Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Уральский Государственный Лесотехнический Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

001решение по химия.doc

Скачиваний:

Добавлен:

03.06.2015

Размер:

5.36 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 62 3 4 5 6 > Следующая >>>

Восстановительные свойства могут проявлять катионы ванадия и хрома, так как они находятся в промежуточной степени окисления

восстановитель (окисляется) V²⁺ - 3e = V⁵⁺

восстановитель (окисляется) Cr³⁺ - 3e = Cr⁶⁺

восстановление N⁵⁺ + 3e = N²⁺/ 10

окисление S^2- - 8e = S⁶⁺/ 3

окисление Cu⁺ - e = Cu²⁺/ 6

коэффициенты подбираются так, чтобы число отданных электронов было равно числу принятых при условии, что атомов меди должно быть в два раза больше, чем атомов серы ( 3 · 8 + 6 · 1 = 10 · 3 ).

3Cu₂S + 22HNO₃ = 6Cu(NO₃)₂ + 3H₂SO₄ + 10NO + 8H₂O

146

Восстановительные свойства могут проявлять катионы ванадия и марганца, так как они находятся в промежуточной степени окисления

восстановитель (окисляется) V³⁺ - 2e = V⁵⁺

восстановитель (окисляется) Mn⁴⁺ - 3e = Mn⁷⁺

NaNO₂ восстановитель (окисляется) N³⁺ - 2e = N⁵⁺ / 5

KMnO₄ окислитель (восстанавливается) Mn⁷⁺ + 5e = Mn²⁺ / 2

2KMnO₄ + 5NaNO₂ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5NaNO₃ + K₂SO₄ + 3H₂O

147

Окислительные свойства могут проявлять сульфит-, хлорит- и нитрат-анионы, так как их центальный атом находятся в промежуточной степени окисления

SO₃^2- Окислитель (восстанавливается) S⁴⁺ + 6e = S^2-

ClO₂^- Окислитель (восстанавливается) Cl³⁺ + 4e = Cl^-

NO₃^- Окислитель (восстанавливается) N⁵⁺ + 3e = N²⁺

восстановление Pb⁴⁺ + 2e = Pb²⁺/ 5

окисление Mn²⁺ - 5e = Mn⁷⁺/ 2

2Mn(NO₃)₂ + 5PbO₂ + 6HNO₃ = 5Pb(NO₃)₂ + 2HMnO₄ + 2H₂O

148

Восстановительные свойства могут проявлять фосфоний-, нитрит-, гипофосфит-ионы, так как их центальный атом находятся в промежуточной степени окисления

PH₄⁺ восстановитель (окисляется) P^3- - 3e = P

NO₂^- восстановитель (окисляется) N³⁺ - 2e = N⁵⁺

H₂PO₂^- восстановитель (окисляется) P⁺ - 2e = P³⁺

восстановление Mn⁷⁺ + 5e = Mn²⁺/ 2

окисление 2O^- - 2e = O₂/ 5

2KMnO₄ + 5H₂O₂ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5O₂ + 8H₂O

150

Восстановительные свойства может проявлять оксид азота (II), фосфин и сероводород, так как их центальный атом находятся в промежуточной степени окисления

PH₃ восстановитель (окисляется) P^3- - 8e = P⁵⁺

NO восстановитель (окисляется) N²⁺ - 3e = N⁵⁺

H₂S восстановитель (окисляется) S^2- - 8e = S⁶⁺

восстановление Mn⁷⁺ + 3e = Mn⁴⁺/ 8

окисление N^3- - 8e = N⁵⁺/ 3

8KMnO₄ + 3NH₃ = 8MnO₂ + 3KNO₃ + 5KOH + 2H₂O

151

Энтальпией данного соединения называют тепловой эффект реакции образования 1 моль этого соединения из простых веществ, взятых в их устойчивом состоянии при нормальных условиях.

Стандартную теплоту находим в справочнике:

½ N₂ + 3/2 H₂ = NH₃H = - 46.19 кДж

Составляем пропорцию:

46.19 кДж соответствует 11.2 л N₂

18.45 кДж ------------------- V

V = 18.45 · 11.2 / 46.19 = 4.47 л N₂

152

С₂H₆ _(Г) + 3/2 O₂ _(Г)= 2CO_{2 (Г)} + 3H₂O _(Ж)

H = 2 · H⁰(CO_2
(Г)) + 3 · H⁰(H₂O _(Ж)) - H⁰(С₂H₆ _(Г)) =

= 2 · (-393.51) + 3 · (- 285.84) – (-84.67) = -1559.87 кДж

153

С₆H₆ _(Ж) + 7,5 O₂ _(Г)= 6CO_{2 (Г)} + 3H₂O _(Г) Н = -3135.48 кДж

Зная теплоты образования углекислого газа и паров воды находим:

H = 6 · H⁰(CO_2
(Г)) + 3 · H⁰(H₂O _(Г)) - H⁰(С₆H₆ _(Ж)) = -3135.48

6 · (-393.51) + 3 · (- 241.83) – H⁰(С₆H₆ _(Ж)) = -3135.48

H⁰(С₆H₆ _(Ж)) = +48.93 кДж / моль.

154

Тепловой эффект первых двух реакций есть теплота образования соответствующих соединений.

Зная теплоты образования оксида кальция и воды находим:

H = H⁰(Cа(OH)_2
(К)) - H⁰(H₂O _(Ж)) - H⁰(СаО _(К)) = -65.06

H⁰(Cа(OH)_2
(К)) - (- 285.84) –(-635.6) = -65.06

H⁰(Cа(OH)_2
(К)) = -986.5 кДж / моль.

155

Очевидно, что теплота образования пара вещества является суммой теплоты образования жидкости и теплоты парообразования.

H⁰(С₆H₆ _(Ж)) + 33.9 = H⁰(С₆H₆ _(Г))

H⁰(С₆H₆ _(Ж)) = 82.93 – 33.9 = 49.0 кДж / моль

С₆H₆ _(Ж) + 7,5 O₂ _(Г)= 6CO_{2 (Г)} + 3H₂O _(Г)

H = 6 · H⁰(CO_2
(Г)) + 3 · H⁰(H₂O _(Г)) - H⁰(С₆H₆ _(Ж)) =

= 6 · (-393.51) + 3 · (- 241.83) – 49.0 = -3135.6 кДж

156

2Н₂S _(Г) + CН₄ _(Г) = СS₂ _(Г) + 4H₂ _(Г)

Зная энтальпии исходных и конечных продуктов вычислим тепловой эффект данной реакции и запишем термохимическое уравнение:

H = H⁰(СS₂ _(Г)) – 2 · H⁰(H₂S _(Г)) - H⁰(CН₄ _(Г)) =

= 115.28 – 2 · (-20.15) – (-74.85) = 230.43

2Н₂S _(Г) + CН₄ _(Г) = СS₂ _(Г) + 4H₂ _(Г) H = + 230.43 кДж

реакция эндотермическая.

157

NH₃ _(Г) + HCl _(Г)= NH₄Cl _(К)

H = H⁰(NH₄Cl _(К)) – H⁰(NH₃ _(Г)) - H⁰(HCl _(Г)) =

= -315.39 – (-46.19) – (-92.31) = -176.89 кДж

10 л NH₃ составляет 10 / 22.4 = 0.45 моль.

Для такого количества вещества тепловой эффект реакции равен

H = -176.89 · 0.45 = - 79.00 кДж.

№158

Восстановление протекает по уравнению:

; кДж. Возможна ли эта реакция при стандартных условиях, если изменение энтропии кДж/моль? При какой температуре начинается восстановление ?

Решение:

Вычислим изменение энергии Гиббса.

кДж

поскольку ,то реакция в стандартных условиях идти не будет.

При какой температуре начнется восстановление?

Реакция становится возможной при

Для данной реакции:

159

H = H⁰(CO₂ _(Г)) - H⁰(СО _(Г)) - H⁰(Н₂О _(Ж)) =

= -393.51 - (-110.52) – (-285.84) = 2.85 кДж

S = S⁰(H₂ _(Г)) + S⁰(СO₂ _(Г)) - S⁰(СO_(Г)) - S⁰(Н₂О _(Ж)) =

= 130.59 + 213.65 - 197.91 - 69.94 = 76.39 Дж / K

G = H – T · S = 2.85 – 298 · (0.07639) = -19.91 кДж.

Очевидно, что при стандартных условиях реакция возможна.

160

4HCl + O₂ = 2H₂O + 2Cl₂ H = - 114.42 кДж

S = 2 · S⁰(H₂O₍_Г₎) + 2 · S⁰(Cl₂ ₍_Г₎) – 4 · S⁰(HCl ₍_Г₎) - S⁰(O₂ ₍_Г₎) =

= 2 · 188.72 + 2 · 222.95 – 4 · 186.68 – 205.03 = - 128.41 Дж

Условие равновесия G = 0. Решаем уравнение:

G = H – T · S = 0

- 114.42 – T · (-0.12841) = 0

T = (-114.42) / (-0.12841) = 891 K

Таким образом при температурах ниже 891 К реакция преимущественно протекает в прямом направлении, а значит более сильным окислителем является кислород. При более высоких температурах пойдет обратная реакция, а значит в этих условиях более сильным окислителем станет хлор.

161

Данная реакция невозможна при стандартных условиях очевидно потому, что энтропия системы уменьшается (из двух моль газа получается только один его моль), а это ведет к положительному изменению энергии Гиббса.

S = S⁰(СO₍_Г₎) + S⁰(Н₂О ₍_Ж₎) – S⁰(H₂ ₍_Г₎) - S⁰(СO₂ ₍_Г₎) =

= 197.91 + 69.94 – 130.59 – 213.65 = - 76.39 Дж / K

G = H – T · S = -2.85 – 298 · (-0.07639) = 19.91 кДж.

162

H = H⁰(CН₄ _(Г)) + 2 · H⁰(Н₂О _(Ж)) - H⁰(СО₂ _(Г)) =

= -74.85 + 2 · (-285.84) – (-393.51) = -253.02 кДж

S = S⁰(СH_4
(Г)) + 2 · S⁰(Н₂О _(Ж)) – 4 · S⁰(H₂ _(Г)) - S⁰(СO₂ _(Г)) =

= 186.19 + 2 · 69.94 – 4 · 130.59 – 213.65 = - 409.94 Дж / K

G = H – T · S = -253.02 – 298 · (-0.40994) = -130.86 кДж.

Очевидно, что при стандартных условиях реакция возможна.

№163

Определите реакции, протекающей по уравнению

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

Решение:

1) Вычислим энтальпию реакции

2) Вычислим энтропию реакции

3)Вычислим энергию Гиббса реакции

165

а) энтропия увеличивается, так как газ более беспорядочная система, чем жидкость.

S = S⁰(H₂O₍_Г₎) - S⁰(H₂O ₍_Ж₎) =

= 188.72 - 69.94 = 118.78 Дж / (моль·К)

б) энтропия уменьшается, так как кристаллическая решетка алмаза – более упорядоченная система (выше порядок симметрии).

S = S⁰(С _(алмаз)) - S⁰(С _{(графит)}) =

= 2.44 - 5.69 = -3.25 Дж / (моль·К)

При фазовых превращениях изменение энтропии более значительно (в данном примере на два порядка), чем при аллотропических изменениях.

164

Тепловой эффект этой реакции равен теплоте образования сероводорода.

S = S⁰(H₂S₍_Г₎) – S⁰(H₂ ₍_Г₎) - S⁰(S ₍_ромб₎) =

= 205.64 – 130.59 – 31.90 = 43.15 Дж / K

G = H – T · S = -20.15 – 298 · (0.04315) = -33.01 кДж.

Очевидно, что при стандартных условиях реакция возможна.

165

а) энтропия увеличивается, так как газ более беспорядочная система, чем жидкость.

S = S⁰(H₂O₍_Г₎) - S⁰(H₂O ₍_Ж₎) =

= 188.72 - 69.94 = 118.78 Дж / (моль·К)

S = S⁰(С _(алмаз)) - S⁰(С _{(графит)}) =

= 2.44 - 5.69 = -3.25 Дж / (моль·К)

166

По определению константы равновесия имеем:

K = [NO]² / ([N₂] · [O₂]) = 4.1 · 10^-4

0.05² / (0.10 · [O₂]) = 4.1 · 10^-4

[O₂] = 0.05² / (0.10 · 4.1 · 10^-4) = 60.98 моль / л

167

Если было 0.10 моль NO, то прореагировало 0.10 - 0.07 = 0.03 моль. Из такого количества должно было получится также 0.03 моль H₂O и 0.015 моль азота, а водорода должно было затратится соответственно 0.03 моль (из уравнения).

[Н₂] = 0.05 – 0.03 = 0.02 моль / л

[N₂] = 0.015 моль / л

[H₂O] = 0.10 + 0.03 = 0.13 моль / л

K = [H₂O]² · [N₂] / ([NO]² · [H₂]²) = 0.13² · 0.015 / (0.07² · 0.02²) = 129.34

168

Если было 0.5 моль NO, то прореагировало 0.5 · 0.2 = 0.1 моль. Из такого количества должно было получится также 0.1 моль NOCl, а хлора должно было затратится соответственно 0.05 моль (из уравнения).

[NO] = 0.5 – 0.1 = 0.4 моль / л

[Cl₂] = 0.2 – 0.05 = 0.15 моль / л

[NOCl] = 0.1 моль / л

K = [NOCl]² / ([NO]² · [Cl₂]) = 0.1² / (0.4² · 0.15) = 0.42

168

[NO] = 0.5 – 0.1 = 0.4 моль / л

[Cl₂] = 0.2 – 0.05 = 0.15 моль / л

[NOCl] = 0.1 моль / л

K = [NOCl]² / ([NO]² · [Cl₂]) = 0.1² / (0.4² · 0.15) = 0.42

169

K = [NH₃]² / ([N₂] · [H₂]³) = 0.08² / ([N₂] · 0.2³) = 0.1

[N₂] = 0.08² / (0.1 · 0.2³) = 8 моль / л

По уравнению реакции на получение 0.08 моль NH₃ требуется 0.04 моль N₂. Значит исходная концентрация равна

C(N₂) = 8.00 + 0.04 = 8.04 моль / л

171

K = [NO₂]² / ([NO]² · [O₂]) = 0.01² / (0.08² · 0.03) = 0.52

По уравнению реакции на получение 0.01 моль NO₂ требуется по 0.01 моль NO и 0.005 моль О₂. Значит исходные концентрации равны

C(NО) = 0.08 + 0.01 = 0.09 моль / л

C(O₂) = 0.03 + 0.005 = 0.035 моль / л

172

K = [СOCl₂] / ([CO] · [Cl₂]) = 0.001 / (0.001 · 0.001) = 1000 л / моль

По уравнению реакции на получение 0.001 моль СOCl₂ требуется по 0.001 моль СO и Cl₂. Значит исходные концентрации равны

C(СО) = 0.001 + 0.001 = 0.002 моль / л

C(Cl₂) = 0.001 + 0.001 = 0.002 моль / л

173

При уменьшении объема концентрации веществ возрастут во столько же раз.

V₁ = k · [O₂] · [SO₂]²

V₂ = k · [ 2 O₂] · [ 2 SO₂]² = 8 k · [O₂] · [SO₂]² = 8 · V₁

Cкорость прямой реакции возрастет в 8 раз.

V₁ = k · [SO₃]²

V₂ = k · [ 2 SO₃]² = 4 k · [SO₃]² = 4 · V₁

Cкорость обратной реакции возрастет в 4 раза.

Очевидно, равновесие системы сместится вправо, так как изменение скоростей прямой и обратной реакции не компенсируют друг друга.

