ca(OH)2.

VH2O , л

mCa(OH)2 , г

VH2O , л

mCa(OH)2 , г

п/п

п/п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

76

1,0

0,37

79

5,0

2,18

 

 

 

 

 

 

77

2,0

0,05

80

6,0

1,02

 

 

 

 

 

 

78

2,5

0,62

81

10,0

3,70

 

 

 

 

 

 

В задачах 82−89 рассчитайте общую жесткость воды, если для умягчения заданного объема воды потребовалась известная масса

Na2CO3 · 10H2O.

VH

O ,

м

3

m Na

2

CO

3

·10H

2

, кг

VH

O , м

3

m Na

2

CO

3

·10H

2

, кг

п/п

 

п/п

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

82

0,5

 

 

 

 

0,527

 

 

86

7,0

 

 

 

0,300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

83

1,0

 

 

 

 

0,260

 

 

87

8,0

 

 

 

0,510

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

84

2,0

 

 

 

 

0,800

 

 

88

8,5

 

 

 

0,423

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

85

10,0

 

 

 

 

3,200

 

 

89

10,0

 

 

 

5,300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В задачах 90−95 определите, какую массу Na3PO4 необходимо добавить для умягчения заданного объема воды при известном значении общей жесткости Нобщ.

21

VH

O , м3

Н

общ

, моль/л

VH

O , м3

Н

, моль/л

п/п

2

 

 

 

п/п

2

 

общ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90

1,0

 

 

5,1

93

15,0

 

3,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

91

5,0

 

 

2,5

94

20,0

 

2,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

92

10,0

 

 

1,5

95

25,0

 

3,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В задачах 96−108 рассчитайте, в каком объеме воды можно устранить жесткость Нобщ с помощью катионита массой m, имею- щего рабочую обменную емкость Е.

Нобщ,

m, кг

Е,

Нобщ,

m, кг

Е,

п/п

моль/м3

ммоль/г

п/п

моль/м3

ммоль/г

96

2,5

2,4

1,0

103

8,0

0,7

3,0

 

 

 

 

 

 

 

 

97

6,5

0,4

1,5

104

4,0

0,2

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

98

5,0

0,5

2,0

105

4,5

0,3

1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

99

7,5

2,0

2,5

106

3,0

0,6

2,5

 

 

 

 

 

 

 

 

100

6,0

1,0

2,0

107

3,5

0,6

2,0

 

 

 

 

 

 

 

 

101

2,0

0,1

1,5

108

7,0

1,5

1,8

 

 

 

 

 

 

 

 

102

10,0

1,0

3,0

 

 

 

 

 

 

 

 

В задачах 109–112 определите, какая масса катионита с рабо- чей обменной емкостью Е необходима для умягчения 100 л воды с общей жесткостью Нобщ.

Е, ммоль/г

Нобщ, моль/м3

Е, ммоль/г

Нобщ, моль/м3

п/п

 

 

п/п

 

 

109

5,0

15,0

111

2,0

5,0

 

 

 

 

 

 

110

3,0

10,0

112

1,5

2,0

 

 

 

 

 

 

В задачах 113–115 рассчитайте значение устраненной жестко- сти, если через катионит массой m с рабочей обменной емкостью Е пропущен (до полного насыщения катионита) объем воды V. При- ведите уравнение реакции, лежащей в основе устранения жестко- сти воды методом ионного обмена (формула катионита − NaR).

22

VH2O , л

mкатионита, г

Е, ммоль/г

п/п

 

 

 

 

 

 

 

113

50,0

100,0

3,6

 

 

 

 

114

75,0

200,0

2,2

 

 

 

 

115

100,0

200,0

3,0

 

 

 

 

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

В задачах 1–25 укажите, к какому типу окислительно-восста- новительных реакций (межмолекулярные, внутримолекулярные, диспропорционирования, контрпропорционирования) относятся следующие реакции, подберите коэффициенты методом электрон- ного баланса, укажите окислитель и восстановитель.

