Ионно-обменные реакции между ионами, страница 4

Объемный эквивалент водорода V_M:2 = 22,4:2 = 11,2 л/моль,

так как для образования одной молекулы водорода два иона водорода принимают два электрона: 2H⁺ + 2 ē = H₂↑.

Из закона Фарадея следует

86161 с = 23,9 ч.

Содержание дисциплины «Общая химия»

Реакции ионного обмена. Произведение растворимости. Гидролиз. Амфотерность. Окислительно-восстановительные реакции. Степень окисления и валентность. Общие принципы составления уравнений окислительно-восстановительных реакций. Электрохимические процессы. Гальванические элементы и аккумуляторы. Стандартные электродные потенциалы. Ряд напряжений. Направление окислительно-восстановительных реакций и ЭДС. Электролиз. Закон Фарадея.

Библиографический список

1. Коровин Н.В. Курс общей химии. – М.: Высшая школа, 1990. С. 168-172; 185-216.

2. Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Химия, 1988. С. 245-265.

3. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. - Л.: Химия, 1985, с. 141-148, 151-164, 168-176, 179-187.

Теоретические вопросы, упражнения, задачи для подготовки к контрольной работе. Индивидуальные домашние задания

I.Теоретические вопросы

1. Какие реакции называются ионно-обменными? Чем они отличаются от окислительно-восстановительных реакций?

2. Условия одностороннего протекания ионно-обменных реакций. Приведите примеры таких реакций.

3. Амфотерные гидроксиды. Приведите примеры амфотерных гидроксидов и их реакций с растворами кислот и щелочей.

4. Что является мерой растворимости малорастворимых веществ?

5. Что такое произведение растворимости? Что оно характеризует?

6. Как, зная произведение растворимости соли, определить концентрацию насыщенного раствора малорастворимой соли?

7. Что такое гидролиз? Какие соли подвергаются гидролизу?

8. Что является мерой способности соли подвергаться гидролизу?

9. Константа гидролиза. От каких факторов она зависит? Каким образом можно уменьшить степень гидролиза?

10. Что такое степень окисления? Как определить степень окисления атома элемента в сложных веществах?

11. Какие реакции называют окислительно-восстановительными? Приведите пример такой реакции.

12. Какие вещества называют окислителями и восстановителями? Основные окислители и восстановители. Приведите примеры.

13. Что происходит с окислителями в ходе окислительно-восстановительной реакции? Как изменяется степень окисления атома элемента, входящего в состав окислителя?

14. Что происходит с восстановителем в ходе окислительно-восстановительной реакции? Как изменяется степень окисления атома элемента, входящего в состав восстановителя?

15. Порядок восстановления катионов на катоде и анионов на аноде при электролизе с инертными электродами.

16. Как определить эквивалентную массу вещества в окислительно-восстановительной реакции?

II.Упражнения

a) Какие из приведенных пар веществ реагируют между собой в растворе практически до конца? Составьте уравнения реакций в молекулярной, ионно-молекулярной и краткой ионной формах.

17. BaCl₂ + Na₂SO₄; KNO₃ + NaOH;

AlCl₃ + KOH; HCl + Na₂CO₃.

18. K₂S + H₂SO₄; NaNO₃ + CaCl₂;

Na₂CO₃ + CaCl₂; CuSO₄ + NaCl.

19. CaCl₂ + AgNO₃; NaCl + K₂SO_4; Zn(OH)₂ + KOH; FeCl₃ + NaOH.

20. K₂CO₃ + HCl; Ca(NO₃)₂ + KCl; ZnCl₂ + NaOH; Na₂SO₄ + KNO₃.

21. AlCl₃ +Na₃PO₄; K₂SO₄ + NaNO₃; ZnSO₄ + Na₂S; Cu(NO₃)₂ + CaCl₂.

22. FeCl₂ + KOH; Ca(NO₃)₂ + KCl; Al(OH)₃ +KOH; ZnSO₄ + Na₂S.

23. Na₃PO₄ + CaCl₂; FeS + HCl; Cu(OH)₂ + NaOH; KCl + Na₂SO₄.

б) Какие из приведенных солей подвергаются гидролизу? Для них напишите уравнения реакций гидролиза по первой ступени в молекулярной, ионно-молекулярной и краткой ионной формах.

24. Cu(NO₃)₂, Ca(NO₃)₂, K₂S, Na₂SO₄.

25. CaS, Na₃PO₄, KNO₃, NaCl.

26. Zn(NO₃)₂, K₂SO₄, Ca(NO₃)₂, K₂CO₃.

27. AlCl₃, KNO₃, Na₂SO₃, Na₂SO₄.

28. KCl, Na₂S, CuCl₂, Ca(NO₃)₂.

29. CaCl₂, Al₂S₃, NaNO₃, CuSO₄.

30. NaCl, Na₂S, AlCl₃, NH₄CN.

в) Каким молекулярным и ионно-молекулярным уравнениям соответствуют следующие краткие ионные уравнения?