№174

При некоторой температуре константа скорости реакции равна 0,16. исходные концентрации реагирующих веществ были моль/л, моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и ее скорость при моль/л.

Решение:

Начальная скорость реакции равна:

при моль/л прореагировало 0,04 – 0,03=0,01 моль водорода. Следовательно, по закону эквивалентов прореагировало 0,01 моль йода, т. е. Равновесная концентрация йода: 0,05-0,01=0,04.

Тогда, скорость реакции равна:

175

K = [CO]² / [CO₂]

Любая система изменяется против внешнего воздействия.

а) равновесие смещается вправо

б) равновесие не смещается

в) равновесие смещается вправо

г) равновесие смещается влево

д) катализатор не влияет на равновесие

е) равновесие смещается вправо

176

K = [PCl₃] · [Cl₂] / [PCl₅]

Любая система изменяется против внешнего воздействия.

а) температура понижается, значит её надо повышать

б) давление повышается (из одного моль газа получается два моль), значит его надо понижать

в) очевидно, нужно увеличивать концентрацию PCl₅, и отводить продукты реакции.

177

Исходя из правила Вант-Гоффа получаем:

V₂ = V₁ · 2^{(100 – 10) / 10} = V₁ · 2⁹ = 512 · V₁

Значит скорость возрастет в 512 раз.

178

На образование 0.0022 моль NO₂ требуется столько же NO, а кислорода должно было затратится соответственно 0.0011 моль (из уравнения).

[NO] = 0.02 – 0.0022 = 0.0178 моль / л

[О₂] = 0.03 – 0.0011 = 0.0289 моль / л

[NO₂] = 0.0022 моль / л

K = [NO₂]² / ([NO]² · [О₂]) = 0.0022² / (0.0178² · 0.0289) = 0.53

№179

Почему изменение давления смещает равновесие системы и не смещает равновесие системы ? Ответьте на основании расчета скорости прямой и обратной реакции в этих системах до и после изменения давления.

Решение:

1) Скорости прямой и обратной реакции до изменения давления:

Предположим, что давление повысится в 2 раза, тогда скорости прямой и обратной реакции составят:

Изменение скоростей реакций:

Таким образом, скорость прямой и обратной реакции возрастет в 4 раза, равновесие системы не сместится.

2) Скорости прямой и обратной реакций до изменения давления

Предположим, что давление повысилось в 2 раза

Изменение скоростей реакций составит:

Таким образом, скорость прямой реакции увеличится в 4 раза по сравнению со скоростью обратной реакции, равновесие сместится в сторону прямой реакции.

180

Исходя из правила Вант-Гоффа получаем:

а) V₂ = V₁ · 2^{(120 – 80) / 10} = V₁ · 2⁴ = 16 · V₁

Значит скорость возрастет в 16 раз, а время соответственно в 16 раз уменьшится 16 / 16 = 1 мин.

б) V₂ = V₁ · 2^{(60 – 80) / 10} = V₁ · 2^-2 = 1/4 · V₁

Значит скорость уменьшится в 4 раза, а время соответственно в 4 раза возрастет 16 · 4 = 64 мин.

181

m₁ (р-ра) = V · ρ = 100 · 1.84 = 184 г

m (H₂SO₄) = 184 · 0.96 = 176.64 г

m₂ (р-ра) = 400 + 184 = 584 г

C = m (H₂SO₄) · 100 / m₂ (р-ра) = 176.64 · 100 / 584 = 30.25 %

Э = m / m_Э= 176.64 / (98 / 2) = 3.605 моль · экв

C_N = Э / V = 3.605 / 0.5 = 7.21 н.

182

m₁ (р-ра) = V · ρ = 100 · 1.303 = 130.3 г

m (HNO₃) = 130.3 · 0.48 = 62.544 г

m₂ (р-ра) = m (HNO₃) / C = 62.544 / 0.20 = 312.72 г

m (H₂O) = 312.72 – 130.3 = 182.4 г

V (H₂O) = m / ρ = 182.4 / 1 = 182.4 л

183

m₁ (р-ра) = V · ρ = 500 · 1.2 = 600 г

m (HNO₃) = 600 · 0.32 = 192 г

m₂ (р-ра) = 600 + 1000 = 1600 г

С = m (HNO₃) · 100 / m₂ (р-ра) = 192 · 100 / 1600 = 12 %

№185

К 100мл 80% раствора прибавили 400мл воды. Получили раствор с . Чему равны содержание в % и молярная концентрация эквивалента (нормальность) полученного раствора азотной кислоты?

Решение:

Вычислим процентную концентрацию раствора азотной кислоты

Согласно правилу смешивания количества смешиваемых растворов обратно пропорциональны разности концентраций смешиваемых растворов и концентрации смеси:

2) Чему равна нормальная концентрация кислоты?

Молярная масса кислоты равна

Молярная масса кислоты и молярная масса эквивалента кислоты равны, поскольку кислота – одноосновная.

В 100г раствора содержится 21,39г кислоты

В 1000*1,128г раствора содержится х г кислоты

Нормальная концентрация равна: н

№185

Решение:

Вычислим процентную концентрацию раствора азотной кислоты

2) Чему равна нормальная концентрация кислоты?

Молярная масса кислоты равна

Молярная масса кислоты и молярная масса эквивалента кислоты равны, поскольку кислота – одноосновная.

В 100г раствора содержится 21,39г кислоты

В 1000*1,128г раствора содержится х г кислоты

Нормальная концентрация равна: н

186

m₁ (р-ра) = V · ρ = 400 · 1.611 = 644.40 г

m (H₂SO₄) = 644.40 · 0.70 = 451.08 г

m₂ (р-ра) = 644.40 + 500 = 1144.40 г

С = m (H₂SO₄) · 100 / m₂ (р-ра) = 451.08 · 100 / 1144.40 = 39.42 %

187

Э = С_N · V = 1.025 · 0.035 = 0.036 моль · экв HCl

Очевидно, израсходовалось столько же карбоната кальция (M_Э = 50 г / моль):

m = Э · М_Э = 0.036 · 50 = 1.8 г

188

Масса эквивалента NaOH равна 40 г / моль. Расчет ведём на 1000 мл:

m₁ (р-ра) = V · ρ = 1000 · 1.203 = 1203 г

m (NaOH) = 1203 · 0.18 = 216.54 г

Э = m / m_Э= 216.54 / 40 = 5.41 моль · экв

C_N = Э / V = 5.41 / 1= 5.41 н.

T = m (в-ва) / V (р-ра) = 216.54 / 1000 = 0.21654 г / мл

№189

К 1 литру 10% раствора прибавили 0,5л 5% раствора . Смесь разбавили водой до 3л. Вычислите молярную концентрацию раствора.

Решение:

Сколько граммов содержится в 1л 10% раствора?

В 100г раствора содержится 10г КОН

В 1000*1,092г раствора содержится х г КОН

г КОН

Сколько граммов КОН содержится в 0,5л 5% раствора?

В 100г раствора содержится 5 г КОН

В 500*1,045г раствора содержится х г КОН

г КОН

Сколько граммов КОН содержится в разбавленном растворе?

Чему равна молярная концентрация раствора?

№191

Раствор, содержащий 5,0г толуола в 225г бензола, имеет г/мл. Вычислите процентную и молярную концентрации этого раствора.

Решение:

Чему равна процентная концентрация раствора?

Масса раствора равна 225+5=230г

В 230 г раствора содержится 5 г толуола

В 100 г раствора содержится х г толуола

Чему равна молярная концентрация раствора?

В 230 г раствора содержится 5 г толуола

В 1000*0,876г раствора содержится х г толуола

Молярная масса толуола

Молярная концентрация раствора равна: моль/л

192

T = m (в-ва) / V (р-ра) = 10.0 / 0.750 = 13.3 г / л

Состовляем пропорцию:

98 г / л ----------- 1 М

13.3 г / л -------- С

С = 13.3 / 98 = 0.136 М

Так как серная кислота двухосновная – фактор эквивалентности равен ½

C_N = С / f = 0.136 / ½ = 0.272 н.

193

Молярная масса H₂SO₄ равна 98 г / моль. Расчет ведём на 1000 мл:

m (р-ра) = V · ρ = 1000 · 1.84 = 1840 г

m (H₂SO₄) = ν · M = 18 · 98 = 1764 г

C = m (в-ва) · 100 / m (р-ра) = 1764 · 100 / 1840 = 95.87 %

Молярная масса H₂O равна 18 г / моль.

m (H₂O) = 1840 – 1764 = 76 г

ν (H₂O) = m / M = 76 / 18 = 4.22 моль

ν (общее) = ν (H₂SO₄) + ν (H₂O) = 18 + 4.22 = 22.22 моль

æ = ν (H₂SO₄) / ν (общее) = 18 / 22.22 = 0.81

194

Состовляем пропорцию:

1 М -------------- 58.5 г / л

0.2 М ----------- Т

Т = 0.2 · 58.5 = 11.7 г / л

По титру находим объем:

V = m / T = 300 / 11.7 = 25.64 л

№195

Раствор содержит20г в 500г . Вычислите чему равны молярная доля и содержание в % йода в этом растворе.

Решение:

1) Чему равно процентное содержание йода?

В 500+20 г содержится 20 г

В 100г содержится х г

2) Чему равна молярная доля?

Молекулярная масса йода

Количество молей йода в растворе

Молекулярная масса :

Количество молей в растворе:

Мольная доля йода в растворе:

№196

Что такое эбулиоскопическая и криоскопическая константы растворителя? Вычислите криоскопическую константу бензола, зная, что при растворении 0,0125 моль вещества в 125г бензола температура кристаллизации понижается на 0,512.

Решение:

Эбулиоскопическая константа растворителя, называемая также молекулярным повышением температуры кипения представляет собой величину повышения температуры кипения раствора, содержащего 1моль растворенного вещества в 1000г растворителя, по сравнению с температурой кипения чистого растворителя.

Криоскопическая константа – величина понижения точки замерзания растворителя, содержащего 1 моль вещества в 1000г растворителя по сравнению с температурой замерзания чистого растворителя.

Концентрация растворенного вещества равна: моль/1000г

197

Используем формулу

t = E_кип · m (в-ва) · 1000 / (М (в-ва) · m (р-ля))

t = 46.67 – 46.20 = 0.47 ⁰C

M (в-ва) = E_кип · m (в-ва) · 1000 / (t · m (р-ля)) =

= 2.36 · 0.512 · 1000 / (0.47 · 10) = 257 г / моль

N = M (в-ва) / M (S) = 257 / 32 = 8

Молекула серы состоит из восьми атомов S₈

198

Используем формулу

t = E_кип · m (в-ва) · 1000 / (М (в-ва) · m (р-ля))

M (в-ва) = E_кип · m (в-ва) · 1000 / (t · m (р-ля)) =

= 2.12 · 15 · 1000 / (0.665 · 400) = 119.55 г / моль

199

Используем формулу

t = E_кр · m (в-ва) · 1000 / (М (в-ва) · m (р-ля))

t = 0 – (-1.39) = 1.39 ⁰C

m (р-ля) = m (р-ра) – m (в-ва) = 155.18 – 5.18 = 150 г воды

M (в-ва) = E_кр · m (в-ва) · 1000 / (t · m (р-ля)) =

= 1.86 · 5.18 · 1000 / (1.39 · 150) = 46.2 г / моль

200

Используем формулу

t = E_кр · ν (в-ва) · 1000 / m (р-ля) =

= 3.9 · 0.1 · 1000 / 125 = 3.12 ⁰C

t = 16.65 – 3.12 = 13.53 ⁰C

201

Используем формулу

t = E_кип · m (в-ва) · 1000 / (М (в-ва) · m (р-ля))

t = 36.13 – 35.60 = 0.53 ⁰C

M (в-ва) = E_кип · m (в-ва) · 1000 / (t · m (р-ля)) =

= 2.12 · 0.6 · 1000 / (0.53 · 40) = 60 г / моль

202

Молекулярная масса мочевины 60 г / моль. Расчет ведем на 1000 мл раствора:

m (мочевины) = 1000 · 0.04 = 40 г

ν (мочевины) = m / M = 40 / 60 = 0.666 моль

m (воды) = 1000 – 40 = 960 г

ν (воды) = m / M = 960 / 18 = 53.333 моль

Используем формулу (следствие закона Рауля):

P = P₀ · ν (р-ля) / (ν (р-ля) + ν (в-ва)) =

= 1.01325 · 10⁵ · 53.333 / (53.333 + 0.666) = 100074 Па

204

Р_осм = CRT

Где С – молярная концентрация растворенного вещества.

Раствор большего количества растворенного вещества (большей молярной концентрации) обладает большим осмотическим давлением.

ν (С₁₀Н₈) = m / M = m / 128

ν (С₁₄Н₁₀) = m / M = m / 178

m / 128 > m / 178

Значит осмотическое давление раствора нафталина в 1,39 раз больше, чем данного раствора антрацена.

205

Используем формулу (следствие закона Рауля):

P = P₀ · ν (р-ля) / (ν (р-ля) + ν (в-ва))

P · ν (р-ля) + P · ν (в-ва)) = P₀ · ν (р-ля)

P · ν (в-ва) = P₀ · ν (р-ля) – P ·ν (р-ля)

ν (в-ва) = ν (р-ля) · (P₀– P) / P =

= 40 · 0.013303 · 10⁵ / 0.86392 · 10⁵ = 0.616 моль

207

Учитывая, что единицей измерения объёма является кубический метр:

ν (C₆H₁₂O₆) = m / M = 270 / 180 = 1.5 моль

C = ν / V = 1.5 / 0.003 = 500 моль / м³

Р_осм = CRT = 500 · 8.31 · 273 = 1134 кПа

208

Учитывая, что единицей измерения объёма является кубический метр:

ν (C₆H₁₂O₆) = m / M = 45 / 180 = 0.25 моль

C = ν / V = 0.25 / 0.001 = 250 моль / м³

Р_осм = CRT

T = Р_осм /CR = 607800 / (250 · 8.31) = 292.5 K = 19.5 ⁰C

210

Используем формулу

t = E_кип · m (в-ва) · 1000 / (M (в-ва) + m (р-ля)) =

= 2.53 · 0.92 · 1000 / 123 · 5 = 3.8 ⁰C

t = 80.2 + 3.8 = 84.0 ⁰C

211

Для уксусной кислоты 0,01 н раствор равен 0,01 М раствору:

Число молекул кислоты равно:

N_м = N_A · C = 6.02 · 10²³ · 0.01 = 6.02 · 10²¹

i = N_м / N = 6.26 · 10²¹ / 6.02 · 10²¹ = 1.04

 = (i – 1) / (k – 1) = (1.04 – 1) / (2 – 1) = 0.04

где k – число ионов образующих молекулу.

№212

Константа ионизации хлорноватистой кислоты равна . Чему равна степень ионизации в 0,1н растворе? Вычислите концентрацию ионов в этом растворе.

Решение:

- слабая кислота.