Схемы уравнений реакций

п/п

 

 

 

1

N2O5 NO2 + O2

 

 

2

SO32− + MnO4 + H+ SO42 + Mn2+ + H2O

3

SO32− + O2 SO42

4

KClO2 KClO3 + KCl

 

 

5

NO + NO2 N2O3

 

 

6

CrO3 Cr2O3 + O2

 

 

7

HNO3 NO2 + O2 + H2O

 

 

8

H2S + H2SO3 S + H2O

 

 

9

KClO3 KCl + O2

 

 

10

K2 MnO4 + H2O KMnO4 + MnO2 + KOH

 

 

11

NH4NO3 N2O + H2O

 

 

12

MnCO3 + KClO3 MnO2 + KCl + CO2

 

 

13

(NH4)2CrO4 Cr2O3 + N2 + H2O + NH3

 

 

14

H2O2 H2O + O2

 

 

23

Окончание

Схемы уравнений реакций

п/п

 

 

 

15

H2S + SO2 S + H2O

 

 

16

SO2 + O3 SO3 + O2

 

 

17

KClO3 KCl + KClO4

 

 

18

P + KOH + H2O PH3 + KH2PO2

 

 

19

Cu(NO3)2 CuO + NO2 + O2

 

 

20

KOH + Cl2 KCl+ KClO3 + H2O

 

 

21

FeCl2 + Cl2 FeCl3

 

 

22

CrCl2 + H2O Cr(OH)Cl2 + H2

 

 

23

WC W2C + Cграфит

 

 

24

CO2 + C CO

 

 

25

Nb + H2O Nb2O5 + NbH

 

 

В задачах 26−40 расставьте коэффициенты в уравнениях окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель.

Схемы уравнений реакций

п/п

 

26

HNO2 + KMnO4 + H2SO4 HNO3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

 

 

27

K2Cr2O7 + Na2SO3 + H2SO4 Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O

 

 

28

NH3 + SO3 + H2O (NH4)2SO4

 

 

29

P + HNO3 + H2O H3PO4 + NO

 

 

30

Fe(CrO2)2 + K2CO3 + O2 Fe2O3 + K2CrO4 + CO2

 

 

31

AsH3 + HNO3 H3AsO4 + NO2 + H2O

 

 

32

Cu2S + HNO3 Cu(NO3)2 + H2SO4 + NO+ H2O

 

 

33

H2SO4 + HI I2 + H2S + H2O

 

 

34

BiCl3 + SnCl2 Bi + SnCl4

 

 

35

Fe + HNO3 Fe(NO3)3 + N2O + H2O

 

 

24

Окончание

Схемы уравнений реакций

п/п

 

 

 

36

PbS + HNO3 S + Pb(NO3)2 + NO + H2O

37

PbO2 + H2O2 Pb(OH)2 + O2

38

NaMnO4 + H2O2 + HCl NaCl + MnCl2 + O2 + H2O

39

V2O2 + NH3 VN + H2O + H2

40

CaO + MgO + Si CaSiO4 + Mg

В задачах 41–60 рассчитайте коэффициенты в уравнениях ре- акций, используя метод электронно-ионных схем (полуреакций), укажите окислитель и восстановитель.

Схемы уравнений реакций

п/п

 