31. Al³⁺ + HOH ⇄ AlOH²⁺ + H⁺; Al³⁺ + 4 OH^- = [Al(OH)₄]^-.

32. CO + 2H⁺ = H₂O + CO₂; PO + HOH ⇄ HPO + OH^-.

33. Cu²⁺ + 2OH^- = Cu(OH)₂; S^2- + HOH ⇄ HS^- + OH^-.

34. Zn²⁺ + HOH ⇄ ZnOH⁺ + H⁺; Ba²⁺ + SO = BaSO₄.

35. Be(OH)₂ + 2OH^- = [Be(OH)₄]^2-; SO + HOH ⇄ HSO + OH^-.

36. Ag⁺ + Cl^- = AgCl; Al³⁺ + 6OH^- = [Al(OH)₆]^3-.

37. Cu²⁺ + S^2- = CuS; Zn²⁼ + 4OH^- = [Zn(OH)₄]^2-.

г) Составьте электронный баланс и на его основе расставьте коэффициенты в следующих уравнениях реакций:

38. NaBr + NaBrO₃ + H₂SO₄ → Br₂ + Na₂SO₄ + H₂O;

Zn + HNO₃ → Zn(NO₃)₂ + N₂O+ H₂O.

39. KNO₂ + KMnO₄ + H₂SO₄ → KNO₃+ MnSO₄ + + K₂SO₄ + H₂O;

P + HNO₃ + H₂O → H₃PO₄ + NO.

40. Na₂S + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → S + Cr₂(SO₄)₃ + + Na₂SO₄ + K₂SO₄ + H₂O;

Br₂ + KOH → KBr + KBrO₃ + H₂O.

41. KJ + KMnO₄ + H₂SO₄ → J₂ + MnSO₄ + K₂SO₄ + + H₂O;

H₂S + HClO → HCl + H₂SO₄.

42. Zn + HNO₃ → Zn(NO₃)₂ + NH₄ NO₃ + H₂O;

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

43. Ag + HNO₃ → AgNO₃ + NO + H₂O;

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

44. FeSO₄ + KClO₃ + H₃SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + KCl + H₂O;

Cu + H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + H₂O.

45. S + HNO₃ → H₂SO₄ + NO₂ + H₂O;

MnO₂ + KClO₃ + KOH → K₂MnO₄ + KCl + H₂O.

46. Fe(OH)₂ + O₂ + H₂O → Fe(OH)₃;

MnSO₄ + KMnO₄ + H₂O → MnO₂ + K₂SO₄ + + H₂SO₄.

47. Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂S + H₂O;

MnO₂ + KClO₃ + K₂CO₃→ K₂MnO₄ + KCl + CO₂.

д) Составьте схемы электролиза с инертными электродами:

48. Раствора хлорида натрия и расплава гидроксида калия;

49. Раствора сульфата меди (II) и расплава хлорида натрия;

50. Раствора сульфата натрия и раствора хлорида натрия;

51. Раствора хлорида меди (II) и раствора хлорида кальция;

52. Раствора хлорида калия и расплава гидроксида калия;

53. Раствора гидроксида натрия и расплава гидроксида натрия;

54. Раствора сульфата натрия и раствора хлорида меди (II);

55. Раствора серной кислоты и раствора гидроксида натрия;

56. Раствора хлорида магния и расплава гидроксида калия.

57. Составьте схему электролиза раствора сульфата меди (II) с медными электродами.

III. Задачи

58. При 20⁰С в 100 мл насыщенного раствора содержится 0,197 г сульфата бария. Определите величину произведения растворимости BaSO₄.

59. Произведение растворимости карбоната бария равно 4,9·10^-9. Определите молярную концентрацию насыщенного при комнатной температуре раствора BaCO₃.

60. Произведение растворимости карбоната кальция равно 5·10^-9. Определите массу СаСО₃, содержащуюся в 5 л его насыщенного раствора.

61. В каком объеме насыщенного раствора СаSO₄ содержится 10 мг соли? Произведение растворимости CaSO₄ равно 1,3·10^-4.

62. Образуется ли осадок сульфата свинца (II) при сливании равных объемов 0,02 М растворов нитрата свинца (II) и сульфата натрия? Произведение растворимости PbSO₄ равно 1,6ּ10^-8.

63. Сколько граммов ионов свинца содержится в 5 л насыщенного раствора хлорида свинца (II)? Произведение растворимости PbCl₂ равно 2·10^-5.

64. Сколько граммов иода образуется при взаимодействии 200 мл 0,5 н раствора иодата калия KJO₃ с избытком иодида калия KJ в кислой среде? Реакция идет по уравнению KJ + KJO₃ + H₂SO₄ → J₂ + K₂SO₄ + H₂O.

65. Какова массовая доля сульфита натрия в растворе, если на окисление 25,2 г этого раствора было израсходовано 100 мл 0,2 н раствора дихромата калия в кислой среде? Реакция идет по уравнению Na₂SO₃ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ →

→ Na₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O.