Кислота диссоциирует по уравнению

Константа ионизации равна:

Степень ионизации можно рассчитать по закону Оствальда

Концентрация ионов водорода равна:

моль/л

213

K₀ = [H⁺] · [NO₂^-] / [HNO₂] = 5.1 · 10 ^–4

Пусть [HNO₂] = X. Если 20 % кислоты распалось на ионы:

K = [0.20 H⁺] · [0.20 NO₂^-] / [0.80 HNO₂] = X · 0.20 · 0.20 / 0.80 = 0.05 · X

X = K / 0.05 = 5.1 · 10^–4 / 0.05 = 0.0102 моль / л HNO₂

[H⁺] = 0.20 · X = 0.20 · 0.0102 = 2.04 · 10 ^–3 моль / л

214

K = [NH₄⁺] · [OH^-] / [NH₄OH]

Пусть [NH₄⁺] = [OH^-] = Х, тогда:

K · [NH₄OH] = Х²

Х² = 2.0 · 10^-5 · 0.01 = 2.0 · 10^-7

X = 4.5 · 10^-4

 = X / [NH₄OH] = 4.5 · 10^-4 / 0.01 = 0.045

214

K = [NH₄⁺] · [OH^-] / [NH₄OH]

Пусть [NH₄⁺] = [OH^-] = Х, тогда:

K · [NH₄OH] = Х²

Х² = 2.0 · 10^-5 · 0.01 = 2.0 · 10^-7

X = 4.5 · 10^-4

 = X / [NH₄OH] = 4.5 · 10^-4 / 0.01 = 0.045

№215

Чему равны изотонический коэффициент и степень ионизации 0,2М раствора соляной кислоты, если в литре этого раствора содержится ее молекул и ионов?

Решение:

1 моль вещества содержит частиц. В 0,2М растворе содержится молекул. Степень ионизации равна отношению

- число молекул, распавшихся на ионы; - общее число растворенных молекул, равное .

На ионы распалось молекул. Из каждой молекулы кислоты образуется 2 иона, из молекул 2 ионов. В растворе присутствует ( -)- недиссоциированных молекул и всего (-)+2=(+)=.

Отсюда =

изотонический коэффициент равен

№215

Решение:

1 моль вещества содержит частиц. В 0,2М растворе содержится молекул. Степень ионизации равна отношению

- число молекул, распавшихся на ионы; - общее число растворенных молекул, равное .

Отсюда =

изотонический коэффициент равен

216

При 100 градусах вода кипит, а значит давление её паров равно атмосферному и составляет 101,3 кПа.

ν(H₂O) = m / M = 450 / 18 = 25 моль

По закону Рауля:

P = P₀ · ν(р-ля) / (ν(в-ва) + ν(р-ля)) =

= 101.3 · 25 / (0.05 + 25) = 101.1 кПа

Р_выч = 101,3 – 101,1 = 0,2

Р_оп = 101,3 – 100,8 = 0,5

i = Р_оп / Р_выч = 0.5 / 0.2 = 2.5

 = (i – 1) / (k – 1) = (2.5 – 1) / (3 – 1) = 0.75

где k – число ионов, образующих молекулу.

217

Используем формулу

t_выч = E_кип · m(в-ва) · 1000 / m (р-ля) · M (в-ва) =

= 0.52 · 9.09 · 1000 / 100 · 101 = 0.468 ⁰C

t_оп = 100,8 – 100 = 0,8

i = t_оп / t_выч = 0.8 / 0.468 = 1.71

 = (i – 1) / (k – 1) = (1.71 – 1) / (2 – 1) = 0.71

где k – число ионов, образующих молекулу.

218

Используем формулу

t_выч = E_кр · m(в-ва) · 1000 / m (р-ля) · M (в-ва) =

= 1.86 · 0.53 · 1000 / 200 · 106 = 0.05 ⁰C

t_оп = 0,13 – 0 = 0,13

i = t_оп / t_выч = 0.13 / 0.05 = 2.80

 = (i – 1) / (k – 1) = (2.80 – 1) / (3 – 1) = 0.90

где k – число ионов, образующих молекулу.

№219

Каково будет при 100 давление пара раствора, содержащего 2,5г гидроксида натрия в 90г воды, если кажущаяся степень диссоциации в растворе равна 80%.

Решение:

вычислим изотонический коэффициент по соотношению:

Поскольку в растворе гидроксид натрия распадается на два иона , то , тогда . Отсюда .

По первому закону Рауля

Давление пара чистой воды при 100С равно: Па. Тогда,

№221

Температура кипения 3,2% раствора 100,208С. Вычислите изотонический коэффициент и кажущуюся степень ионизации соли в этом растворе. Эбулиоскопическая константа воды равна 0,52.

Решение:

Вычислим изотонический коэффициент по закону Рауля

Вычислим кажущуюся степень ионизации в растворе:

Хлорид бария диссоциирует по уравнению , т.е (при диссоциации образуются 3 иона). Степень ионизации связана с изотоническим коэффициентом соотношением:

№219

Решение:

вычислим изотонический коэффициент по соотношению:

Поскольку в растворе гидроксид натрия распадается на два иона , то , тогда . Отсюда .

По первому закону Рауля

Давление пара чистой воды при 100С равно: Па. Тогда,

220

CH₃COOH = CH₃COO^- + H⁺

М раствор содержит

0,01 · 6,02 · 10²³ = 6,02 · 10²¹ молекул кислоты. Из них распалось на ионы 6,02 · 10²¹ · 0,2 = 1,20 · 10²¹ частиц. Из уравнения видно, что ионов

получается в два раза больше, чем было молекул 2 · 1,20 · 10²¹ = 2,40 · 10²¹. Значит молекул остается 6,02 · 10²¹ – 1,20 · 10²¹ = 4,82 · 10²¹. Сумма числа молекул и ионов равна 4,82 · 10²¹ + 2,40 · 10²¹ = 7,22 · 10²¹.

i = 1 +  · (k –1) = 1 + 0.2 · (2-1) = 1.2

№221

Решение:

Вычислим изотонический коэффициент по закону Рауля

Вычислим кажущуюся степень ионизации в растворе:

ф№222

Вычислите изотонический коэффициент и кажущуюся степень ионизации в растворе, содержащем 0,398 моль этой соли в 2 л воды. Температура кристаллизации раствора –0,74. Криоскопическая константа воды равна 1,86.

Решение:

1) Вычислим мольную концентрацию хлорида кальция моль/1000г

Вычислим изотонический коэффициент по закону Рауля

Вычислим кажущуюся степень ионизации в растворе:

Хлорид кальция диссоциирует по уравнению , т.е (при диссоциации образуются 3 иона). Степень ионизации связана с изотоническим коэффициентом соотношением:

223

 = (К / С)^1/
2 = (1,8 · 10^-5 / 0,3)^{1/ 2} = 7,75 · 10 ^–3

K = [H⁺] · [CH₃COO^-] / [CH₃COOH]

Так как [H⁺] = [CH₃COO^-] получаем

K = [H⁺]² / [CH₃COOH]

[H⁺] = (К · [CH₃COOH])^1/
2 = (1,8 · 10^-5 · 0,3)^{1/ 2} = 2,32 · 10 ^–3

224

Используем формулу

t_выч = E_кр · m(в-ва) · 1000 / m (р-ля) · M (в-ва) =

= 1.86 · 1.70 · 1000 / 250 · 136 = 0.093 ⁰C

t_оп = 0,23 – 0 = 0,23

i = t_оп / t_выч = 0.23 / 0.093 = 2.47

 = (i – 1) / (k – 1) = (2.47 – 1) / (3 – 1) = 0.74

где k – число ионов, образующих молекулу.

225

Используем формулу

t_выч = E_кр · ν(в-ва) · 1000 / m (р-ля) =

= 1.86 · 0.25 · 1000 / 2500 = 0.186 ⁰C

t_оп = 0,35 – 0 = 0,35

i = t_оп / t_выч = 0.35 / 0.186 = 1.88

 = (i – 1) / (k – 1) = (1.88 – 1) / (2 – 1) = 0.88

где k – число ионов, образующих молекулу.

226

[H⁺] · [OH^-] = 10 ^–14 это константа.

Количество протонов в растворе равно числу распавшихся молекул

[H⁺] = 0.01 · 0.042 = 0.00042 моль / л

pH = - lg [H⁺] = 3.38

pOH = 14 - pH = 14 - 3.38 = 10.62

227

H₂SO₄ = 2H⁺ + SO₄^2-

m (р-ра) = V · ρ = 2 · 1.84 = 3.68 г

m (H₂SO₄) = 3.68 · 0.96 = 3.53 г

ν (H₂SO₄) = m / M = 3.53 / 98 = 0.036 моль

С (H₂SO₄) = ν / V = 0.036 / 3 = 0.012 моль / л

Концентрация протонов в два раза больше концентрации кислоты, и если последняя полностью диссоциирована получаем:

[H⁺] = 2 · 0.012 = 0.024 моль / л

pH = -lg [H⁺] = 1.62

№228

Чему равен рН раствора, в литре которого содержится 0,0051г гидроксильных ионов?

Решение:

Молярная масса гидроксильных ионов равна

Концентрация ионов в молях на литр равна :

моль/л

229

HCl = H⁺ + Cl^-

Расчет ведем на один литр раствора:

m (р-ра) = V · ρ = 1000 · 1.015 = 1015 г

m (HСl) = 1015 · 0.0312 = 31.668 г

ν (HCl) = m / M = 31.668 / 36.5 = 0.868 моль

С (HCl) = ν / V = 0.868 / 1 = 0.868 моль / л

Концентрация протонов равна концентрации кислоты, и если последняя полностью диссоциирована получаем:

[H⁺] = 0.868 моль / л

pH = -lg [H⁺] = 0.06

№230

1г 72% азотной кислоты разбавили до 3,3л. Чему будет равно рН раствора при =1?

Решение:

Вычислим содержание азотной кислоты в 1 г 72% раствора.

в 100г раствора содержится 72г кислоты

в 1 г раствора содержится х г кислоты

Чему равна молярная концентрация раствора?

концентрация ионов водорода в растворе при =1 равна молярной концентрации кислоты 0,0035моль/л

231

HNO₃ = H⁺ + NO₃^-

m (р-ра) = V · ρ = 2 · 1.43 = 2.86 г

m (HNO₃) = 2.86 · 0.72 = 2.06 г

ν = m / M = 2.06 / 63 = 0.033 моль

C = ν / V = 0.033 / 2 = 0.016 моль / л

Концентрация протонов равна концентрации кислоты, и если последняя полностью диссоциирована получаем:

[H⁺] = 0.016 моль / л

pH = -lg [H⁺] = 1.79

232

Если [H⁺] = 1 моль / л pH = -lg [H⁺] = 0

Если [ОH^-] = 1 моль / л pОH = -lg [ОH^-] = 0

Возможно концентрации этих ионов могут быть больше одного моль на литр, тогда рН и рОН будут меньше нуля.

pH = -lg [H⁺] = -lg 10 ^-4 = 4

pОH = 14 - рН = 14 – 4 = 10

233

рН – водородный показатель – это отрицательный логарифм активности протонов.

рН = - lg [H⁺]

рОН – гидроксильный показатель – это отрицательный логарифм активности гидроксид-ионов.

рOН = - lg [OH^-]

Эти величины определяют кислотность среды. Например для воды:

K_w = [H⁺] · [OH^-] = 10^-14

- lg K_w = - lg [H⁺] - lg [OH^-]

pK_w = pН + pOH = 14

pH = 14 – pOH

Среда кислая при рН < 7 или pOH > 7

- Среда щелочная при рН > 7 или pOH < 7

HCN = H⁺ + CN^-

K = [H⁺] · [CN^-] / [HCN]

Так как [H⁺] = [CN^-] и учитывая, что синильная кислота очень слабый электролит (практически не диссоциирует) будем считать

[HCN] ≈ 0.1 н = 0.1 М

K = [H⁺]² / [HCN] = 7.2 · 10^-10

[H⁺] = (К · [HCN])^{1/ 2} = (7.2 · 10^-10 · 0.1)^{1/ 2} = 8.49 · 10 ^–6

pH = - lg [H⁺] = 5.07

pOH = 14 – pH = 14 – 5.07 = 8.93

№236

Смешали равные объемы растворов сильных кислот с рН=1 и рН=2. Вычислите рН полученного раствора.

Решение:

Вычислим концентрацию раствора с рН=1

Вычислим концентрацию раствора с рН=2

При смешении равных объемов растворов, концентрация каждого из растворов уменьшится вдвое:

Суммарная концентрация ионов водорода:

рН полученного раствора равен:

№234

5г раствора 98% серной кислоты разбавили до 5л. Чему равно рН полученного раствора при ?

Решение:

Сколько граммов кислоты содержится в 5 граммах раствора?

В 100г раствора содержится 98 г

В 5 г раствора содержится х г

Вычислим молярную концентрацию раствора.

моль/л

поскольку диссоциирует по уравнению: , т.е. из каждого моля кислоты образуется 2 моля ионов водорода, то при концентрация ионов водорода равна моль/л

Чему равна рН раствора кислоты?

235

NaOH = Na⁺ + OH^-

ν = m / M = 1 / 40 = 0.025 моль

C = ν / V = 0.025 / 10 = 0.0025 моль / л

Концентрация гидроксид-ионов равна концентрации щелочи, и если последняя полностью диссоциирована получаем:

[ОH^-] = 0.0025 моль / л

pОH = -lg [ОH^-] = 2.60

pH = 14 - pОH = 14 - 2.60 = 11,40

237

Пусть смешали по 1 литру каждого раствора, тогда:

[H⁺]₁ = 10^-12 моль / л

[H⁺]₂ = 10^-11моль / л

ν = [H⁺]₁ + [H⁺]₂= 10^-12 + 10^-12 = 1.1 · 10^-11 моль

Раствора стало два литра:

[H⁺] = ν / V = 1.1 · 10^-11 / 2 = 5.5 · 10^-12 моль / л

pH = -lg [H⁺] = 11.26

№238

Смешали равные объемы растворов сильных кислоты и щелочи с рН=2 и рН=11. Вычислите рН полученного раствора.

Решение:

1) Вычислим концентрацию ионов водорода в растворе с рН=2.

моль/л

2) Вычислим концентрацию ионов в растворе с рН=11.

моль/л

3) при сливании растворов произойдет нейтрализация растворов.

Кислота и щелочь прореагируют в эквивалентных количествах, поскольку концентрация кислоты выше, то реакция среды останется кислой, концентрация кислоты уменьшится:

рН полученного раствора равно:

239

Если кислота диссоциирована полностью:

H₂SO₄ = 2H⁺ + SO₄^2-

[H⁺] = 10^-2,2 = 6.31 ·10^-3 моль / л

Эта величина также является нормальностью кислоты. Кроме того, из уравнения видно, что концентрация кислоты в два раза меньше концентрации протонов:

[H₂SO₄] = [H⁺] / 2 = 6.31 ·10^-3 / 2 = 3.15 · 10^-3 моль / л

240

[H⁺] = 10 ^{– 4,3} = 5 · 10^-5моль / л

pОH = 14 - рН = 14 – 4,3 = 9,7

[ОH^-] = 10 ^{– 9,7} = 2 · 10^-10моль / л

241

Гидролиз протекает преимущественно по первой ступени.

