Тема 8. Комплексные соединения
Задание 1. Составьте координационные формулы солей, используя приведенные данные анализов.
1. Из раствора комплексной соли PtCl4×6NH3 нитрат серебра осаждает весь хлор в виде хлорида серебра, а из раствора соли PtCl4×3NH3 – только ¼ часть входящего в ее состав хлора. Напишите координационные формулы этих солей, определите координационное число платины в каждой из них. Напишите уравнения первичной диссоциации этих солей. 2. Известны две комплексные соли кобальта, отвечающие одной и той же эмпирической формуле CoBrSO4×5NH3. Различие между ними проявляется в том, что раствор одной соли дает с BaCl2 осадок, но не образует осадка с AgNO3, раствор же другой соли, наоборот, дает осадок с AgNO3, но не дает осадка с BaCl2. Напишите координационные формулы обеих солей и уравнения их первичной диссоциации. 3. Для осаждения хлорид-ионов, составляющих внешнюю сферу комплексного соединения состава CrCl3×5Н2О, из 100 см3 0,02 М его раствора, потребовалось 20 см3 0,2 М раствора AgNO3. Напишите координационную формулу соли и уравнение ее первичной диссоциации. 4. Из водного раствора, содержащего 0,2 моль комплексного соединения состава СоВr3×5NH3, при добавлении AgNO3 осаждается 0,4 моль AgBr. Напишите координационную формулу соли и уравнение ее первичной диссоциации. 5. Из водного раствора, содержащего 0,04 моль комплексного соединения состава PtCl4×3NH3, при добавлении AgNO3 осаждается 0,04 моль AgCl. Напишите координационную формулу соли и уравнение ее первичной диссоциации. 6. В водном растворе комплексной соли состава Со(NO3)2Cl×4NH3 аналитическими методами не обнаружены ионы кобальта, и аммиак. Хлор, содержащийся в этой соли, образует осадок хлорида серебра при взаимодействии раствора комплексной соли с нитратом серебра. Измерение электрической проводимости раствора показывает, что молекула соли распадается на два иона. Составьте координационную формулу этой соли, определите заряд комплексообразователя и напишите реакцию взаимодействия этой соли с нитратом серебра в молекулярном и ионном видах.
7. Известно, что из раствора комплексной соли CоCl3×6NH3 нитрат серебра осаждает весь хлор, а из раствора CоCl3×5NH3 – только 2/3 количества хлора. Напишите координационные формулы обеих солей и уравнения их первичной диссоциации. 8. Даны два комплексных соединения составов PtCl4×6NH3 и PtCl4×2NH3. Известно, что первое из них – электролит, и при взаимодействии его раствора с AgNO3 весь содержащийся в нем хлор осаждается в виде AgCl. Второе соединение – неэлектролит, его раствор не проводит электрического тока и не дает осадка с AgNO3. Напишите координационные формулы обеих солей и уравнения их первичной диссоциации. 9. При действии серной кислоты на раствор, содержащий вещество состава Ba(CN)2∙Cu(SCN)2, весь барий осаждается в виде BaSO4. Напишите координационную формулу вещества, его название и уравнение реакции с Н2SO4. 10. В растворе находится соединение состава PtCl4∙3NH3. Для осаждения хлора на один моль этого соединения затрачивается один моль нитрата серебра. Напишите координационную формулу соединения, его название и уравнение реакции с нитратом серебра.
Задание 2. Дано комплексное соединение. Назовите его и укажите: а) внутреннюю и внешнюю сферы, их заряды; б) атом-комплесообразователь, его координационное число и заряд; в) лиганды и их заряды; г) для иона комплексообразователя напишите электронную формулу; укажите, сколько и какие его атомные орбитали, на ваш взгляд, участвуют в образовании связи; г) напишите уравнение диссоциации этого соединения в водном растворе и выражение для константы нестойкости комплексного иона.
Задание 3. Вычислите концентрации ионов комплексообразователя, лигандов и катиона или аниона внешней сферы в растворе комплексной соли заданной концентрации (см. таблицу).
Задание 4. Объясните, почему не протекают первые реакции, но протекают вторые реакции каждого набора. Приведите необходимые справочные данные. Напишите уравнения протекающих реакций (см. таблицу).
Задание 5. Используя необходимые справочныеданные (приложения 6, 7), определите, выпадет ли осадок при смешении равных объемов двух растворов электролитов заданных концентраций (см. таблицу вариантов).