66. 1,38 г нитрита натрия окисляется 200 мл раствора перманганата калия в кислой среде. Какова нормальность этого раствора? Реакция идет по уравнению

NaNO₂ + KMnO₄ + H₂SO₄ →NaNO₃ + K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O.

67. При взаимодействии меди с разбавленной азотной кислотой образовался нитрат меди (II) и выделилось 5,6 л оксида азота (II), измеренных при нормальных условиях. Сколько граммов меди перешло в раствор?

68. Сколько граммов раствора с массовой долей нитрита натрия 10% можно окислить 250 мл 0,4 н раствора перманганата калия в кислой среде? Реакция идет по уравнению NaNO₂ + KMnO₄ + H₂SO₄ →

NaNO₃ + K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O.

69. Какое количество электричества нужно пропустить через раствор сульфата меди (II), чтобы на катоде выделилось 7,94 г меди?

70. При электролизе водного раствора сульфата никеля (II) током силой 5 А, масса катода увеличилась на 8 г. В течение какого времени проходил электролиз?

71. Вычислите массу серебра, выделившегося на катоде при пропускании тока силой 5 А, через раствор нитрата серебра в течение 30 минут.

72. Сколько времени нужно пропускать ток силой 2 А, чтобы на катоде выделилось 18 г меди?

73. Чему равна эквивалентная масса кадмия, если для выделения 1 г кадмия из раствора его соли нужно пропустить через раствор 1717 Кл электричества?

Типовой билет проверочной контрольной работы

Какие ионно-обменные реакции идут до конца? Приведите примеры соответствующих реакций.

Какие из приведенных веществ подвергаются гидролизу: NaNO₃, K₂SO₃, CaCl_2, Cu(NO₃)₂? Напишите уравнения реакций в ионно-молекулярной и краткой ионной форме.

Составьте электронный баланс и расставьте коэффициенты в следующих окислительно-восстановительных реакциях: K₂S + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → → S + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O; Mg + HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + N₂O + H₂O.

Составьте схему электролиза раствора хлорида калия и раствора сульфата меди на инертных электродах.

Произведение растворимости карбоната бария равно 5·10^-9. Какова масса соли в 10 л насыщенного раствора?

Таблица индивидуальных домашних заданий по темам:

«Ионно-обменные реакции. Гидролиз солей»

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Упраж-нения	17 24 31	18 25 32	19 26 33	20 27 34	21 28 35	22 29 36	23 30 37	17 24 31	18 25 32	19 26 33	20 27 34	21 28 35	22 29 36	23 30 37	18 24 33
Задачи	58	59	60	61	62	63	58	59	60	61	62	63	58	60	61

Таблица индивидуальных домашних заданий по темам:

«Ионно-обменные реакции. Гидролиз солей»

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Теория	10	11	12	13	14	15	4	5	6	1	2	3	4	5	6
Упраж-нения	17 24 31	18 25 32	19 26 33	20 27 34	21 28 35	22 29 36	23 30 37	17 24 31	18 26 32	19 26 33	20 27 34	21 28 35	22 29 36	23 30 37	18 24 33
Задачи	58	59	60	61	62	63	64	65	66	67	68	69	70	71	72

Теоретические вопросы, упражнения, задачи для подготовки к контрольной работе. Индивидуальные домашние задания

I.Теоретические вопросы

1. Какие реакции называются ионно-обменными? Чем они отличаются от окислительно-восстановительных реакций?

2. Условия одностороннего протекания ионно-обменных реакций. Приведите примеры таких реакций.

3. Амфотерные гидроксиды. Приведите примеры амфотерных гидроксидов и их реакций с растворами кислот и щелочей.

4. Что является мерой растворимости малорастворимых веществ?

5. Что такое произведение растворимости? Что оно характеризует?

6. Как, зная произведение растворимости соли, определить концентрацию насыщенного раствора малорастворимой соли?

7. Что такое гидролиз? Какие соли подвергаются гидролизу?

8. Что является мерой способности соли подвергаться гидролизу?

9. Константа гидролиза. От каких факторов она зависит? Каким образом можно уменьшить степень гидролиза?

10. Что такое степень окисления? Как определить степень окисления атома элемента в сложных веществах?

11. Какие реакции называют окислительно-восстановительными? Приведите пример такой реакции.

12. Какие вещества называют окислителями и восстановителями? Основные окислители и восстановители. Приведите примеры.

13. Что происходит с окислителями в ходе окислительно-восстановительной реакции? Как изменяется степень окисления атома элемента, входящего в состав окислителя?

14. Что происходит с восстановителем в ходе окислительно-восстановительной реакции? Как изменяется степень окисления атома элемента, входящего в состав восстановителя?

15. Порядок восстановления катионов на катоде и окисления анионов на аноде при электролизе с инертными электродами.

16. Как определить эквивалентную массу вещества в окислительно-восстановительной реакции?

II.Упражнения