CrCl₃ + H₂O = Cr(OH)Cl₂ + HCl

Cr³⁺ + 3Cl^- + H₂O = Cr(OH)²⁺ + 2Cl^- + H⁺ + Cl^-

Cr³⁺ + H₂O = Cr(OH)²⁺ + H⁺ pH < 7

2FeSO₄ + 2H₂O = (FeOH)₂SO₄ + H₂SO₄

2Fe²⁺ + 2SO₄^2- + 2H₂O = 2(FeOH)⁺ + SO₄^2- + 2H⁺ + SO₄^2-

2Fe²⁺ + 2H₂O = 2(FeOH)⁺ + 2H⁺

Fe²⁺ + H₂O = (FeOH)⁺ + H⁺ pH < 7

Na₂S + H₂O = NaHS + NaOH

2Na⁺ + S^2- + H₂O = Na⁺ + HS^- + Na⁺ + OH^-

S^2- + H₂O = HS^- + OH^- pH > 7

242

Zn(NO₃)₂ + H₂O = Zn(OH)NO₃ + HNO₃

Zn²⁺ + 2NO₃^- + H₂O = Zn(OH)⁺ + NO₃^- + H⁺ + NO₃^-

Zn²⁺ + H₂O = Zn(OH)⁺ + H⁺ кислая реакция рН < 7

Al₂(SO₄)₃ + 2H₂O= 2Al(OH)SO₄ + H₂SO₄

2Al³⁺ + 3SO₄^2- + 2H₂O= 2Al(OH)²⁺ + 2SO₄^2- + 2H⁺ + SO₄^2-

2Al³⁺ + 2H₂O= 2Al(OH)²⁺ + 2H⁺

Al³⁺ + H₂O= Al(OH)²⁺ + H⁺

pH < 7

K₂CO₃ + H₂O = KHCO₃ + KOH

2K⁺ + CO₃^2- + H₂O = K⁺ + HCO₃^- + K⁺ + OH^-

CO₃^2- + H₂O = HCO₃^- + OH^-

pH > 7 реакция щелочная

Нитрат калия не гидролизуется, так как эта соль образована сильной кислотой и сильным основанием.

NaCN + H₂O = NaOH + HCN

Na⁺ + CN^- + H₂O = Na⁺ + OH^- + HCN

CN^- + H₂O = HCN + OH^-

pH > 7 реакция щелочная

№244

Как зависит степень гидролиза от температуры? почему? В какую сторону сместится равновесие гидролиза , если к раствору добавить: а) щелочь; б) кислоту; в) хлорид аммония?

Поскольку гидролиз усиливается при повышении температуры, равновесие сдвигается в сторону образования продуктов гидролиза, то степень гидролиза повышается с ростом температурыю

Гидролиз .

- соль, образованная слабой кислотой и сильным основанием, в растворе будет идти гидролиз по аниону:

реакция среды щелочная, .

А) при добавлении щелочи, повышается концентрация в растворе, равновесие сдвигается в сторону обратной реакции, гидролиз уменьшается.

Б) при добавлении кислоты, ионы будут связывать ионы , образуя молекулы воды, равновесие сместится в сторону образования продуктов гидролиза, гидролиз усилится.

В) При добавлении хлорида аммония усиливается гидролиз каждой из солей: и , поскольку в результате реакции обмена образуется соль слабого основания и слабой кислоты, гидролизующаяся по катиону и аниону:

245

а) 3Na₃S + 2Al(NO₃)₃ = Al₂S₃ + 6NaNO₃

6Na⁺ + 3S^2- + 2Al³⁺+ 6NO₃^- = Al₂S₃ + 6NO₃^-+ 6Na⁺

3S^2- + 2Al³⁺ = Al₂S₃ 

б) 3Na₂CO₃ + Cr₂(SO₄)₃ = 3Na₂SO₄ + Cr₂(CO₃)₃

6Na⁺ + 3CO₃^2- + 2Cr³⁺ + 3SO₄^2- = Cr₂(CO₃)₃ + 6Na⁺ + 3SO₄^2-

3CO₃^2- + Cr³⁺ = Cr₂(CO₃)₃

246

1) FeCl₃ + H₂O = Fe(OH)Cl₂ + HCl

Fe³⁺ + 3Cl^- + H₂O = Fe(OH)²⁺ + 2Cl^- + H⁺ + Cl^-

Fe³⁺ + H₂O = Fe(OH)²⁺ + H⁺

FeCl₂ + H₂O = Fe(OH)Cl + HCl

Fe²⁺ + 2Cl^- + H₂O = Fe(OH)⁺ + Cl^- + H⁺ + Cl^-

Fe²⁺ + H₂O = Fe(OH)⁺ + H⁺

Так как гидроксид железа (III) намного более слабое основание, чем гидроксид железа (II) гидролиз FeCl₃ протекает интенсивнее, чем FeCl₂.

2) ZnCl₂ + H₂O = Zn(OH)Cl + HCl

Zn²⁺ + 2Cl^- + H₂O = Zn(OH)⁺ + Cl^- + H⁺ + Cl^-

Zn²⁺ + H₂O = Zn(OH)⁺ + H⁺

MgCl₂ + H₂O = Mg(OH)Cl + HCl

Mg²⁺ + 2Cl^- + H₂O = Mg(OH)⁺ + Cl^- + H⁺ + Cl^-

Mg²⁺ + H₂O = Mg(OH)⁺ + H⁺

Так как гидроксид цинка намного более слабое основание, чем гидроксид магния гидролиз ZnCl₂ протекает интенсивнее, чем MgCl₂.

3) CH₃COONa + H₂O= CH₃COOH + NaOH

CH₃COO^- + Na⁺ + H₂O= CH₃COOH + Na⁺ + OH^-

CH₃COO^- + H₂O= CH₃COOH + OH^-

NaCN + H₂O= HCN + NaOH

CN^- + Na⁺ + H₂O= HCN + Na⁺ + OH^-

CN^- + H₂O= HCN + OH^-

Так как HCN намного более слабая кислота, чем уксусная - гидролиз цианида натрия протекает интенсивнее, чем его ацетата.

247

1) K₂S + H₂O = KHS + KOH

2K⁺ + S^2- + H₂O = K⁺ + HS^- + K⁺ + OH^-

S^2- + H₂O = HS^- + OH^-

Лакмус желтеет pH > 7

2) KI не гидролизуется. Среда нейтральная. Цвет лакмуса не меняется.

3) 2CuSO₄ + 2H₂O = (CuOH)₂SO₄ + H₂SO₄

2Cu²⁺ + 2SO₄^2- + 2H₂O = 2(CuOH)⁺ + SO₄^2- + 2H⁺ + SO₄^2-

2Cu²⁺ + 2H₂O = 2(CuOH)⁺ + 2H⁺

Cu²⁺ + H₂O = (CuOH)⁺ + H⁺

Лакмус краснеет рН < 7.

4) NaClO + H₂O = HClO + NaOH

Na⁺ + ClO^- + H₂O = Na⁺ + HClO + OH^-

ClO^- + H₂O = HClO + OH^-

Лакмус желтеет pH > 7

3) Cd(NO₃)₂ + H₂O= Cd(OH)NO₃ + HNO₃

Cd²⁺ + 2NO₃^- + H₂O= Cd(OH)⁺ + NO₃^- + H⁺ + NO₃^-

Cd²⁺ + H₂O= Cd(OH)⁺ + H⁺

Лакмус краснеет pH < 7

248

Гидролиз для указанных соединений протекает преимущественно по первой ступени.

1) Na₂CO₃ + H₂O = NaHCO₃ + NaOH

2Na⁺ + CO₃^2- + H₂O = Na⁺ + HCO₃^- + Na⁺ + OH^-

CO₃^2- + H₂O = HCO₃^- + OH^-

Na₂SO₃ + H₂O = NaHSO₃ + NaOH

2Na⁺ + SO₃^2- + H₂O = Na⁺ + HSO₃^- + Na⁺ + OH^-

SO₃^2- + H₂O = HSO₃^- + OH^-

Так как угольная кислота более слабая, чем сернистая гидролиз карбоната протекает интенсивнее, чем соответствующего сульфита.

2) TlCl₃ + H₂O = Tl(OH)Cl₂ + HCl

Tl³⁺ + 3Cl^- + H₂O = Tl(OH)²⁺ + 2Cl^- + H⁺ + Cl^-

Tl³⁺ + H₂O = Tl(OH)²⁺ + H⁺

TlCl + H₂O = TlOH + HCl

Tl⁺ + Cl^- + H₂O = TlOH + Cl^- + H⁺

Tl⁺ + H₂O = TlOH + H⁺

Так как гидроксид таллия (III) намного более слабое основание, чем гидроксид таллия (I) гидролиз TlCl₃ протекает интенсивнее, чем TlCl.

3) SnCl₄ + H₂O = Sn(OH)Cl₃ + HCl

Sn⁴⁺ + 4Cl^- + H₂O = Sn(OH)³⁺ + 3Cl^- + H⁺ + Cl^-

Sn⁴⁺ + H₂O = Sn(OH)³⁺ + H⁺

SnCl₂ + H₂O = Sn(OH)Cl + HCl

Sn²⁺ + 2Cl^- + H₂O = SnOH⁺ + Cl^- + H⁺ + Cl^-

Sn²⁺ + H₂O = SnOH⁺ + H⁺

Так как гидроксид олова (IV) намного более слабое основание, чем гидроксид олова (II) гидролиз SnCl₄ протекает интенсивнее, чем SnCl₂

249

Влияние на степень гидролиза оказывает кислотность среды и температура. Основные соли образуются, если гидролизующаяся соль образована сильной кислотой и слабым основанием

ZnCl₂ + H₂O = Zn(OH)Cl + HCl

Zn²⁺ + 2Cl^- + H₂O = Zn(OH)⁺ + Cl^- + H⁺ + Cl^-

Zn²⁺ + H₂O = Zn(OH)⁺ + H⁺

Кислые соли образуются, если гидролизующаяся соль образована слабой кислотой и сильным основанием

Na₂CO₃ + H₂O = NaHCO₃ + NaOH

2Na⁺ + CO₃^2- + H₂O = Na⁺ + HCO₃^- + Na⁺ + OH^-

CO₃^2- + H₂O = HCO₃^- + OH^-

250

Гидролиз для указанных соединений протекает преимущественно по первой ступени.

1) CH₃COONa + H₂O= CH₃COOH + NaOH

CH₃COO^- + Na⁺ + H₂O= CH₃COOH + Na⁺ + OH^-

CH₃COO^- + H₂O= CH₃COOH + OH^-

HCOONa + H₂O= HCOOH + NaOH

HCOO^- + Na⁺ + H₂O= HCOOH + Na⁺ + OH^-

HCOO^- + H₂O= HCOOH + OH^-

Так как уксусная кислота более слабая кислота, чем муравьиная - гидролиз ацетата натрия протекает интенсивнее, чем его формиата.

2) K₂S + H₂O = KHS + KOH

2K⁺ + S^2- + H₂O = K⁺ + HS^- + K⁺ + OH^-

S^2- + H₂O = HS^- + OH^-

K₂Te + H₂O = KHTe + KOH

2K⁺ + Te^2- + H₂O = K⁺ + HTe^- + K⁺ + OH^-

Te^2- + H₂O = HTe^- + OH^-

Так как сероводородная кислота более слабая кислота, чем теллуроводородная - гидролиз сульфида калия протекает интенсивнее, чем его теллурида.

3) NaNO₂ + H₂O = HNO₂ + NaOH

Na⁺ + NO₂^- + H₂O = HNO₂ + Na⁺ + OH^-

NO₂^- + H₂O = HNO₂ + OH^-

Хлорид натрия совсем не гидролизуется, так как он образован сильной кислотой и сильным основанием.

№251

Растворы кислоты и основания смешали в эквивалентных соотношениях: а) ;

Б) ; в) . Как окрасится лакмус в растворах? Почему? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения соответствующих реакций.

Поскольку данные реакции – реакции нейтрализации, то среда в растворах при смешении в эквивалентных количествах будет нейтральная, лакмус в нейтральной среде имеет синюю окраску.

252

FeCl₃ + H₂O = Fe(OH)Cl₂ + HCl

Fe³⁺ + 3Cl^- + H₂O = Fe(OH)²⁺ + 2Cl^- + H⁺ + Cl^-

Fe³⁺ + H₂O = Fe(OH)²⁺ + H⁺

А) при добавлении кислоты равновесие сместится влево.

Б) при добавлении щелочи гидролиз усилится, так как связываются образующиеся ионы водорода H⁺ + OH^- = H₂O

и соль гидролизуется полностью

FeCl₃ + 3H₂O = Fe(OH)₃ + 3HCl

Fe³⁺ + 3Cl^- + 3H₂O = Fe(OH)₃ + 3Cl^- + 3H⁺

Fe³⁺ + 3H₂O = Fe(OH)₃ + 3H⁺

В) хлорид цинка уменьшит гидролиз , так как его водные растворы имеют кислую реакцию

ZnCl₂ + H₂O = Zn(OH)Cl + HCl

Zn²⁺ + 2Cl^- + H₂O = Zn(OH)⁺ + Cl^- + H⁺ + Cl^-

Zn²⁺ + H₂O = Zn(OH)⁺ + H⁺

г) карбонат натрия усилит гидролиз , так как его водные растворы имеют щелочную реакцию

Na₂CO₃ + H₂O = NaHCO₃ + NaOH

2Na⁺ + CO₃^2- + H₂O = Na⁺ + HCO₃^- + Na⁺ + OH^-

CO₃^2- + H₂O = HCO₃^- + OH^-

Хотя можно предположить образование основного карбоната железа.

д) Цинк на гидролиз не влияет, но будет вытеснять железо из его соли.

Е) Увеличение концентрации воды усилит гидролиз.

253

CH₃COONa + H₂O= CH₃COOH + NaOH

CH₃COO^- + Na⁺ + H₂O= CH₃COOH + Na⁺ + OH^-

CH₃COO^- + H₂O= CH₃COOH + OH^-

Фенолфталеин в щелочной среде приобретает малиновую окраску. Усиление окраски при нагревании, очевидно, связано с увеличением степени гидролиза. Наоборот, при охлаждении соль гидролизуется в меньшей степени.

№254

Какие из солей взаимно усиливают гидролиз друг друга:

А) ;

Б) ;

В) ;

Г) ;

Д) ?

Составьте ионно-молекулярные уравнения соответствующих реакций.

Решение:

А)

В растворе хлорида алюминия гидролиз обусловливает катион:

В растворе сульфида натрия гидролиз обусловливает анион:

Гидролиз этих солей обычно ограничивается первой ступенью. При смешивании растворов ионы и взаимодействуют друг с другом, образуя молекулы слабого электролита , который уходит из сферы реакции. Это приводит к тому, что усиливается гидролиз каждой из солей до образования и :

б)

В растворе хлорида хрома гидролиз обусловливает катион:

В растворе карбоната натрия гидролиз обусловливает анион:

в)

В растворе сульфата железа гидролиз обусловливает катион:

В растворе хлорида цинка гидролиз тоже обусловливает катион:

поэтому соли будут взаимно ослаблять гидролиз друг друга.

Г)

В растворе нитратаа хрома гидролиз обусловливает катион:

хлорид магния гидролизу не подвергается. Реакция между веществами идти небудет, усиления гидролиза не произойдет.

Д)

В растворе хлорида железа гидролиз обусловливает катион:

В растворе сульфита натрия гидролиз обусловливает анион:

255

Обычно, сода гидролизуется по первой ступени:

Na₂CO₃ + H₂O = NaHCO₃ + NaOH

2Na⁺ + CO₃^2- + H₂O = HCO₃^- + 2Na⁺ + OH^-

CO₃^2- + H₂O = HCO₃^- + OH^-

Но в кислой среде сода гидролизуется полностью, так как связываются образующиеся гидроксид-ионы H⁺ + OH^- = H₂O :

Na₂CO₃ + 2H₂O = H₂О + CO₂ + 2NaOH

2Na⁺ + CO₃^2- + 2H₂O = H₂CO₃ + 2Na⁺ + 2OH^-

CO₃^2- + 2H₂O = H₂O + CO₂ + 2OH^-

А) Сульфат натрия имеет нейтральную реакцию водных растворов и не влияет на гидролиз.