Тема 9. Химия металлов
Задание 1. Напишите уравненияреакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
1. Сu → Cu(NO3)2 → CuO → CuSO4 → (Cu(NH3)4)SO4 → CuSO4 → CuCl2 → Cu(NO3)2 → Cu
2. Zn → ZnS → Zn(NO3)2 → Zn(OH)2 → ZnO → ZnSO4 → [Zn(NH3)4]SO4 → Zn(OH)2 → ZnCl2 → Zn 3. Ag → AgNO3 → Ag2CO3 → Ag2CrO4 → Ag2O → AgCl → [Ag(NH3)2]Cl → AgBr 4. Cr → CrCl3 → Cr(OH)3 → K[Cr(OH)4] → K2CrO4 → K2Cr2O7 → K2CrО4 → Cr2(SO4)3 → Cr 5. Fe → FeCl3 → Fe(OH)3 → Fe2O3 → Fe → FeSO4 → Fe(OH)2 → Fe(OH)3 → Na[Fe(OH)4] 6. CaCl2(Т) → Ca → CaС2 → Ca(OH)2 → CaCO3 → Ca(HCO3)2 → CaCO3 → СаО → CaCl2 7. NaCl(Т) → Na → NaH → NaOH → Na2CO3 → NaHCO3 → NaNO3 → NaNO2 → NaNO3 → NaСl 8. Fe → FeCl2 → Fe(OH)2 → Fe(OH)3 → Fe2O3 → Fe2(SO4)3 → Fe(OH)3 → FeCl3 → K3[Fe(CN)6] 9. Al → Al2S3 → Al(OH)3 → Al2O3 → AlCl3 → Na[Al(OH)4] → NaAlO2 → Al2(SO4)3 → Al(OH)3 10. Cr2O3 → Cr → CrCl2 → CrCl3 → Cr(OH)3 → K[Cr(OH)4] → K2CrO4 → K2Cr2O7 → Cr2(SО4)3
Задание 2. Свойства металлов и их соединений 1. Составьте формулы и сравните характер оксидов и гидроксидов следующих химических элементов: а) Be, Mg, Ca; б) Na, Mg, Al; в) Fe. Сформулируйте закономерности периодической системы Д.И. Менделеева, которые можно подтвердить данными примерами. 2. Назовите оксиды германия, олова и свинца. Как изменяются кислотно-основные свойства гидроксидов в рядах Ge(OH)2 – Pb(OH)2 и Ge(OH)4 – Pb(OH)4? Как изменяются окислительно-восстановительные свойства соединений в рядах Ge(II) – Pb(II) и Ge(IV) – Pb(IV)? 3. Как изменяются кислотно-основные свойства оксидов в ряду CrO – CrO3? Приведите реакции, показывающие амфотерность гидроксида хрома(III). Как взаимодействуют оксиды хрома (II, III, IV) с хлороводородной и серной кислотами? Объясните изменение кислотных свойств в ряду Н2CrO4 – H2WO4. 4. Охарактеризуйте кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов Al, Ga, In, и Tl. Сравните их отношение к растворам кислот и щелочей. Присуща ли амфотерность соединениям таллия? Как и почему меняется степень гидролиза в ряду Al(NO3)3 – Tl(NO3)3 в растворах с одинаковой концентрацией? Какая из солей гидролизуется сильнее: Tl(NO3)3 или TlNO3. 5. Объясните взаимное расположение щелочных металлов в электрохимическом ряду напряжений и в периодической системе. Обоснуйте возможность получения щелочных металлов химическим путем. Чем отличается электролитический способ получения щелочных металлов от электролитического способа получения щелочей. Приведите примеры.