41

KNO2 + KMnO4 + HCl KNO3 + MnCl2 + KCl + H2O

42

NaMnO4 + H2O2 + H2SO4 MnSO4 + Na2SO4 +O2 + H2O

43

AgNO3 + NaOH + H2O2 Ag + NaNO3 +O2 + H2O

44

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

45

K2MnO4 + H2O MnO2 + KMnO4 + KOH

46

Cl2 +KOH KClO + KCl + H2O

47

H2S + KMnO4 + H2SO4 S + MnSO4 + K2SO4+ H2O

48

NaNO3 + NaI + H2SO4 I2 + Na2SO4 + NO + H2O

49

FeSO4 + K2CrO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

50

H2O2 + KMnO4 MnO2 + KOH + O2 + H2O

51

HNO2 + KMnO4 + H2SO4 HNO3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

52

Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO + H2O

53

FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + MnSO4 + H2O

54

MnO2 + KClO3 + KOH K2MnO4 + KCl + H2O

55

Cr2(SO4)3 + Cl2 + NaOH Na2CrO4 + NaCl +Na2SO4 + H2O

56

H2S + HNO3 S + NO2 + H2O

57

K2Cr2O7 + SnCl2 + HCl SnCl4 + CrCl3 + KCl + H2O

58

Fe + NaNO3 + NaOH Na2FeO4 + N2 + H2O

59

As2O3 + HNO3 + H2O H3AsO4 + NO

60

K2S + KNO3 + H2O S + KNO2 + KOH

25

В задачах 61–78 допишите уравнения реакций, определите коэффициенты, используя метод электронно-ионных схем (полу- реакций).

Схемы уравнений реакций

п/п

 

 

 

61

Al + K2Cr2O7 + H2SO4 Al2 (SO4)3 + Cr2(SO4)3 +

62

S + KOH K2SO3 + K2S + ...

63

Na2SO3 + HNO3(конц.) Na2SO4 + ...

64

FeSO4 + H2SO4(конц.) Fe2(SO4)3 + SO2 + ...

65

CrCl3 + H2O2 + NaOH Na2CrO4 + …

66

Сl2 + FeSO4 + KOH Fe(OH)3 + …

67

SnCl2 + KMnO4 + HCl H2SnCl6 + …

68

KCNS + H2O2 HCN + KHSO4 + …

69

CuI + H2SO4 + KMnO4 CuSO4 + I2 +MnSO4 + …

70

NaBr + H2SO4 + NaBrO3 Br2 + Na2SO4 + …

71

KClO3 + KOH(конц.) +MnSO4 K2MnO4 + KCl + …

72

Na2SeO3 + NaOH + Cl2 Na2SeO4 + NaCl +…

73

KI + CuCl2 CuCl + …

74

PbS + HNO3 S + NO + …

75

KI + Fe2(SO4)3 I2 + …

76

Re + HNO3 HReO4 + NO + …

77

K2S + K2MnO4 + H2O MnO(OH)2 +

78

I2 + KOH KIO3 +KI +

В задачах 79−93 заполните пропущенные места в предложен- ных ниже схемах, составьте ионно-молекулярные уравнения полу- реакций и напишите полные уравнения реакций в молекулярной форме, расставив коэффициенты.

Схемы уравнений реакций

п/п

79Sn 2+ + FeCl3 Sn 4+ + …

80SO32− + MnO4 + OH …

81I+SO42− + H+ I2 +…

26

Окончание

Схемы уравнений реакций

п/п

 

 

 

82

Fe2+ + ClO3 Cl +…

83

NO2 + ClO3 Cl + …

84

H2O2 + H+ + I

85

Cu + NO2 + H+ NO + …

86

SO32 + MnO4 +H2O SO42− + OH …

87

Al + NO3+ H+ NH4NO3 + …

88

SO32− + Cr2O7+ H+ SO42− + …

89

Br+ BrO3+ H+ Br2 + …

90

CrO2 + H2O2 + OH CrO42 +…

91

Br2 + SnO22 + OH SnO32 +…

92

ClO3 + H+ + … C l + …

93

Zn + OH + … [Zn(OH)4]2−

Взадачах 94−105 расставьте коэффициенты любым способом

вследующих уравнениях реакций с участием комплексных соеди- нений.

Схемы уравнений реакций

п/п

 

 

 

94

Na[Сr(OH)4] + NaOH + Br2 Na2CrO4 + NaBr + H2O

95

Pt + HCl + HNO3 H2 [PtCl6] + NO + H2O

96

Ti + HNO3 + HF H2[TiF6] + NO + H2O

97

Zn + KOH + H2O K2[Zn(OH)4] + H2

98

K2[TaF7] + K Ta + KF

99

Zn + KClO3 + KOH + H2O K2[Zn(OH)4] + KCl

100

Be + NaOH + H2O Na2[Be(OH)4] + H2

101

TiCl3 + O2 + H2O [TiO]Cl2 + HCl

102

Au + O2 + H2O + KCN K[Au(CN)2]+ KOH

103

Nb + HNO3 + HF H2[NbF7] + NO + H2O

104

Au + HCl + HNO3 H[AuCl4] + NO + H2O

105

Zn + NaOH + H2O Na[Zn(OH)3] + H2

27

В задачах 106–120 укажите, в каких процессах произошло окисление, а в каких восстановление. Укажите степени окисле- ния атомов соответствующих элементов и количество отданных или принятых ими электронов.