Б) хлорид хрома усилит гидролиз , так как его водные растворы имеют кислую реакцию

CrCl₃ + H₂O = Cr(OH)Cl₂ + HCl

Cr³⁺ + 3Cl^- + H₂O = Cr(OH)²⁺ + 2Cl^- + H⁺ + Cl^-

Cr³⁺ + H₂O = Cr(OH)²⁺ + H⁺

В) хлорид магния имеет нейтральную реакцию водных растворов и не влияет на гидролиз.

Г) сульфат алюминия усилит гидролиз , так как его водные растворы имеют кислую реакцию

Al₂(SO₄)₃ + 2H₂O= 2Al(OH)SO₄ + H₂SO₄

2Al³⁺ + 3SO₄^2- + 2H₂O= 2Al(OH)²⁺ + 2SO₄^2- + 2H⁺ + SO₄^2-

2Al³⁺ + 2H₂O= 2Al(OH)²⁺ + 2H⁺

Al³⁺ + H₂O= Al(OH)²⁺ + H⁺

Д) Аналогично:

Fe(NO₃)₃ + H₂O = Fe(OH)(NO₃)₂ + HNO₃

Fe³⁺ + 3NO₃^- + H₂O = Fe(OH)²⁺ + 2NO₃^- + H⁺ + NO₃^-

Fe³⁺ + H₂O = Fe(OH)²⁺ + H⁺

Cтоит также учесть образование малорастворимых карбонатов.

256

С (SO₄^2-) = C (Ca²⁺) = 0.04 / 2 = 0.02 моль / л

Так как смешивают равные объемы, то концентрация этих ионов уменьшается в двое. Значит:

[SO₄^2-] · [Ca²⁺] = 0.01 · 0.01 = 0.0001

Данное произведение концентраций ионов больше произведения растворимости сульфата кальция, значит осадок будет образовываться.

257

Sr²⁺ + CO₃^2- = SrCO₃

ν (SrCO₃) = m / M = 0.05 / 148 = 3.38 · 10 ^{- 4} моль

C (SrCO₃) = ν / V = 3.38 · 10 ^{- 4} / 5 = 6.76 · 10 ^{- 5} моль / л

Концентрация карбонат-ионов равна концентрации ионов стронция и, собственно, концентрации данной соли в растворе.

То есть

[Sr²⁺] = [CO₃^2-] = 6.76 · 10 ^{- 5} моль / л

ПР = [Sr²⁺] · [CO₃^2-] = 6.76 · 10 ^{- 5} · 6.76 · 10 ^{- 5} = 4,57 · 10^-9

258

Sr²⁺ + SO₄^2- = SrSO₄

Растворимость SrSO₄ равна концентрации каждого из ионов, то есть ПР = S² , отсюда

S = (ПР)^{1/ 2} = (3.6 · 10^-7 )^{1/ 2} = 6.0 · 10 ^{– 4} моль / л

Масса этого колличества вещества, содержащегося в одном литре раствора равна

S · M = 6.0 · 10 ^{– 4} · 184 = 0.11 г.

259

Fe²⁺ + 2OH^- = Fe(OH)₂

ν (Fe(OH)₂) = m / M = 9.6 · 10^-5 / 90 = 1.07 · 10 ^{- 6} моль

S (Fe(OH)₂) = ν / V = 1.07 · 10 ^{- 6} / 0.1 = 1.07 · 10 ^{- 5} моль / л

Концентрация гидроксид-ионов в два раза больше концентрации ионов железа и, собственно, растворимости данного соединения.

То есть

[Fe²⁺] = 1.07 · 10 ^{- 5} моль / л

[OH^-] = 2 · [Fe²⁺] = 2 · 1.07 · 10 ^{- 5} = 2,13 · 10^-5 моль / л

ПР = [Fe²⁺] · [OH^-]² = 1.07 · 10 ^{- 5} · (2,13 · 10^-5)² = 4,85 · 10^-15

№260

Произведение растворимости равно . Вычислите растворимость этой соли в молях на литр и в граммах на литр.

Решение:

диссоциирует по уравнению:

При диссоциации ионов получается в 2 раза больше, чем ионов . Следовательно,

Произведение концентрации соли

Выразим концентрацию ионов через концентрацию ионов :

Концентрация ионов равна:

Следовательно, растворимость соли моль/л.

Молярная масса фторида магния

Растворимость соли в граммах на литр: г/л

261

Перейдем к молярным концентрациям:

С (SO₄^2-) = 1.00 · ½ = 0.5 моль / л

C (Ag⁺) = 0.02 · 1 = 0.02 моль / л

Так как смешивают равные объемы, то концентрация этих ионов уменьшается в двое. Значит:

[I^-] · [Ag⁺] = 0.01 · 0.25 = 2.50 · 10 ^-3

Данное произведение концентраций ионов больше произведения растворимости сульфата серебра, значит осадок будет образовываться.

262

ПР = [Ba²⁺] · [CO₃^2-] = 1.9 · 10^-9

S_M = [Ba²⁺] = [CO₃^2-] = ПР^1/2 = 4.36 · 10^-5 моль / л

S = S_M · M = 4.36 · 10^-5 · 197 = 8.59 · 10^-3 г / л

Где М = 137 + 12 + 3 · 16 = 197 г / моль.

8.59 · 10^-3 г растворится в 1 л

1 г -------------------- V

V = 1 / 8.59 · 10^-3 = 116.5 л.

263

Найдем массу ионов иода:

0.0268 г Х

PbI₂ = Pb²⁺ + 2I^-

207 г 2 · 127 = 254 г

Х = 0.0268 · 254 / 207 = 0.0329 г иода

Перейдем к молярным концентрациям:

[Pb²⁺] = ( m / M ) / V = (0.0268 / 207) / 0.1 = 0.0013 моль / л

[I^-] = ( m / M ) / V = (0.0329 / 127) / 0.1 = 0.0026 моль / л

ПР = [Pb²⁺] · [I^-]² = 0.0013 · (0.0026)² = 7.79 · 10^-9

№264

Концентрация ионов магния в насыщенном растворе составляет г/л. Вычислите произведение растворимости гидроксида.

Решение:

Молекулярная масса равна:

Молярная концентрация равна:

моль/л

Гидроксид магния диссоциирует по уравнению: , т.е. ионов образуется в 2 раза больше ионов магния, значит,

Произведение растворимости гидроксида равно:

265

Так как фактор эквивалентности равен единице для обоих соединений:

С (I^-) = C (Ag⁺) = 0.002 моль / л

Так как смешивают равные объемы, то концентрация этих ионов уменьшается в двое. Значит:

[I^-] · [Ag⁺] = 0.001 · 0.001 = 10 ^-
6

Данное произведение концентраций ионов больше произведения растворимости йодида серебра, значит осадок будет образовываться.

№266

Произведение растворимости . Вычислите растворимость соли в молях и в граммах на литр.

Решение:

Сульфат свинца диссоциирует по уравнению:

Произведение растворимости равно:

Растворимость соли равна концентрации ионов свинца в растворе:

моль/л

Молекулярная масса сульфата свинца:

Растворимость соли в г/л равна:

г/л

268

S_M = [AgCl] = [Ag⁺] = [Cl^-]

ПР = [Ag⁺] · [Cl^-] = (S_M)² = (1.3 · 10^-5)² = 1.7 · 10^-10

S = S_M · M = 1.3 · 10^-5 · 143.4 = 0.0019 г / л

Где М = 107.9 + 35.5 = 143.4 г / моль.

269

СaCO₃ = Ca²⁺ + CO₃^2-

ПР = [Ca²⁺] · [CO₃^2-] = 4.8 · 10^-9

S_M = [Ca²⁺] = [CO₃^2-] = ПР^1/2 = 6.9 · 10^-5 моль / л

S = S_M · M = 4.36 · 10^-5 · 100 = 6.9 · 10^-3 г / л

Где М = 40 + 12 + 3 · 16 = 100 г / моль.

№270

Растворимость в воде при 20С равна 0,0065г/л. Вычислите произведение растворимости этой соли.

Решение:

Вычислим молярную концентрацию соли:

Молекулярная масса равна:

Молярная концентрация равна: моль/л

в растворе диссоциирует на ионы по уравнению:

следовательно, концентрация в три раза выше концентрации :

моль/л

№271

Как строится ряд напряжений металлов? Увеличится, уменьшится или останется без изменения масса цинковой пластинки при взаимодействии с растворами: а) ;

Б) ; в) ? Почему?

Решение:

Электродным потенциалом называют ЭДС гальванического элемента, который составлен из исследуемого электрода, погруженного в раствор его соли с концентрацией ионов металла 1моль/л, и стандартного водородного электрода.

Располагая металлы в порядке возрастания алгебраической величины их стандартных электродных потенциалов, получают ряд стандартных электродных потенциалов металлов.

Ряд стандартных электродных потенциалов характеризует химические свойства металлов. Чем меньше алгебраическое значение потенциала, тем выше восстановительная способность этого металла и тем ниже окислительная способность его ионов, поэтому каждый металл в ряду стандартных электродных потенциалов способен вытеснять все следующие за ним металлы из растворов их солей.

Сравним потенциалы металлов, заданных по условию задачи:

Металл	Mg	Zn	Pb	Cu
Стандартный потенциал, В	-2,37	-0,76	-0,13	+0,34

На основании потенциалов можно сделать вывод, что цинк вытеснит из солей медь и свинец, масса цинковой пластинки уменьшится. Поскольку магний активнее цинка, то масса цинковой пластинки останется без изменения.

Уравнения реакций, соответствующим растворению цинковой пластинки в растворах сульфата меди и нитрата свинца:

273

Используем уравнение Нернста:

E = E⁰ + lg C · 0.059 / n

-1.23 = -1.18 + lg C · 0.059 / 2

lg C · 0.059 / 2 = -1.23 + 1.18

lg C = - 0.05 / 0.029 = -1.72

C = 10 ^–1.72 = 0.019 моль / л

274

Сущность коррозии – в образовании гальванических пар, в которых металл-анод особенно подвержен воздействию окружающей среды.

Коррозия луженого железа при нарушении покрытия происходит очень быстро, так как в этой системе железо является анодом (E⁰(Fe²⁺/Fe) = -0.44 В), а олово катодом (E⁰(Sn²⁺/Sn) = -0.136 В).

Во влажном воздухе:

Анод Fe – 2e = Fe²⁺

Катод O₂ + 2H₂O + 4e = 4OH ^–

Fe²⁺ + 2OH^- = Fe(OH)₂

В кислоте:

Анод Fe – 2e = Fe²⁺

Катод 2Н⁺ + 2е = Н₂

Образуется соответствующая соль железа.

Коррозия оцинкованного железа начнется когда весь цинк перейдет в раствор. Железо является катодом, а цинк – анодом (E⁰(Zn²⁺/Zn) = -0.763 В).

Во влажном воздухе:

Анод Zn – 2e = Zn²⁺

Катод O₂ + 2H₂O + 4e = 4OH ^–

Zn²⁺ + 2OH^- = Zn(OH)₂

В кислоте:

Анод Zn – 2e = Zn²⁺

Катод 2Н⁺ + 2е = Н₂

Образуется соответствующая соль цинка.

275

Серебро не вытесняет водород, так как в ряду напряжений оно стоит правее; стандартный потенциал серебра (+0,80 В) больше стандартного потенциала водородного электрода (0,000 В). В паре с цинком образуется гальванический элемент, где серебро является катодом, а цинк – анодом (-0,763 В).

Анод Zn – 2e = Zn²⁺

Катод 2H⁺ + 2e = H₂

Цинк растворяется, а выделение водорода происходит на серебре.

№276

Составьте схемы электролиза водных растворов при угольных электродах, а при медном аноде.

Решение:

Электролиз водного раствора

Анод:

Катод:

Суммарное уравнение:

Электролиз водного раствора

Анод:

Катод:

Суммарное уравнение:

Электролиз водного раствора

Анод:

Катод:

Суммарное уравнение:

Электролиз с медными анодами

Анод:

Катод:

277

При электролизе раствора NaCl:

анод (+) 2Cl^- – 2e = Cl₂

катод (-) 2H₂O + 2e = H₂ + 2OH^-

Видно, что расходуется хлор, а значит количество соли уменьшается.

При электролизе раствора Na₃PO₄:

анод (+) 2H₂O – 4e = O₂ + 4H⁺

катод (-) 2H₂O + 2e = H₂ + 2OH^-

Ионы соли не участвуют в этом процессе, а значит её количество не изменяется. Но увеличивается концентрация соли в связи с расходом воды.

278

В концентрационном гальваническом элементе разность потенциалов возникает вследствие различной концентрации солевых растворов у катода и анода выполненных из одного металла.

анод (-) Ag / Ag⁺ // Ag⁺ / Ag (+) катод

анод Ag – e = Ag⁺

катод Ag⁺ + e = Ag

E = E⁰ + lg C · 0.059 / n

E₁ = E⁰(Ag⁺/Ag) + lg C · 0.059 / n =

= 0.80 + lg 0.01 · 0.059 / 1 = 0.68 В

E₂ = E⁰(Ag⁺/Ag) + lg C · 0.059 / n =

= 0.80 + lg 0.1 · 0.059 / 1 = 0.74 В

ЭДС = E₂ – E₁ = 0.74 – 0.68 = 0.06 В

№279

Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из свинцовой и магниевой пластин, опущенных в растворы солей с концентрацией моль/л. Изменится ли ЭДС этого элемента, если концентрацию каждого из ионов увеличить в одинаковое число раз?

Решение:

Вычислим потенциалы электродов:

ЭДС гальванического элемента

При изменении концентрации ионов ЭДС изменится.

280

Стандартный электродный потенциал водорода равен нулю.

Используем уравнение Нернста:

E = E⁰ + lg C · 0.059 / n

Для нашего случая, учитывая что рН = - lg C получаем:

E = - рН · 0.059 / n

а) E = - 10 · 0.059 / 1 = - 0,59 В

б) E = - 3 · 0.059 / 1 = - 0,177 В

№281

Составьте электронные уравнения процессов, происходящих при электролизе раствора . Сколько граммов меди выделилось на катоде, если на аноде выделилось (н.у.) 350мл кислорода?

Решение:

Электролиз раствора :

Катод:

Анод:

Суммарное уравнение:

По уравнению реакции рассчитаем, сколько меди выделится на катоде:

282

а) анод (+) 2Cl^- – 2e = Cl₂

катод (-) 2H₂O + 2e = H₂ + 2OH^-

б) анод (+) 2H₂O – 4e = O₂ + 4H⁺

катод (-) Cu²⁺ + 2e = Cu

в) анод (+) 2H₂O – 4e = O₂ + 4H⁺

катод (-) 2H₂O + 2e = H₂ + 2OH^-

катод (-) Zn²⁺ + 2e = Zn

Щелочная среда появляется при электролизе KCl. Гидроксид-ионы появляются и при электролизе ZnSO₄ , но они могут связываться ионами цинка в нерастворимый гидроксид.

283

В данной гальванической паре железо является катодом: его стандартный потенциал (-0,44 В) больше чем у алюминия (-1,70 В). Алюминий является анодом.

При кислородной деполяризации:

Анод Al – 3e = Al³⁺

Катод O₂ + 2H₂O + 4e = 4OH ^–

Al³⁺ + 3OH^- = Al(OH)₃

При водородной деполяризации:

Анод Al – 3e = Al³⁺

Катод 2H⁺ + 2e = H₂

Продуктом коррозии является алюминиевая соль соответствующей кислоты.

284

Стандартный электродный потенциал водорода равен нулю.