6. Исходя из положения элементов в периодической системе, определить: а) у какого из гидроксидов Sn(OH)2 или Pb(OH)2 более выражены основные свойства; б) какая из солей гидролизуется в большей степени: станнат натрия или плюмбат натрия; в) какой из оксидов является более сильным окислителем: SnO2 или PbO2? 7. Сравните кислотно-основные и окислительно-восстанови-тельные свойства элементов и их соединений подгруппы ванадия со свойствами элементов и их соединений: а) главной подгруппы V группы; б) подгруппы титана; в) подгруппы хрома. 8. Какие степени окисления характерны для железа, кобальта и никеля? Приведите примеры и названия типичных соединений. Как изменяется устойчивость к окислению в ряду Fe(II) – Co(II) – Ni(II)? Как изменяется окислительная способность в ряду Fe(III) – Co(III) – Ni(III)? Охарактеризуйте условия получения и характер гидроксидов Ме(ОН)2 и Ме(ОН)3 этого ряда. 9. Не используя справочные данные, укажите, атом какого элемента главной подгруппы второй группы наиболее легко переходит в состояние одновалентного катиона, ответ мотивируйте. Используя справочные данные, установите, какой из металлов этой группы является наиболее сильным восстановителем в реакциях: а) с кислородом, б) с водой. Проявляют ли эти металлы окислительные свойства? 10. Как изменяются кислотно-основные свойства соединений марганца при повышении степени окисления этого элемента? Приведите примеры его соединений с основной и кислотной функцией. Как меняются окислительно-восстановительные свойства соединений марганца в различных степенях окисления? Какие из перечисленных ниже веществ взаимодействуют с перманганатом калия в кислой среде: оксид свинца(IV), пероксид водорода, хлороводородная кислота, cульфат железа(II), cульфат железа(III)?
Задание 3. Электродные процессы в гальваническом элементе
Для заданного электрода (см. таблицу): 1) подберите электролит и запишите электродную реакцию; 2) запишите уравнение Нернста для расчета равновесного потенциала электрода и вычислите потенциал данного электрода при температуре 298 К в растворе электролита, если известна активность потенциалопределяющего иона; 3) составьте и запишите схему гальванического элемента из заданного электрода и стандартного водородного электрода; 4) вычислите напряжение гальванического элемента, напишите уравнения электродных процессов и суммарной (токообразующей) реакции.
Задание4. Даны электроды (см. вариант в таблице): 1) составьте схему гальванического элемента, подобрав соответствующие электролиты; 2) напишите уравнения процессов, протекающих на аноде и катоде; уравнение суммарной (токообразующей) реакции; 3) вычислите напряжение гальванического элемента при указанных активностях ионов в растворе; 4) рассчитайте энтальпию, энергию Гиббса токообразующего процесса в стандартных условиях и напряжение гальванического элемента (двумя способами).
Задание 5. Электролиз водных растворов
1. Напишите, какие процессы происходят на электродах и в электролите при электролизе раствора сульфата цинка с инертными электродами? Определите массу цинка, которая выделяется при электролизе в течение 10 ч при силе тока 50 А, если выход по току равен 50 %. 2. При электролизе раствора сульфата меди(II) на аноде выделилось 5,64 л кислорода (н. у.) Опишите процесс электролиза с инертными электродами, вычислите массу выделившейся на катоде меди, приняв выход по току 100 %. 3. Электролиз раствора сульфата калия проводили в электролизере с графитовыми электродами в течение 10 ч при силе тока 26,8 А. Напишите уравнения процессов на электродах и в растворе, вычислите объем выделившихся на электродах веществ (при н.у.), приняв их выход по току равным 100 %. 4. Электролиз водного раствора нитрата серебра проводили при токе силой 2 А в течение 4 ч. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на инертных электродах. Укажите, как меняется состав электролита в приэлектродных пространствах. Какая масса металла выделилась на катоде и каков объем газа (н.у.), выделившегося на аноде? 5. Через раствор сульфата железа(II) пропускали ток силой 20 А в течение 5 ч. Напишите уравнения реакций на инертных электродах и укажите изменения в составе электролита в приэлектродных пространствах, определите массу полученного железа, если его выход по току равен 70 %. 6. Электролиз раствора сульфата цинка проводился в электролизере с нерастворимым анодом в течение 7 ч. Выделилось 5–6 л кислорода, измеренного при н.у. Опишите процесс электролиза, укажите изменения в составе электролита в приэлектродных пространствах. Вычислите силу тока и массу выделившегося на катоде цинка, если выход по току составил 70 %. 7. В течение какого времени необходимо пропускать ток силой 1 А при электролизе водного раствора сульфата хрома(III), чтобы масса катода возросла на 10 г? Какой объем (н.у.) кислорода выделился на аноде? Напишите уравнения процессов, происходящих на инертных электродах и в растворе. 8. Электролиз водного раствора иодида натрия проводили при токе силой 6 А в течение 2,5 ч. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах, вычислите массу веществ, выделяющихся на электродах. 9. Какая масса серной кислоты, образуется в анодном пространстве при электролизе водного раствора сульфата натрия, если на аноде выделился кислород объемом 1,12 дм3 (н.у.)? Напишите уравнения процессов, происходящих на инертных электродах и в растворе. Вычислите массу вещества, выделившегося на катоде. 10. Электролиз водного раствора хлорида никеля(II), содержащего соль массой 129,7 г проводили с инертными электродами при токе силой 5 А в течение 5,36 ч. Опишите процесс электролиза, укажите изменения в составе электролита в приэлектродных пространствах. Определите, сколько хлорида никеля(II) осталось в растворе и какой объем хлора (н.у.) выделился на аноде?