Схемы уравнений реакций

 

п/п

 

 

 

 

 

 

 

 

106

а) NO2NO2;

б) NH4+ N2O;

в) Cl2 ClO

107

a) IO3I2;

б) NO3N2;

в) NO2 NO2

108

a) NO2NO3;

б) NO3NO;

в) S SO32−

109

a) Cl ClO3;

б) H2O2 O2;

в) NO3NH4+

110

a) I2 IO3;

б) SO32− S;

в) ClO3 Cl

111

a) MnO4MnO42−;

б) Cr 3+ Cr2O72−;

в) SO32− SO2

112

a) SO32− SO42−;

б) MnO4MnO2;

в) Sn 2+ Sn 4+

113

a) Cl2 Cl ;

б) Fe Fe 2+;

в) Cr2O72− Cr 3+

114

a) MnO4MnO(OH)2; б) SO42− S 2−;

в) I I2

115

a) [Сr(OH)4] CrO4

2−; б) Br2 Br ;

в) NO3N2O

116

a) Al [Al(OH)4] ;

б) H + H2;

в) Cu 2+ Cu +

117

a) Zn [Zn(OH)4] 2−;

б) Fe 2+ Fe;

в) H2O2 H2O

118

a) SeO32− SeO4 2−;

б) Cl2 Cl ;

в) S 2− S

119

a) As2O3 AsO43−;

б) NO3NO;

в) SO32− S

120

a) MnO4Mn 2+;

б) SO32− SO42−;

в) SnO22 SnO32

КИНЕТИКА ГОМОГЕННЫХ РЕАКЦИЙ

В задачах 1-10 определите, во сколько раз изменится скорость данной элементарной реакции (все участники реакции газооб- разные вещества) при изменении условий ее проведения: 1) при уменьшении концентрации компонента А в 3 раза; 2) при увеличе- нии общего давления в системе в 4 раза. Напишите выражение для скорости реакции. Укажите порядок реакции по каждому реагенту и общий порядок реакции. Температура системы постоянна.

28

Реакция

Реакция

п/п

п/п

 

 

1

2A B

6

2A + C F + D

 

 

 

 

2

2A + B C

7

A B

 

 

 

 

3

A + 2B C

8

2A 2B + C

 

 

 

 

4

3A C + D

9

A + B + C D

 

 

 

 

5

A + B C

10

A + 2C 3D

 

 

 

 

В задачах 11–20 определите, во сколько раз изменится ско- рость данной элементарной реакции (все участники реакции га- зообразные вещества) при изменении условий ее проведения:

1)при увеличении парциального давления компонента A в 2 раза;

2)при увеличении объема системы в 3 раза. Температура системы постоянна.

Реакция

Реакция

п/п

п/п

 

 

11

2A B

16

2A + C F + D

 

 

 

 

12

2A + B C

17

A B

 

 

 

 

13

A + 2B C

18

2A 2B + C

 

 

 

 

14

3A C + D

19

A + B + C D

 

 

 

 

15

A + B C

20

A + 2C 3D

 

 

 

 

В задачах 21–30 определите, во сколько раз изменится ско- рость реакции после того, как прореагирует указанная доля (%) одного из реагентов, если известны исходные концентрации реа- гирующих веществ.

Реакция

С0А, моль/л

С0В, моль/л

, %

п/п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

2B + A 3C

1

2

25 % A

 

 

 

 

 

22

2B + A C

1,5

3,0

25 % B

 

 

 

 

 

23

A + B C + D

1,2

2,0

75 % А

 

 

 

 

 

24

2A B + C

2,6

0

90 % А

 

 

 

 

 

29