Используем уравнение Нернста:

E = E⁰ + lg C · 0.059 / n

Для нашего случая, учитывая что рН = - lg C получаем:

E = - рН · 0.059 / n

E₁ = - 2 · 0.059 / 1 = - 0,118 В

E₂ = - 4 · 0.059 / 1 = - 0,236 В

ЭДС = E₁ – E₂ = - 0.118 – (-0.236) = 0.118 В

286

Стандартные электродные потенциалы определяются измерением ЭДС при нормальных условиях между индикаторным электродом и электродом сравнения, потенциал которого хорошо известен.

NO₃^- + 4H⁺ + 3e = NO + 2H₂O E⁰_Ox = +0.96 B / 6 / 2

2Сr³⁺ + 7H₂O – 6e = Cr₂O₇^2- + 14H⁺ E⁰_Red = +1.33 B / 3 / 1

2Сr³⁺ + 7H₂O + 2NO₃^- + 8H⁺ = 2NO + 4H₂O + Cr₂O₇^2- + 14H⁺

2Сr³⁺ + 3H₂O + 2NO₃^- = 2NO + Cr₂O₇^2- + 6H⁺

E = E⁰_Ox - E⁰_Red = 0.96 – 1.33 = -0.37 B

Пойдет обратная реакция.

№287

Исходя из значений стандартных потенциалов, определите, прямая или обратная реакция будет протекать в этой системе при стандартных условиях:

Решение:

Для определения направления окислительно-восстановительного процесса необходимо найти ЭДС гальванического элемента, образованного из данного окислителя и восстановителя. ЭДС (Е) равна:

если Е > 0, то реакция возможна.

Для данной системы стандартные потенциалы равны:

ЭДС положительна для прямой реакции , т.е. в стандартных условиях будет идти прямая реакция:

1| (восстановление, окислитель)

6| (окисление, восстановитель)

288

Сl₂ + 2e = 2Cl^- E⁰_Ox = +1.36 B / 5

Mn²⁺ + 4H₂O – 5e = MnO₄^- + 8H⁺ E⁰_Red = +1.51 B / 2

5Сl₂ + 2Mn²⁺ + 8H₂O = 2MnO₄^- + 16H⁺ + 10Cl^-

E = E⁰_Ox - E⁰_Red = 1.36 – 1.51 = -0.15 B

Пойдет обратная реакция.

289

СrO₄^2- + 2H₂O + 3e = CrO₂^- + 4OH^- E⁰_Ox = -0.13 B / 2

2Br ^- – 2e = Br₂ E⁰_Red = +1.07 B / 3

2СrO₄^2- + 4H₂O + 6Br ^- = 3Br₂ + 2CrO₂^- + 8OH^-

E = E⁰_Ox - E⁰_Red = -0.13 – 1.07 = -1.20 B

Пойдет обратная реакция.

№290

Решение:

если Е > 0, то реакция возможна.

Для данной системы стандартные потенциалы равны:

ЭДС положительна для прямой реакции , т.е. в стандартных условиях будет идти прямая реакция:

291

NO₃^- + 4H⁺ + 3e = NO + 2H₂O E⁰_Ox = +0.96 B / 1

Fe²⁺ – e = Fe³⁺ E⁰_Red = +0.77 B / 3

3Fe²⁺ + NO₃^- + 4H⁺ = NO + 2H₂O + 3Fe³⁺

E = E⁰_Ox - E⁰_Red = 0.96 – 0.77 = 0.19 B

Пойдет прямая реакция.

№292

Решение:

если Е > 0, то реакция возможна.

Для данной системы стандартные потенциалы равны:

ЭДС положительна для обратной реакции , т.е. в стандартных условиях будет идти обратная реакция:

293

Fe³⁺ + e = Fe²⁺ E⁰_Ox = +0.77 B / 6

I^- + 3H₂O - 6e = IO₃^- + 6H⁺ E⁰_Red = +1.09 B / 1

6Fe³⁺ + I^- + 3H₂O = IO₃^- + 6H⁺ + 6Fe²⁺

E = E⁰_Ox - E⁰_Red = 0.77 – 1.09 = -0.32 B

Пойдет обратная реакция.

№294

Решение:

если Е > 0, то реакция возможна.

Для данной системы стандартные потенциалы равны:

ЭДС положительна для обратной реакции , т.е. в стандартных условиях будет идти обратная реакция:

№296

Решение:

если Е > 0, то реакция возможна.

Для данной системы стандартные потенциалы равны:

ЭДС положительна для прямой реакции , т.е. в стандартных условиях будет идти прямая реакция:

297

MnO₄^- + 2H₂O + 3e = MnO₂ + 4OH^- E⁰_Ox = +0.59 B / 2

SO₃^2- + 2OH^- - 2e = SO₄^2- + H₂O E⁰_Red = -0.93 B / 3

2MnO₄^- + 4H₂O + 3SO₃^2- + 6OH^- = 3SO₄^2- + 3H₂O + 2MnO₂ + 8OH^-

2MnO₄^- + H₂O + 3SO₃^2- + = 3SO₄^2- + 2MnO₂ + 2OH^-

E = E⁰_Ox - E⁰_Red = 0.59 – (- 0.93) = 1.52 B

Пойдет прямая реакция.

298

Fe³⁺ + e = Fe²⁺ E⁰_Ox = +0.77 B / 6

2Сr³⁺ + 7H₂O – 6e = Cr₂O₇^2- + 14H⁺ E⁰_Red = +1.33 B / 1

2Сr³⁺ + 7H₂O + 6Fe³⁺ = 6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- + 14H⁺

E = E⁰_Ox - E⁰_Red = 0.77 – 1.33 = -0.56 B

Пойдет обратная реакция.

фф299

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e = Mn²⁺ + 4H₂O E⁰_Ox = +1.51 B / 5

H₂O₂ + 2H⁺+ 2e = 2Н₂O E⁰_Red = +1.77 B / 2

5MnO₄^- + 40H⁺ + 2H₂O₂ + 4H⁺ = 4Н₂O + 5Mn²⁺ + 20H₂O

5MnO₄^- + 44H⁺ + 2H₂O₂ = 24Н₂O + 5Mn²⁺

Но такая система существовать не может, так как есть два окислителя, но нет восстановителя. Скорее всего в данном задании имеет место опечатка.

300

2ClO₃^- + 12H⁺ + 10e = Cl₂ + 6H₂O E⁰_Ox = +1.47 B / 3

MnO₂ + 2H₂O - 3e = MnO₄^- + 4H⁺ E⁰_Red = +1.69 B / 10

6ClO₃^- + 36H⁺ + 10MnO₂ + 20H₂O = 10MnO₄^- + 40H⁺ + 3Cl₂ + 18H₂O

6ClO₃^- + 10MnO₂ + 2H₂O = 10MnO₄^- + 4H⁺ + 3Cl₂

E = E⁰_Ox - E⁰_Red = 1.47 – 1.69 = -0.22 B

Пойдет обратная реакция.

№ 301

Определите заряд комплексного иона, координационное число и степень окисления комплексообразователя в соединениях:

302

[Co(NH₃)₆](NO₂)₃ нитрит гексааминкобальта (III)

[Co(NH₃)₆](NO₂)₃ = [Co(NH₃)₆]³⁺ + 3NO₂^-

[Co(NH₃)₅(NO₂)](NO₂)₂ нитрит нитритопентааминкобальта (III)

[Co(NH₃)₅(NO₂)](NO₂)₂ = [Co(NH₃)₅(NO₂)]²⁺ + 2NO₂^-

[Co(NH₃)₄(NO₂)₂](NO₂) нитрит динитритотетраааминкобальта (III)

[Co(NH₃)₄(NO₂)₂](NO₂) = [Co(NH₃)₄(NO₂)₂]⁺ + NO₂^-

[Co(NH₃)₃(NO₂)₃] тринитритотриаминкобальт (III)

неэлектролит

К [Co(NH₃)₂(NO₂)₄] калия тетранитритодиаминкобальтат (III)

К [Co(NH₃)₂(NO₂)₄] = К⁺ + [Co(NH₃)₂(NO₂)₄]^-

К₂ [Co(NH₃)(NO₂)₅] калия пентанитритоаминкобальтат (III)

К₂ [Co(NH₃)(NO₂)₅] = 2К⁺ + [Co(NH₃)(NO₂)₅]^2-

К₃ [Co(NO₂)₆] калия гексанитритокобальтат (III)

К₃ [Co(NO₂)₆] = 3К⁺ + [Co(NO₂)₆]^3-

303

[Pt(NH₃)₄]Cl₂ = [Pt(NH₃)₄]²⁺ + 2Cl^-

[PtCl(NH₃)₃]Cl = [PtCl(NH₃)₃]⁺ + Cl^-

[PtCl₂(NH₃)₂] неэлектролит

K [PtCl₃(NH₃)] = K⁺ + [PtCl₃(NH₃)]^-

K₂ [PtCl₄] = 2K⁺ + [PtCl₄]^2-

304

[Co(NH₃)₄(H₂O)₂]Br₃ = [Co(NH₃)₄(H₂O)₂]³⁺ + 3Br^-

[Co(NH₃)₄Cl₂]Cl = [Co(NH₃)₄Cl₂]⁺ + Cl^-

[Co(NH₃)₄(H₂O)Cl]Cl₂ = [Co(NH₃)₄(H₂O)Cl]²⁺ + 2Cl^-

K₃ [Co(CN)₆] = 3K⁺ + [Co(CN)₆]^3-

305

а) x = +1 [Pd(NH₃)₂(H₂O)Cl]Cl = [Pd(NH₃)₂(H₂O)Cl]⁺ + Cl^-

б) x = -1 K[Co(NO₂)₄(NH₃)₂] = K⁺ + [Co(NH₃)₄(H₂O)Cl]^-

в) x = -2 K₂ [PtCl(OH)₅] = 2K⁺ + [PtCl(OH)₅]^2-

г) x = -1 K [Au(CN)₂Br₂] = K⁺ + [Au(CN)₂Br₂]^-

306

Пусть х – степень окисления, N – координационное число.

Катионные комплексы:

[Co(NH₃)₆](NO₂)₃ нитрит гексааминкобальта (III)

x = +3 N = 6

[Pd(NH₃)₂(H₂O)Cl]Cl хлорид хлораквадиаминпалладия (II)

x = +2 N = 4

Анионные комплексы:

К₃ [Co(NO₃)₆] калия гексанитрокобальтат (III)

x = +3 N = 6

Na [Au(CN)₄] натрия тетрацианоаурум (III)

x = +3 N = 4

Нейтральные комплексы:

[Co(NH₃)₃(NO₂)₃] тринитритотриаминкобальт (III)

x = +3 N = 6

[Fe(CO)₅] карбонил железа

x = 0 N = 5

307

Константой нестойкости комплексного иона называется константа равновесия диссоциации его внутренней сферы.

[CuCl₂]^- = Cu⁺ + 2Cl^-

K = [Cu⁺] · [Cl^-]² / [CuCl₂]^-

[Cu(NH₃)₄]²⁺ = Cu²⁺ + 4NH₃

K = [Cu²⁺] · [NH₃]⁴ / [Cu(NH₃)₄]²⁺

[Fe(CN)₆]^3- = Fe³⁺ + 6CN^-

K = [Fe³⁺] · [CN]⁶ / [Fe(CN)₆]^3-

309

Растворимость иодида много меньше, чем хлорида. То есть, ион диаминсеребра более прочен, чем хлорид серебра. Однако, иодид серебра – более прочное соединение, чем данный комплексный ион.

AgNO₃ + 2NH₃ = [Ag(NH₃)₂]NO₃

[Ag(NH₃)₂]NO₃ + KI = AgI ↓ + 2NH₃ + KNO₃

310

Прочность комплекса возрастает с увеличением заряда центрального атома (x) и уменьшением степени окисления лиганда (y), то есть прямопропорциональна притяжению между частицами.

А) [Сo(NH₃)₆]²⁺ x = +2

[Сo(NH₃)₆]³⁺ x = +3 более прочен.

Б) [Fe(CN)₆]^3- x = +3 более прочен.

[Fe(CN)₆]^4- x = +2

B) [Cd(NH₃)₄]²⁺ y = 0

[Cd(CN)₄]^2- y = -1 более прочен.

311

Двойными солями называются соединения с малоустойчивой внутренней сферой, которые диссоциируют на простые ионы и молекулы.

K₄ [Fe(CN)₆] = 4K⁺ + [Fe(CN)₆]^4-

(NH₄)₂Fe(SO₄)₂ = 2NH₄⁺ + Fe²⁺ + 2SO₄^2-

Fe²⁺ + 2OH^- = Fe(OH)₂

(NH₄)₂Fe(SO₄)₂ + 2KOH = Fe(OH)₂ ↓ + (NH₄)₂SO₄ + K₂SO₄

311

K₄ [Fe(CN)₆] = 4K⁺ + [Fe(CN)₆]^4-

(NH₄)₂Fe(SO₄)₂ = 2NH₄⁺ + Fe²⁺ + 2SO₄^2-

Fe²⁺ + 2OH^- = Fe(OH)₂

(NH₄)₂Fe(SO₄)₂ + 2KOH = Fe(OH)₂ ↓ + (NH₄)₂SO₄ + K₂SO₄

312

[Ag(NH₃)₂]Сl → [Ag(NH₃)₂]⁺ + Cl^-

[Ag(NH₃)₂]⁺ + 2H⁺ → 2NH₄⁺ + Ag⁺

[Ag(NH₃)₂]Cl + 2HNO₃ = AgCl ↓ + 2NH₄NO₃

Выпадение осадка и разрушение комплекса обусловлено образованием более прочного иона аммония, а появляющиеся в растворе ионы серебра мгновенно связываются хлорид-ионами.

313

Растворимость данного cульфида много меньше, чем гидроксида. То есть, ион тетрааминмеди более прочен, чем гидроксид меди. Однако, сульфид меди – более прочное соединение, чем данный комплексный ион.

[Сu(NH₃)₄]²⁺ + 2OH^- ← Cu(OH)₂ ↓ + 4NH₃

[Сu(NH₃)₄]²⁺ + S^2- → CuS ↓ + 4NH₃

[Сu(NH₃)₄]SO₄ + H₂S → CuS ↓ + 2NH₃ + (NH₄)₂SO₄

314

AgI + 2KCN = K[Ag(CN)₂] + KI

Значит данный комплексный ион имеет большее значение константы устойчивости, а константа нестойкости [Ag(CN)₂]^- меньше, чем у комплексного иона диаминсеребра.

316

Соли некоторых металлов, особенно в концентрированных растворах, способны образовывать аутокомплексы (cочетание молекул одного и того же вещества), за счет чего концентрация соответствующих катиона и аниона в растворе уменьшается. Например:

2СuCl₂ = Cu[CuCl₄]

3CdI₂ = Cd[CdI₃]₂

Ацидокомплексы содержат во внутренней сфере анионы кислот и комплексный ион обыкновенно заряжен отрицательно. Например:

Na₃[AlF₆] = 3Na⁺ + [AlF₆]^3- гексафторалюминат натрия

K₃[Fe(CN)₆] = 3K⁺ + [Fe(CN)₆]^3- гексацианоферрат (III) калия

№ 317

Какие комплексные соединения называют изомерами? Приведите примеры гидратной, ионизационной и пространственной изомерии комплексных соединений.

Изомерия также характерна для координационных соединений. Так, изомерны соединения, различающиеся по способу координации лигандов (ионизационная изомерия), напр., изомерны

[Со(NН₃)₅Вг]⁺SО; и [Со(NН₃)5SО₄]⁺Вг.

