22.2. Приклади розвязування типових задач

Задача 1. Розрахуйте, чи вистачить 20г олова, що містить 5% домішок, для одержання 2,24 л Н₂ (н.у.) у реакції олова з HCl?

Розв’язок. Розрахуємо, скільки в зразку олова діючої речовини: 20-20∙ 0,05 =19 г. Використовуючи закон еквівалентів, обчислимо, скільки необхідно металу для одержання зазначеного обєму Н₂: , тоді.

Для одержання 2,24 л Н₂ необхідно 5,9 г (Sn), що на 13,1 г менше, ніж дано за умовою. Відповідь: вистачить.

Задача 2. Визначте тепловий ефект реакції, використовуючи значення стандартних ентальпій утворення:

Розв’язок. По наслідку з закону Гесса:

Задача 3. Користуючись таблицею стандартних окисно-відновних потенціалів, визначте продукти і можливість протікання реакцій за стандартних умов:

а) ; б).

Розв’язок. а) Через більшу стійкість Sn (4+), у даній реакції Sn²⁺ є відновником: Sn²⁺-2 Sn⁴⁺, E⁰=-0,15B,

отже, Fe³⁺ - окисник: Fe³⁺+Fe²⁺, E⁰=0,771B. Е.Р.С.=Е⁰_ок.– Е⁰_відн.=0,771+0,15 = 0,921В. Реакція йде самовільно у прямому напрямку:

Sn²⁺ - 2 Sn⁴⁺ 1

Fe³⁺ + е  Fe² 2

Sn²⁺ +2Fe³⁺ = Sn⁴⁺ + 2Fe²⁺

б) Sn²⁺ - відновник: ;

K₂Cr₂O₇ - окисник: .

Е.Р.С. = 1,477+0,15 =1,627В. Реакція йде самовільно. Отже, рівняння реакції виглядає так:

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ +6 2Cr³⁺ + 7H₂O 1

Sn²⁺ -2е Sn⁴⁺ 3

3Sn²⁺ + Cr₂O₇^2- + 14H⁺ = 3Sn⁴⁺ + 2Cr³⁺ + 7H₂O

22.3. Задачі для самостійного рішення: 1071, 1072, 1077

2.4. Лабораторна робота

Необхідні прилади, устаткування, реактиви: розчини розведених і концентрованих кислот HCl, H₂SO₄, HNO₃, розчини NaOH, SnCl₂, KMnО₄, K₂Cr₂O₇, Bi(NO₃)₃, Pb(Ac)₂, CaOCl₂, KI, Na₂CO₃, кристалічні NH₄Cl, PbО₂, SnCl₂, PbCl₂.

Дослід 1. Взаємодія олова і свинцю з розчинами кислот і лугів

а) дія на Sn і Pb розведених кислот

У три пробірки кладуть по невеликій гранулі металевого олова, ще в три пробірки поміщають стільки ж свинцю. Випробують дію на ці метали кислот: 2н. HCl, HNO₃, H₂SO₄, додаючи їх по 1 - 2 мл у кожну пару пробірок. Відзначають повільну взаємодію на холоду. Обережно нагрівають пробірки, спостерігаючи виділення газоподібних продуктів. Записують рівняння реакцій.

У висновку вкажіть:чому не у всіх пробірках відбувається розчинення свинцю ?

б) дія на олово і свинець розчинів концентрованих кислот

Проводять за методикою, описаною в досліді 1а. (Досліди виконуються під тягою!)

У висновку вкажіть:чи впливає на характер реакції концентрація соляної кислоти ?

в) дія розчинів лугів

У 2 пробірки наливають по 1-2 мл розчину NaOH і вносять в одну пробірку – гранулу олова, а в іншу – гранулу свинцю. Нагрівають пробірки. Складають рівняння реакцій, з огляду на, що Sn²⁺ і Pb²⁺ утворюють при цьому гідроксокомплекси.

У висновку вкажіть: чому олово і свинець на відміну від заліза, нікелю і деяких інших металів розчиняються в лугах?

Дослід 2. Одержання гідроксидів і вивчення їхніх властивостей

У 2 пробірки доливають 1–2 мл розчину хлориду олова (2+). У кожну пробірку додають розчин NaOH до утворення осаду гідроксиду. До отриманого гідроксиду додають у першу пробірку кілька крапель кислоти 2н. HNO₃, а в іншу – стільки ж 2н. NaOH. Розчини струшують, домагаючись розчинення в обох випадках.

Аналогічний дослід проводять із сіллю свинцю (2+). Записують рівняння реакцій одержання нерозчинних гідроксидів і їхнє розчинення в кислоті і лузі, враховуючи, що в лужному середовищі утворюються комплексні аніони [Sn(OH)₄]^2- і [Pb(OH)₄]^2-.

У висновку вкажіть:

• У виді яких іонів знаходяться Pb²⁺ і Sn²⁺ у кислому і лужному середовищі?

• Чому при розчиненні Pb(OH)₂ треба використовувати азотну чи концентровану оцтову кислоту, а не соляну чи сірчану?