Задание 6. Коррозия металлов
Даны пары элементов: 1) определите, возможна ли коррозия металла из данной пары в среде с заданным рН (см. таблицу вариантов) при контакте с воздухом; 2) напишите уравнения анодного и катодного процессов; 3) предложите для данной пары анодное и катодное покрытие. Запишите уравнения реакции и обозначьте коррозионный элемент.
Тема 10. Химия неметаллов Задание 1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения. 1. Н2S ← S → SO2 → SO3 → Н2SO4 → Ca(НSO4)2 2. K2Te ← H2Te ← Te → TeO2 → Na2TeO3 → BaTeO3 3. S → SO2 → Н2SO3 → CsHSO3 → Cs2SO4 → CaSO4 4. Se → SeO2 → Na2SeO3 → SeO2 → SeO3 → Rb2SeO4 5. Zn → ZnS → Н2S → S → SO2 → SO3 → Ba(НSO4)2 6. S → H2SO4 → SO2 → Na2SO3 → Na2S → Na2SO3 → Na2SO4 → BaSO4 7. SeF4← Se → SeCl4 → SeO2 → H2SeO3 → Н2SeO4 8. N2 → NH3 → NO → NO2 → HNO3 → NH4NO3 → N2O 9. КОСl3 ← КСl ← КОСl ← Сl2 → НСl → MgСl2 → MgOHСl 10. Сl2 →NaОСl → NaСl → BaСl2 → Сl2 → НСl → MgСl2→ MgOHСl
Задание 2. Свойства элементов и их соединений 1. Проанализируйте закономерности в изменении радиусов атомов, ионизационных потенциалов, сродства к электрону, электроотрицательности атомов, а также энергии химической связи и термической устойчивости молекул в ряду галогенов. Какие степени окисления проявляют галогены в своих соединениях? Каковы особенности валентных состояний фтора? Дайте сравнительную характеристику окислительно-восстановительных свойств ряда галогенов на примерах различных реакций. 2. Как изменяются основные физические свойства (температуры плавления, кипения) и прочность молекул в ряду HF – HCl – HBr – HI? Проанализируйте характер изменения окислительно-восстанови-тельных и кислотно-основных свойств в ряду галогенводородов. 3. Как изменяются сила кислот и окислительные свойства в рядах HClO – HClO2 – HClO3 – HClO4 и HClO – HBrO – HIO? Почему? 4. Рассмотрите строение атомов и валентные состояния элементов главной подгруппы VI группы. Как изменяются радиусы атомов, ионизационные потенциалы, сродство к электрону и электроотрицательность атомов в ряду кислород – сера – селен – теллур – полоний? Как и почему изменяется агрегатное состояние и состав простых веществ в этом ряду? Проиллюстрируйте соответствующими реакциями характер изменения окислительно-восстановительных свойств ряда O – S – Se – Te – Po. 5. Как изменяются температуры плавления, кипения и термическая устойчивость в ряду H2O – H2S – H2Se - H2Te – H2Po? Дайте сравнительную характеристику изменения кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств водородных соединений VI группы. Какие из этих соединений могут быть получены взаимодействием водорода с соответствующим простым веществом? 6. Рассмотрите способы получения оксидов серы. Как изменяются окислительно-восстановительные свойства у этих соединений? Как изменяются устойчивость, кислотные свойства и окислительно-восстановительная способность в ряду H2SO3 – H2SeO3 – H2TeO3? Как и почему изменяются кислотные свойства в ряду H2SO4 – H2SeO4 – H2TeO4? Как изменяются в этом ряду окислительные свойства? 7. Рассмотрите особенности строения атома азота и его валентных состояний в сравнении с таковыми для фосфора и остальных элементов главной подгруппы V группы. Как изменяются радиусы атомов и энергии ионизации в ряду азот – фосфор – мышьяк – сурьма – висмут? Какова их взаимосвязь с физическими и химическими свойствами этих элементов? 8. Сравните физические и химические свойства водородных соединений подгруппы азота, указав как изменяются: а) энергия и полярность связи в ряду Э – Н; б) температуры кипения и плавления; в) термическая устойчивость; г) окислительно-восстановительные свойства; д) кислотно-основные свойства. Назовите причины, вызывающие эти изменения. Составьте уравнения реакций горения фосфина и аммиака. 9. Составьте графические формулы известных вам оксидов и кислот азота и фосфора. Определите валентность и степень окисления азота и фосфора в данных соединениях. Сделайте выводы на основе строения атомов указанных элементов. Напишите уравнения реакций взаимодействия оксидов азота и фосфора с водой и раствором щелочи. Определите основность фосфорных кислот. Всегда ли совпадает основность кислоты и количество атомов водорода, присутствующих в ней? 10. Рассмотрите строение атомов и возможные валентные состояния р -элементов IV группы. Какие степени окисления проявляют указанные элементы в соединениях? Охарактеризуйте изменения атомных радиусов, энергии ионизации, сродства к электрону и электроотрицательности в ряду С – Si – Ge – Sn – Pb. Как и почему изменяется устойчивость соединений указанных элементов в их высшей степени окисления? Какие простые вещества образуют р -элементы IV группы? Какие типы кристаллических решеток характерны для них (на примере алмаза, графита, карбина, поликумулена, фуллеренов)? Почему не существует графитоподобная модификация кремния?
Задание 3. Составьте уравнений реакций: a) взаимодействия галогенидов с серной кислотой
б) окислительно-восстановительные свойства галогенов
в) получения галогенов
Задание 4. Составьте уравнения реакций: а) окислительные свойства серной кислоты
б) свойства соединений VIА группы
в) свойства соединений VА группы
г) свойства соединений IVА группы
Задание 5. Многовариантные задачи
1. Сколько килограммов сернистого газа должно получиться при обжиге 2 т колчедана, содержащего 48 % серы, если при этом в огарке остается 1 % имевшейся в колчедане серы? 2. Сколько тонн сернистого газа можно получить из 5 т колчедана, содержащего 45 % серы, при выходе, равном 98 %? 3. Имеется смесь сульфида натрия, сульфата натрия и хлорида натрия. Смесь растворили в воде. К половине полученного раствора добавили избыток раствора сульфата меди (II); при этом образовался осадок массой 4,8 г. При добавлении к другой половине раствора избытка хлорида бария образовался осадок массой 4,66 г. Определите массовые доли солей в исходной смеси. 4. При растворении серебра в избытке концентрированной серной кислоты при нагревании выделился оксид серы объемом 10 мл (нормальные условия). Определите массу растворенного серебра. 5. Какой объем кислорода, измеренный при температуре 18°С и давлении 100 кПа, потребуется для сжигания сероводорода массой 20 г? 6. Какой объем сероводорода, измеренный при нормальных условиях, можно получить их технического сульфида железа массой 3 кг, в котором массовая доля FeS составляет 95 %? 7. В контактный аппарат поступила смесь, содержащая 7 моль SO2, 11 моль О2, 82 моль N2. Принимая степень окисления равной 82 %, вычислите состав (в процентах по объему) смеси, выходящей из аппарата. 8. В контактный аппарат поступает газовая смесь, содержащая 7 % оксида серы(IV), 10,5 % кислорода и 82,5 % азота (по объему). Во сколько раз содержание кислорода в этой смеси превышает теоретически необходимое для полного окисления оксида серы(IV)? 9. Один объем воды при 0 °С растворяет 80 объемов сернистого газа. Сколько граммов гидроксида натрия нужно добавить к раствору, полученному насыщением сернистым газом 1 л воды при указанной температуре, чтобы получить среднюю соль? 10. Из 320 т серного колчедана, содержащего 45 % серы, было получено 405т серной кислоты (в пересчете на 100-процентную). Вычислите выход кислоты (процент использования серы).
Приложения П р и л о ж е н и е 1 Стандартные значения термодинамических функций
П р и л о ж е н и е 2 Термодинамические характеристики некоторых ионов
П р и л о ж е н и е 3
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|