Здесь, по существу, имеется аналогия со структурной изомерией орг. соединений. Др. тип изомерии комплексных соед. обусловлен пространств, причинами (в приводимых ниже формулах аа - ацетилацетон):

318

	3d					4s	4p
Cr	↑	↑	↑	↑	↑	↑
Cr *	↑↓	↑↓	↑↓

Таким образом, происходит d²sp³ – гибридизация шести свободных орбиталей (октаэдрическое строение) возбужденного атома хрома на которые донируются электронные пары лигандов и координационное число по этому равно шести Сr(CO)₆.

319

	3d					4s	4p
Zn	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓
Zn²⁺	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓

Таким образом, происходит sp³ – гибридизация четырех свободных орбиталей (тетраэдрическое строение) иона цинка на которые донируются электронные пары лигандов и координационное число по этому равно четырем.

320

	3d					4s	4p
Ni	↑↓	↑↓	↑↓	↑	↑	↑↓
Ni^*	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓

Таким образом, происходит sp³ – гибридизация четырех свободных орбиталей (тетраэдрическое строение) возбужденного атома никеля на которые донируются электронные пары лигандов и координационное число по этому равно четырем.

321

	3d					4s	4p
Fe	↑↓	↑	↑	↑	↑	↑↓
Fe^*	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓

Таким образом, происходит dsp³ – гибридизация пяти свободных орбиталей (строение тригональной бипирамиды) возбужденного атома железа на которые донируются электронные пары лигандов и координационное число по этому равно пяти Fe(CO)₅.

322

	2s	2p
N	↑↓	↑	↑	↑
B	↑↓	↑
В ^*	↑	↑	↑

В атоме азота три неспаренных 2р электрона, которые образуют связи с тремя атомами водорода. Для образования иона аммония требуется донирование 2s-электронной пары на свободную орбиталь иона водорода. Но, так как все четыре связи равноценны имеет место sp³-гибридизация.

В возбужденном атоме бора три неспаренных электрона, которые образуют связи с тремя атомами водорода. Для образования иона BH₄^- требуется донирование электронной пары гидрид-иона на свободную 2р-орбиталь BH₃. Но, так как все четыре связи равноценны имеет место sp³-гибридизация, которой соответствует тетраэдрическое строение образующейся частицы.

№323

Какие орбитали третьего ичетвертого энергетических уровней хрома (III) принимают участие в образовании химических связей высокоспинового внешнеорбитального парамагнитного комплексного иона ? Как метод ВС объясняет октаэдрическое строение этого иона?

Теория метода ВС рассматривает образование комплексных ионов при донорно-акцепторном взаимодействии неподеленных электронных пар лигандов и свободн№323

Теория метода ВС рассматривает образование комплексных ионов при донорно-акцепторном взаимодействии неподеленных электронных пар лигандов и свободных орбиталей комплексообразователя. Ион- комплексообразователь в комплексном ионе имеет электронную конфигурацию . В соответствии с правилом Хунда эти 3 электрона в d-состоянии располагаются по энергетическим ячейкам следующим образом:

Лиганды комплексного иона – полярные молекулы . Координационное число хрома в данном ионе равно 6, .е. ион-комплексообразователь присоединяет 6 лигандов. Атом кислорода в молекуле имеет неподеленные электронные пары, являясь донором электронов. Для размещения 6 электронных пар шести лигандов ион-комплексообразователь должен предоставить 6 свободных орбиталей. Ион имеет строение:

№ 325

Как метод ВС объясняет строение молекулярного комплекса и диамагнетизм

Электронная формула центрального иона . Распределение электронов по энергетическим ячекам:

При образовании комплекса ион железа предоставляет свободные орбитали для электронных пар ионов . Строение комплексного иона:

Данный комплексный ион не содержит неспаренных электронов, поэтому данный комплексный ион – диамагнитный.

Электронная формула бора , в возбужденном состоянии Распределение электронов по энергетическим ячейкам:

При образовании молекулы образуются 4 гибридных орбитали, из них три образуют -связи с атомами фтора, а на одной орбитали находятся неспаренная пара электронов атома азота. Строение комплекса:

-гибридизация обусловливает тетраэдрическое строение молекулы.

При образовании комплексного иона имеет место -гибридизация, она осуществляется при участии внутренних d-орбиталей третьего энергетического уровня иона

Наличие неспаренных электронов в комплексных ионах дает возможность определить иъх магнитные свойства. В комплексном ионе 3 неспаренных электрона, поэтому он парамагнитен. -гибридизации соответсвует окиаэдрическое строение.

ых орбиталей комплексообразователя. Ион- комплексообразователь в комплексном ионе имеет электронную конфигурацию . В соответствии с правилом Хунда эти 3 электрона в d-состоянии располагаются по энергетическим ячейкам следующим образом:

326

	3d					4s	4p
Co	↑↓	↑↓	↑	↑	↑	↑↓
Co³⁺	↑↓	↑	↑	↑	↑
Co³⁺ *	↑↓	↑↓	↑↓

Таким образом, происходит d²sp³ – гибридизация шести свободных орбиталей возбужденного иона кобальта на которые донируются электронные пары лигандов. Данному типу гибридизации соответствует октаэдрическое строение.

327

	3d					4s	4p
Ni	↑↓	↑↓	↑↓	↑	↑	↑↓
Ni²⁺	↑↓	↑↓	↑↓	↑	↑
Ni^2+ *	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓

Из строения комплексного иона делаем вывод, что занято электронными парами монодентатных лигандов четыре орбитали Ni^2+
*.

Таким образом, происходит dsp² – гибридизация четырех из пяти свободных орбиталей (квадратно-плоское строение) возбужденного атома никеля на которые донируются электронные пары лигандов и координационное число по этому равно четырем.

№328

Какие орбитали внешнего энергетического уровня никеля (II) гибридизуются при образовании комплексного иона . Известно, что этот ион парамагнитен и содержит два неспаренных электрона. Какую пространственную конфигурацию имеет этот ион?

Теория метода ВС рассматривает образование комплексных ионов при донорно-акцепторном взаимодействии неподеленных электронных пар лигандов и свободных орбиталей комплексообразователя! Ион-комплексообразователь в этих комплексных ионах имеет электронную конфигурацию . В соответствии с правилом Хунда эти 8 электронов в d-состоянии располагаются по энергетическим ячейкам следующим образом:

Лиганды комплексного иона — полярные ионы . Координационное число в данных ионах равно 4, т. е. ион-комплексообразователь присоединяет четыре лиганда. Каждый из лигандов имеет неподеленную электронную пару, являясь донором электронов. Для размещения 4 электронных пар четырех лигандов ион-комплексообразователь (акцептор электронов) должен предоставить четыре свободных орбитали. Четыре неподеленные электронные пары ионов хлора располагаются в свободных s-, р-орбиталях четвертого энергетического уровня. Комплексный ион имеет строение:

Этот комплексный ион образуется при -гибридизации, в образовании этого нона участвуют s-, р -орбитали иона четвертого -энергетического уровня (внешнего). Эти ионы имеют тетраэдрическую структуру. Наличие неспаренных электронов в комплексном ионе дает возможность определить их магнитные свойства: комплексный ион , содержит два неспаренных электрона, парамагнитен.

№329

Какие орбитали внешнего энергетического уровня кобальта (III) гибридизуются при образованиии комплексного иона ? Известно, что этот внутриорбитальный, низкоспиновый ион диамагнитен и не содержит неспаренных электронов.

Теория метода ВС рассматривает образование комплексных ионов при донорно-акцепторном взаимодействии неподеленных электронных пар лигандов и свободных орбиталей комплексообразователя! Ион-комплексообразователь в этих комплексных ионах имеет электронную конфигурацию . В соответствии с правилом Хунда эти шесть электронов в d-состоянии располагаются по энергетическим ячейкам следующим образом^

Лиганды комплексного иона — полярные ионы . Координационное число Со³⁺ в данных ионах равно 6, т. е. ион-комплексообразователь присоединяет шесть лигандов. Каждый из лигандов имеет неподеленную электронную пару, являясь донором электронов. Для размещения шести электронных пар шести лигандов ион-комплексообразователь Со³⁺ (акцептор электронов) должен предоставить шесть свободных орбиталей. Шесть неподеленных электронных ионов фтора располагаются в свободных s-, р-, d-орбиталях четвертого энергетического уровня. Комплексный ион имеет строение:

Этот комплексный ион образуется при -гибридизации, в образовании этого нона участвуют -орбитали иона Со³⁺ четвер-энергетического уровня (внешнего). Эти ионы имеют октаэдрическую структуру. Наличие неспаренных электронов в комплексномных ионе дает возможность определить их магнитные свойства: комплексный ион [СоF₆]³ ⁺ , содержит четыре неспаренных электрона, парамагнитен. С помощью метода ВС можно, предсказать реакционную способность комплексных соединений.

330

	3d					4s	4p
Co	↑↓	↑↓	↑	↑	↑	↑↓
Co³⁺	↑	↑	↑	↑	↑	↑
Co³⁺ *	↑↓	↑↓	↑↓

Таким образом, происходит sp³d² – гибридизация шести свободных орбиталей возбужденного иона кобальта на которые донируются электронные пары лигандов.

331

Натрий может быть только восстановителем.

Na – e = Na⁺

2Na + H₂ = 2NaH гидрид натрия H₂ + 2e = 2H^-

NaH + H₂O = NaOH + H₂

2Na + O₂ = Na₂O₂ пероксид натрия О₂ + 2e = О₂^2-

Na₂O₂ + 2H₂O = 2NaOH + H₂О₂

2Na + S = Na₂S сульфид натрия S + 2e = S^2-

Na₂S + 2H₂O = 2NaOH + H₂S

C азотом натрий не реагирует.

№ 333

Напишите уравнения реакций, лежащих в основе получения соды по аммиачному способу. Можно ли таким путем получить поташ? Почему?

335

Поташ или карбонат калия применяется при производстве мыла, при изготовлении туговлавкого стекла, в фотографии и т.д. Поташ получают действием двуокиси углерода на раствор едкого кали, образующийся при электролизе раствора хлористого калия:

KOH + CO₂ = KHCO₃

KHCO₃ + KOH = K₂CO₃ + H₂O

K₂SO₄ + Ba(OH)₂ = BaSO₄ ↓ + 2KOH

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂ ↑

2KOH + CO₂ = K₂CO₃ + H₂O

336

Кислород в пероксиде натрия имеет степень окисления равную –1. Данная процесс относится к реакциям диспропорционирования:

O₂^2- + 2e = 2O^2-

O₂^2- - 2e = O₂

2Na₂O₂ + 2CO₂ → 2Na₂CO₃ + O₂

Эта реакция очень полезна, так как одновременно поглощается углекислый газ и выделяется кислород.

№337

При высокой температуре щелочные металлы восстанавливают соли кислородсодержащих кислот. Напишите электронные и молекулярное уравнение реакции, происходящей при сплавлении калия с . Окислитель в этой реакции восстанавливается максимально.

№338

Озонид калия образуется при действии озона на твердый КОН. Составьте электронно-ионные и молекулярные уравнения этой реакции. Озон, окисляя гидроксид-ион, восстанавливается до озонид-иона .

339

Be + 2HCl → BeCl₂ + H₂

BeCl₂ + 2NaOH → Be(OH)₂ ↓ + 2NaCl

Be(OH)₂ + 2NaOH → Na₂[Be(OH)₄]

Na₂[Be(OH)₄] + Na₂SO₄ → BeSO₄ ↓ + 4NaOH

341

Из компонентов воздуха кальций взаимодействует при нагревании с кислородом и азотом:

2Сa + O₂ → 2CaO

3Ca + N₂ → Ca₃N₂

Продукты взаимодействуют с водой:

CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + Q

Сa₃N₂ + 6H₂O → 3Ca(OH)₂ + 2NH₃

342

Ca + H₂ = CaH₂

CaH₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + 2H₂

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ ↓ + H₂O

CaCO₃ + H₂O + CO₂ → Ca(HCO₃)₂ ↓

Ca(HCO₃)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂O + 2CO₂ ↑

CaCl₂ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + 2HCl ↑

№343

Оксид бериллия при сплавлении взаимодействует с и . Напишите уравнения соответствующих реакций. О каких свойствах говорят эти реакции?

Оксид бериллия – амфотерный. Основные свойства оксида проявляются при взаимодействии с кислотными оксидами:

Кислотные свойства проявляются при взаимодействии с основными оксидами:

344

Сa – 2e = Ca²⁺/ 1

C + e = C^- / 2

Ca + 2C = CaC₂ – Q

CaC₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + C₂H₂

Be – 2e = Be²⁺/ 4 / 2

C + 4e = C^4- / 2 / 1

2Be + C = Be₂C – Q

Be₂C + 4H₂O → 2Be(OH)₂ + CH₄

№345

Являясь сильными восстановителями, магний, кальций и барий применяются в металлотермии для получения металлов из их оксидов. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций кальция:

А) с ;

Б) с .

В каждой из этих реакций окислитель восстанавливается максимально.

А)

б)

№346

Присутствие каких солей обусловливает жесткость природной воды? Рассчитайте, сколько граммов содержится в 1 водя, жесткость которой равна 3мэкв.

Жесткость воды – совокупность свойств, обусловленных содержанием в воде ионов кальция и магния .

347

m_э (Сa(HCO₃)₂) = M · f = 162 · ½ = 81 г

1 мэкв -------- 81 мг

X ------------ 100 мг

Х = 100 / 81 = 1.235 мэкв Сa(HCO₃)₂

m_э (Mg(HCO₃)₂) = M · f = 146 · ½ = 73 г

1 мэкв -------- 73 мг

X ------------ 100 мг

Х = 100 / 73 = 1.370 мэкв Mg(HCO₃)₂

m_э (Fe(HCO₃)₂) = M · f = 178 · ½ = 89 г

1 мэкв -------- 89 мг

X ------------ 100 мг

Х = 100 / 89 = 1.124 мэкв Fe(HCO₃)₂

Таким образом общая карбонатная жесткость равна:

1.234 + 1.370 + 1.124 = 1.728 мэкв / л

348

Жесткость воды измеряется суммарным количеством эквивалентов солей растворенных в единице объема. Единица измерения (мэкв / л).

m_э (СaСl₂) = M · f = 111 · ½ = 55.5 г

1 мэкв -------- 55.5 мг

X ------------ 6000 мг

Х = 6000 / 55.5 = 108.11 мэкв СaCl₂

Таким образом жесткость равна:

G = 108.11 / 10 = 10.81 мэкв / л

№ 349

Чему равна жесткость воды, если для ее устранения к 100 л воды потребовалось прибавить 15,9 г соды?

350

2,5 мэкв содержится в 1 литре

ν =========== 5000 л

ν = 2,5 · 5000 = 12500 мэкв = 12,5 экв

По закону эквивалентов соды понадобится столькоже:

Масса эквивалента соды Na₂CO₃ равна m_э = 106 / 2 = 53 г / экв.

M = m_э · ν = 53 · 12,5 = 662,5 г.

352

Сущность ионитного способа устранения жесткости воды состоит в способности некоторых алюмосиликатов типа Na₂Al₂Si₂O₈· nH₂O обменивать входящие в их состав ионы натрия на содержащиеся в воде ионы кальция и магния и таким образом уводить последние из раствора.

Сa(HCO₃)₂

f = ½ фактор эквивалентности

Э = ν / f = 0.005 / ½ = 0.010 экв = 10 мэкв / л.

№354

Минеральная вода содержит 0,3894г/л ионов кальция и 0,0844г /л ионов магния. Какова жесткость этой воды?

Решение:

Вычислим эквивалентную концентрацию ионов:

Жесткость воды равна:

№353

Чему равна жесткость воды, в 100л которой содержится 14,632г гидрокарбоната магния?

Решение:

ф№ 355

Какие химические реакции произойдут при кипячении жесткой воды, содержащей гидрокарбонат кальция, и при добавлении к ней: а) соды; б) гидроксида натрия? Вычислите жесткость воды, зная, что для ее устранения пришлось к 50 л воды прибавить 10,8 г безводной буры ;. Ответ: 2.14 мэкв/л.

а№353

Чему равна жесткость воды, в 100л которой содержится 14,632г гидрокарбоната магния?

Решение:

№354

Минеральная вода содержит 0,3894г/л ионов кальция и 0,0844г /л ионов магния. Какова жесткость этой воды?

Решение:

Вычислим эквивалентную концентрацию ионов:

Жесткость воды равна:

№ 355

а)

б)

№358

Определите временную жесткость воды, если на титрование 0,1л ее израсходовано 0,0072л 0,13н .

Решение:

При титровании воды соляной кислотой происходит химическая реакция:

В соответствии с законом эквивалентов количество эквивалентов всех участвующих в химической реакции веществ должно быть одинаково. На титрование 0,1л воды израсходовано моль . Следовательно, такое же количество ионов магния содержится в воде, т.е.

359

Сa(HCO₃)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2CO₂ + 2H₂O

2HCO₃^- + 2H⁺ → 2CO₂ + 2H₂O

Э = N · V = 0.101 · 0.00525 = 5.30 · 10^-4 экв

Ж = Э / V_воды = 5.30 · 10^-4 / 0.1 = 5.30 · 10^-3 экв = 5.30 мэкв.

360

3.18 мэкв содержится в 1 литре

ν =========== 1000 л

ν = 3.18 · 1000 = 3180 мэкв = 3.18 экв

По закону эквивалентов соли понадобится столькоже:

Масса эквивалента Na₃РO₄ равна m_э = 164 / 3 = 54.67 г / экв.

m = m_э · ν = 54.67 · 3.18 = 173.84 г Na₃РO₄

)

б)

№362

Метаборат можно получить растворением аморфного бора в концентрированном растворе щелочи или взаимодействием его со щелочным раствором пероксида водорода. Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.

Получение метабората при взаимодействии оксида бора со щелочью. Степени окисления в реакции не изменяются.

364

Al – 3e = Al³⁺/ 6 / 2

N₂ + 6e = 2N^3- / 3 / 1

2Al + N₂ → AlN

AlN + 3H₂O → Al(OH)₃ + NH₃

Al – 3e = Al³⁺/ 2

S + 2e = S^2- / 3

2Al + 3S → Al₂S₃

Al₂S₃ + 6H₂O → 2Al(OH)₃ + 3H₂S

Al – 3e = Al³⁺/ 4

C + 4e = C^4- / 3

4Al + 3C → Al₄C₃

Al₄C₃ + 12H₂O → 4Al(OH)₃ + 3CH₄

№ 365

Тетрафтороборная кислота в свободном виде не получена. Она устойчива только в водных растворах. Составьте уравнения реакций получения этой кислоты: а) при гидролизе ; б) исходя из .

366

B – 3e = B³⁺ / 1

N⁵⁺ + e → N⁴⁺ / 3

B + 3HNO₃ → H₃BO₃ + 3NO₂

Al – 3e = Al³⁺ / 2

2H⁺ + 2e → H₂ / 3

2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂

№367

Для очистки боксита от примеси боксит сплавляют с , обрабатывают сплав водой, фильтруют полученный раствор и пропускают через него . Образовавшийся осадок отфильтровывают и прокаливают. Напишите уравнения всех происходящих реакций и укажите, в какой стадии процесса идет отделение .

Сплавление с

при сплавлении образуются алюминат и феррит натрия.

при обработке водой феррит натрия разрушается

при фильтрации раствора отделяют осадок гидроксида железа (III)

реакция алюмината натрия с

осадок гидроксида алюминия отфильтровывают.

прокаливание гидроксида алюминия

369

Для таллия более характерна степень окисления +1, а соли таллия (III) являются сильными окислителями, поэтому происходит окисление сероводорода вероятнее всего до свободной серы.

Tl³⁺ + 2e = Tl⁺ / 2 / 1

S^2- + 2e → S / 2 / 1

2TlСl₃ + 3H₂S → Tl₂S ↓ + 6HCl + 2S

Возможно также, что образующийся вначале сульфид талия (III) вступает в реакцию внутримолекулярного самоокисления-самовосстановления.

№ 370

Какая степень окисления наиболее характерна для солей галлия? Почему при растворении в воде хлорида галлия (II) выделяется водород? Составьте уравнение соответствующей реакции.

Для солей Ga наиболее характерна степень окисления +3

371

Tl – 3e = Tl³⁺ / 1

N⁵⁺ + e → N⁴⁺ / 3

Tl + 6HNO₃ → Tl(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

Tl⁺ – 2e = Tl³⁺ / 5 / 10

Mn⁷⁺ + 5e → Mn²⁺ / 2 / 4

5Tl₂SO₄ + 4KMnO₄ + 16H₂SO₄ → 5Tl₂(SO₄)₃ + 4MnSO₄ + 2K₂SO₄ + 16H₂O

№373

При взаимодействии галлия и его гидроксида с растворами щелочей образуются гидрокомплексы галлия (III). Закончите уравнения реакций:

374

2Al + 3F₂ → 2AlF₃

AlF₃ + 3NaF → Na₃[AlF₆]

Al(OH)₃ + 6HF → H₃[AlF₆] + 3H₂O

2H₃[AlF₆] + 3Na₂CO₃ → 2Na₃[AlF₆] + 3H₂O + 3CO₂

375

4Ga + 3O₂ → 2Ga₂O₃

Ga₂O₃ + 6HCl → 2GaCl₃ + 3H₂O

GaCl₃ + 4LiH = Li[GaH₄] + 3LiCl в неводных средах.

Li[GaH₄] + 4H₂O → Ga(OH)₃ + LiOH + 4H₂

Ga(OH)₃ + 3KOH → K₃[Ga(OH)₆]

376

C^- - 5e = C⁴⁺ / 2 восстановитель

2H⁺ + 2e = H₂ / 5 окислитель

CaC₂ + 5H₂O → CaCO₃ + CO₂ + 5H₂

Тогда как в обычных условиях реакция протекает как вытеснение сильной кислотой (водой) слабой кислоты (ацетилена) из её соли:

СaC₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + C₂H₂

377

Карбиды – соединения металлов (и некоторых неметаллов) с углеродом, нерастворимые без разложения ни в одном известном растворителе. По характеру связей и кристаллической структуре делятся на 4 группы: солеобразные (СaC₂, Al₄C₃); с ковалентной связью (SiC, B₄C); фазы внедрения (TiC, Mo₂C); типа Fe₃C (Mn₃C, Co₃C). Карбиды получают прокаливанием смеси металла или его оксида с углем в инертной (Ar, He) или восстановительной (CO, H₂) атмосфере.

Силициды – соединения металлов (и некоторых неметаллов) с кремнием. По характеру связей делятся на 2 группы: ионно-ковалентные (Mg₂Si, Ca₂Si) и металлоподобные (CoSi₂, V₃Si) . Силициды получают прокаливанием смеси металла или его оксида с кремнием в инертной (Ar, He) или восстановительной (CO, H₂) атмосфере.

Al₄C₃ + 12H₂O → 4Al(OH)₃ + 3CH₄

Mg₂Si + 4HCl → 2MgCl₂ + SiH₄

№378

Карбид кремния (карборунд) - химически стойкое вещество. Однако в присутствии кислорода он взаимодействует с расплавленными щелочами. Составьте электронные и молекулярное уравнения этого процесса, учитывая, что углерод приобретает максимальную степень окисления.

379

С + e = C^- / 2

C – 2e = C²⁺ / 1

CaO + 3C = CaC₂ + CO

С + 4e = C^4- / 2 / 1

C – 2e = C²⁺ / 4 / 2

SiO₂ + 3C = SiC + 2CO

Это реакции диспропорционирования.

380

Угарный газ получается при соприкосновении углекислого газа с раскаленным углем (обязательным условием является высокая температура, так как процесс равновесный эндотермический) или горении угля при недостатке кислорода:

СO₂ + C = 2CO – Q

2C + O₂ = 2CO

Окись углерода применяется в металлургии как хороший восстановитель металлов из их окислов при повышенных температурах, например:

СuO + CO → Cu + CO₂

СО соединяется на свету с хлором и образуется фосген, а взаимодействием с аммиаком можно получить мочевину (карбамид):

СO + Cl₂ → COCl₂

CO + NH₃ → CO(NH₂)₂ + H₂

№ 381

Какую степень окисления имеет углерод в цианистой кислоте и цианидах? Цианид натрия можно получить при восстановлении соды углеродом в присутствии аммиака. Составьте электронные и молекулярное уравнения этой реакции.

В цианистой кислоте и цианидах С имеет степень окисления +2

382

Хлористый кремний получается нагреванием смеси двуокиси кремния с углем в струе хлора

SiO₂ + 2C + 2Cl₂ → SiCl₄ + 2CO

Или хлорированием технического кремния

Si + 2Cl₂ → SiCl₄.

При высоких температурах в получается нитрид:

3Si + 2N₂ → Si₃N₄

Галиды кремния дымят во влажном воздухе вследствии ярко выраженного гидролиза:

SiCl₄ + 3H₂O → H₂SiO₃ + 4HCl

№383

Роданид калия можно получить:

А) при взаимодействии цианида калия с дисульфидом аммония;

Б) при кипячении его раствора с серой. Отразите в электронных уравнениях изменение степени окисления углерода и серы в этих реакциях и напишите их уравнения.

А) реакция цианида калия с дисульфидом аммония

б) реакция цианида калия с серой

384

Si + 2KOH + H₂O → K₂SiO₃ + 2H₂

K₂SiO₃ + 2H₂O = H₂SiO₃ + 2KOH

SiH₄ + 2O₂ → SiO₂ + 2H₂O

№ 385

Каков состав обычного силикатного стекла? Какие вещества исходные для его получения? Напишите уравнение реакции, лежащие; в основе получения стекла. За счет чего стеклу придают различную окраску?

Для оксосиликатов, как и для SiO₂, очень характерно стеклообразное состояние. Обычное стекло получают сплавлением смеси соды (или Na₂SO₄), известняка и кварцевого песка. При этом образуется стекло приблизительного состава Na_zO • СаО • 6SiO₂, состоящее из больших полимерных анионов; оно нерастворимо, химически неактивно. Обыкновенное стекло в той или иной степени окрашено в зеленый цвет содержащимися в нем силикатами железа.

Для придания стеклу тех или иных физико-химических свойств (прозрачности, химической, термической и механической прочности и пр.) вводятся соответствующие добавки, изменяющие состав и структуру стекол. Так, у стекла, содержащего вместо натрия калий (калиевое стекло), температура размягчения выше, чем у обычного натриевого стекла, поэтому оно используется для изготовления специальных лабораторных приборов. Замена кальция на свинец, а натрия на калий придает стеклу повышенный показатель преломления, большую плотность. Из свинцового стекла (хрусталя) изготовляют вазы, фужеры и пр. Добавление к стеклу соединений кобальта придает им синюю окраску, Сг₂О₃ — изумрудно-зеленую, соединений марганца — фиолетовую окраску и т. д. Существенно изменяются свойства стекол, содержащих В₂О₃.

Стекло химически очень стойко, но хрупко, что препятствует широкому применению его для изготовления труб и аппаратуры химических производств. В последнее время прочность стекол повышают, придавая им мелкокристаллическую структуру. В результате управляемой кристаллизации расплавленных стекол удается получить очень мелкокристаллические однородные материалы — ситаллы (стеклокристал-лы), прочность которых иногда более чем в 5 раз превышает прочность исходных стекол и приближается к прочности чугуна.

386

СS₂ + NaOH → NaHCOS₂ кислая натриевая соль дитиоугольной кислоты

СS₂ + 3O₂ → CO₂ + 2SO₂

CS₂ + K₂S → K₂CS₃ тиокарбонат калия

COCl₂ + 2H₂O → 2HCl + H₂O + CO₂

387

SiO₂ + 2C → 2CO + Si

2Mg + Si → Mg₂Si

Mg₂Si + 4HCl → 2MgCl₂ + SiH₄

SiH₄ + 2O₂ → 2H₂O + SiO₂

SiO₂ + 2NaOH → Na₂SiO₃ + H₂O сплавление

Na₂SiO₃ + 2HCl → H₂SiO₃ + 2NaCl

№388

Углерод восстанавливает концентрированную серную кислоту и серу при высокой температуре. Какие вещества при этом получаются? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.

390

Mg + CO₂ = MgO + CO

3Si + 4HNO₃ + 18HF → 3H₂SiF₆ + 4NO↑ + 8H₂O

SiH₄ + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 4H₂ гидролиз в щелочной среде.

Na₂CO₃ + SiO₂ → K₂SiO₃ + CO₂ сплавление.

391

Это смешанные оксиды свинца (II) и свинца (IV):

Pb₂O₃ = PbO · PbO₂ как свинцовая соль метасвинцовой кислоты

/ \

Pb Pb = O

\ /

Pb₃O₄ = 2PbO · PbO₂ cурик, как свинцовая соль ортосвинцовой кислоты

O O

/ \ / \

Pb Pb Pb

\ / \ /

O O

Pb₃O₄ + 4HNO₃ → 2Pb(NO₃)₂ + PbO₂ + 2H₂O

Pb₂O₃ + 2KI + 3H₂SO₄ → 2PbSO₄ + I₂ + K₂SO₄ + 3H₂O

393

Для этих элементов более характерна степень окисления +4, поэтому соединения свинца (II) легко окисляются.

Sn²⁺ - 2e = Sn⁴⁺ / 1

Hg²⁺ + e = Hg⁺ / 2

SnCl₂ + 2HgCl₂ → Hg₂Cl₂ + SnCl₄

Sn²⁺ - 2e = Sn⁴⁺ / 2

As⁵⁺ + 2e = As³⁺ / 2

2SnCl₂ + 2Na₃AsO₄ + 10HCl → As₂O₃ + 2SnCl₄ + 6NaCl + 5H₂O

Sn²⁺ - 2e = Sn⁴⁺ / 1

Bi⁵⁺ + 2e = Bi³⁺ / 1

SnCl₂ + NaBiO₃ + 4HCl → (BiO)Cl + SnCl₄ + NaCl + 2H₂O

395

У германия слабо выражены металлические свойства и он является слабым восстановителем. В разбавленной серной кислоте окислительную функцию выполняют протоны, а они не могут отнимать электроны у германия, так как соответствующие стандартные электродные потенциалы данных систем равны (0.00 В).

Но в концентрированной серной кислоте такую функцию выполняет сульфат-ион, котрый является много более сильным окислителем:

Ge + 2H₂SO₄ = GeO₂ + 2SO₂ + 2H₂O.

В растворах щелочей германий растворяется с образованием германатов:

Ge + 2NaOH + 4H₂O = Na₂[Ge(OH)₆] + 2H₂

396

2SnO₂ + 2Na₂CO₃ + 9S → 2Na₂SnS₃ + 3SO₂ + 2CO₂

S + 2e = S^2- / 2 / 6

S - 4e = S⁴⁺ / 1 / 3

Это процесс диспропорционирования.

№397

Ортоплюмбат свинца (сурик) образуется при сплавлении его оксида (II) и (IY). Какие свойства проявляют эти оксиды в данной реакции? Допишите уравнения реакций: