Тема №7623 Ответы к задачам по неорганической химии Стась (Часть 1)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по неорганической химии Стась (Часть 1) из предмета Химия и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по неорганической химии Стась (Часть 1), узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

Ответы в самом низу встроенного документа

1. Какая характеристика химического элемента называется его кларком? Какие
две единицы измерения имеет эта характеристика? Укажите пять – шесть элемен-
тов с наибольшим значением кларка в одной и в другой единице его измерения.
2. Указать пять наиболее распространенных на Земле элементов по количест-
ву их атомов и по общей массе их атомов. Почему водород присутствует в первом
списке и отсутствует во втором?
3. На десять наиболее распространенных элементов приходится более 99 % от
числа всех атомов и от массы земной коры. Какие это элементы? Какая часть зем-
ного шара называется земной корой?
4. По распространенности на Земле химические элементы подразделяются на
распространенные, редкие, рассеянные и самородные. Объясните смысл такой
классификации и приведите по пять – шесть примеров химических элементов, от-
носящихся к указанным группам.
5. Какие химические элементы встречаются на Земле в виде простых веществ
и каково их общее название? Объясните, почему в число этих элементов входят
золото и платина, но среди них нет магния и алюминия?
6. Земной кларк золота равен 5·10–8 % ат. и 5·10–7 % масс. Сколько атомов зо-
лота имеется на Земле и чему равна масса всего золота, если масса Земли равна
6·1024
кг, а общее число образующих её атомов равно ≈1050?
7. Как называются все природные соединения химических элементов и на ка-
кие типы они подразделяются? Какие типы природных соединений наиболее рас-
пространены в земной коре и в земной атмосфере?
8. Природные соединения химических элементов (минералы) принято класси-
фицировать по составу анионов в их кристаллах. Как называются в этой класси-
фикации наиболее распространенные типы минералов? Ответ иллюстрируйте
примерами таких минералов.
9. Самые распространенные минералы на Земле – это силикаты и алюмосили-
каты. Приведите примеры таких соединений. Вычислите содержание (массовую
долю) элементов в минерале, который называется альбит.
8
10. Самые распространенные на Земле минералы – это силикаты и алюмоси-
ликаты. Приведите формулы семи минералов этой группы, имеющих следующие
названия: альбит, ортоклаз, анортит, жадеит, нефелин, каолин, диопсид. Вычис-
лите массовые доли элементов в ортоклазе.
11. Напишите формулы минералов, которые называются гематит, магнетит,
кварц, касситерит и бадделеит. К какому классу минералов они относятся? Чему
равна массовая доля железа в гематите и в магнетите?
12. В чем заключается сходство и различие следующих минералов: а) рутил и
анатаз, б) кальцит и арагонит, в) кварц, тридимит и кристобалит, г) гематит и маг-
нетит? В каком минерале – гематите или магнетите – массовая доля железа боль-
ше (ответ подтвердите расчётом)?
13. Напишите формулы минералов, которые называются пирит, сфалерит, ар-
гентит, галенит и гринокит. К какому классу минералов они относятся? В чем за-
ключается сходство и различие следующих минералов: а) халькозин и ковеллин;
б) вюртцит и сфалерит; в) куприт и киноварь?
14. Многие химические элементы находятся на Земле в виде солей. Приведите
пять – шесть примеров таких солей и их минералогические названия. Какие их
этих солей непосредственно используются в хозяйственной деятельности людей,
а какие являются сырьем для получения простых веществ и химических соедине-
ний?
15. Какие минералогические названия имеют природные соединения NaCl,
KCl, CaF2, MgF2, MgCl2, MgCl2⋅6H2O и КCl·MgCl2·6H2O? К какому типу мине-
ралов они относятся? Какое практическое значение имеют три первых минерала?
16. Шкалой какого физического свойства веществ является данный ряд мине-
ралов: тальк – ортоклаз – гипс – кварц – кальцит – топаз – флюорит – корунд –
апатит – алмаз? Приведите формулы этих минералов.
17. Каков состав атмосферного воздуха? Объемная доля радиоактивного эле-
мента радона в воздухе равна 6·10–18. Сколько атомов радона содержится в одном
см3 воздуха? В каком объеме воздуха содержится один моль радона?
18. Концентрация иода (в виде I–
-ионов) в морской воде равна 0,06 мг/л. Вы-
числите общую массу иода в мировом океане (плотность морской воды в среднем
равна 1,05 кг/л), объем которого составляет 1,37.
109 км3
.
19. Какие химические элементы и почему называются самородными? Какую
массу имели самый большой самородок золота и самый большой самородок меди,
найденные на Земле?
20. Какие химические элементы называются легкими, а какие тяжелыми? По-
чему легких элементов на Земле больше, чем тяжелых?
9
1.2. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ
ЭЛЕМЕНТОВ И СОЕДИНЕНИЙ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ
21. Опишите структуру Периодической системы. Объясните физический
смысл атомного номера элемента, периода и группы, а также число элементов в
периодах.
22. Что общего у элементов одного периода и одной группы? Чем отличаются
элементы, находящиеся в одной группе, но в разных подгруппах? На какие семей-
ства подразделяются химические элементы, что общего у элементов одного се-
мейства?
23. Объясните, как согласуется структура Периодической системы с заполне-
нием электронами атомных орбиталей. В каких случаях емкость заполняемого
энергетического уровня и число элементов в периоде: а) совпадают, б) не совпа-
дают? Объясните причину.
24. Как можно по известному атомному номеру элемента определить его ме-
сто в Периодической системе? Какую информацию о химических свойствах эле-
мента дает знание его места в периодической системе? Покажите на примере эле-
ментов с атомными номерами 21 и 35.
25. Атомные номера химических элементов 34 и 40. Не пользуясь Периодиче-
ской системой, определите период, группу и подгруппу, в которой находится ка-
ждый элемент. Какая информация о химических свойствах элементов следует из
этого?
26. Чем отличаются типичные металлы от неметаллов, а амфотерные металлы
от типичных металлов? Почему и как изменяются металлические свойства эле-
ментов с увеличением их атомного номера? Приведите примеры неметаллов, ти-
пичных и амфотерных металлов; принципиальные различия их свойств проиллю-
стрируйте уравнениями реакций.
27. Как изменяются металлические свойства химических элементов в перио-
дах, при переходе от одного периода к другому и в одной группе? Чем объясняет-
ся такое изменение металлических свойств?
28. Чем отличаются химические свойства типичных металлов от неметаллов и
от амфотерных металлов? На примере типичного металла, амфотерного металла и
неметалла покажите уравнениями реакций различие их химических свойств.
29. Напишите уравнения реакций, иллюстрирующие оснóвные свойства окси-
да магния, амфотерные – оксида алюминия и кислотные – оксида кремния (IV).
Определите массу оксида алюминия, взаимодействующую с одним литром
40 %-й серной кислоты (ρ = 1,30) и с одним литром 40 %-го гидроксида натрия
(ρ = 1,43).
30. Напишите уравнения реакций, иллюстрирующие оснóвные свойства окси-
да лантана, амфотерные – оксида хрома (III) и кислотные – оксида серы (VI). Вы-
числите объем газообразного SO3 (при 20 ºС и 101325 Па), необходимого для по-
лучения одного кг 96 %-й серной кислоты (ρ = 1,84).
10
31. Напишите уравнения реакций, иллюстрирующие оснóвные свойства окси-
да кальция, амфотерные – оксида олова (II) и кислотные – оксида фосфора (V).
Вычислите массу гашеной извести, получаемой из одного килограмма оксида
кальция и имеющей влажность 30 %.
32. Исходя из положения элементов в периодической системе, объясните, у
какого из гидроксидов оснóвные свойства выражены в большей степени:
а) NaOH или KOH; б) NaOH или Mg(OH)2; в) Sc(OH)3 или La(OH)3?
Вычислите объем 2 М раствора щелочи, получаемый из 200 г кристаллического
гидроксида натрия.
33. Исходя из положения элементов в Периодической системе, объясните, по-
чему Be(OH)2 являются амфотерным основанием, а Ca(OH)2 – типичным. Напи-
шите в молекулярном и ионном виде уравнения реакций, иллюстрирующие свой-
ства данных гидроксидов. Вычислите массу Ca(OH)2, взаимодействующую с 0,5 л
двумолярной соляной кислоты.
34. Исходя из положения элементов в Периодической системе, объясните, у
какого из гидроксидов основные свойства выражены сильнее: а) KOH или
Ca(OH)2; б) Ca(OH)2 или Mg(OH)2; в) Cа(OH)2 или Zn(OH)2? Напишите в мо-
лекулярном и ионном виде уравнения реакций, иллюстрирующие амфотерные
свойства гидроксида цинка. Вычислите молярную концентрацию насыщенного
водного раствора гидроксида кальция, произведение растворимости которого
равно 1,4·10-4.
35. Исходя из положения кислотообразующих элементов в Периодической
системе, объясните увеличение силы кислот в ряду H4SiO4 – H3PO4 – H2SO4 –
HClO4 и уменьшение в ряду H2SO3 – H2SeO3 – H2TeO3. Вычислите объем 96 %-ной
серной кислоты (ρ = 1,84 кг/л), который расходуется на приготовление 10 л дву-
нормальной серной кислоты.
36. Исходя из положения кислотообразующих элементов в Периодической
системе, объясните, как изменяется сила кислот в рядах HCl – HBr – HI и H2S –
H2Se – H2Te. Вычислите объем 30 %-ной соляной кислоты (ρ = 1,15), который не-
обходим для приготовления 5 л децимолярного раствора этой кислоты.
37. Формальным показателем кислоты называется число негидроксидных
атомов кислорода, соединенных только с атомом кислотообразующего элемента.
Определите формальный показатель кислот HNO3, HClO4, H2SO4, H3PO4, H3BO3 и
расположите их в ряд по увеличению силы. Вычислите объем 57 %-й HNO3
(ρ = 1,35), который расходуется на приготовление одного литра 2 М раствора этой
кислоты.
38. Исходя из положения элементов в Периодической системе, определите,
какая из двух солей будет разлагаться при более высокой температуре: а) NaNO3
или KNO3; б) Ca(NO3)2 или Zn(NO3)2? Вычислите объем кислорода (приведе-
ный к н.у.), образующегося при термолизе 100 г NaNO3.
11
39. Исходя из положения элементов в Периодической системе, определите,
какая из двух солей будет разлагаться при более высокой температуре:
а) Na2CO3 или MgCO3; б) Na2CO3 или K2CO3; в) CaCO3 или ZnCO3. Вычислите
объем CO2 (приведенный к н.у.), который образуется при термолизе одного грам-
ма карбоната кальция и одного грамма карбоната магния.
40. Исходя из положения элементов в Периодической системе, определите, у
какой из двух данных солей энтальпия образования имеет более отрицательное
значение: а) KCl или RbCl; б) KCl или CaCl2; в) CaCl2 или ZnCl2. При взаимодей-
ствии одного грамма кальция с хлором выделилось 20 кДж теплоты. Вычислите
энтальпию образования хлорида кальция, сравните со справочным значением и
определите погрешность опыта.
1.3. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ
41. Как изменяются окислительно-восстановительные свойства простых ве-
ществ в периодах и группах Периодической системы? Приведите примеры про-
стых веществ – восстановителей, окислителей и обладающих окислительно-
восстановительной двойственностью. Напишите уравнения реакций, иллюстри-
рующих окислительно-восстановительную двойственность серы, йода и фосфора.
42. Что отличает металлы от неметаллов с точки зрения их окислительно-
восстановительных свойств? Напишите уравнения реакций магния с кислородом
и серой и серы – с кислородом. Вычислите расход серы в реакции с кослородом,
если израсходованный объем кислорода при 600 ºC и 98 кПа составил в этой ре-
акции 50 л.
43. Исходя из положения элементов в Периодической системе, напишите
уравнения реакций йода с алюминием и фтором. Какова роль йода в этих реакци-
ях? Чему равны масса алюминия и объем фтора (при н.у.), взаимодействующих с
одним молем йода?
44. Составьте краткий обзор окислительно-восстановительных свойств неор-
ганических соединений – оксидов, гидроксидов, солей. Какие общие закономер-
ности можно выделить в этом обзоре? Приведите примеры соединений – восста-
новителей и соединений – окислителей. Напишите уравнения реакций, иллюстри-
рующих окислительно-восстановительную двойственность Fe2O3, HNO2 и
K2MnO4.
45. Какое название имеет показатель, количественно характеризующий окис-
лительно-восстановительные свойства веществ? От каких условий зависит значе-
ние этого показателя? Ответ иллюстрируйте примерами.
46. Укажите значения окислительно-восстановительных потенциалов (найди-
те в справочной литературе) для полуреакций:
12
MnO4

 + 8H+
 + 5e = Mn2+ + 4H2O (кислая среда)
MnO4

 + 2H2O + 3e = MnO2 + 4OH− (нейтральная среда)
MnO4

 +e = MnO4
2– (сильнощелочная среда)
Сделайте вывод о влиянии среды на окислительные свойства веществ, со-
держащих MnO4
-
-ионы. Напишите уравнения реакций KMnO4 с KI в кислой, ней-
тральной и щелочной средах. Вычислите массу перманганата калия, взаимодейст-
вующую в кислой среде с 500 мл раствора KI, молярная концентрация которого
равна 0,2 М.
47. Найдите справочное значение окислительно-восстановительного потен-
циала полуреакции:
MnO4

 + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O
при 25 ºC в одномолярном растворе. Какие ионы из числа F−
, Cl−
, Br−
, I− окисля-
ются MnO4
-
-ионами в таком растворе? Напишите уравнения реакций.
48. Сравните стандартные значения окислительно-восстановительного потен-
циала (найдите их в справочной литературе) полуреакций:
ClO3

 + 6H+
 + 6e = Cl−
 = 3H2O
ClO3

 + 3H2O + 6e = Cl−
 + 6OH−
В какой среде хлораты являются более сильными окислителями? Определите ме-
тодом полуреакций стехиометрические коэффициенты в уравнениях:
KClO3 + FeSO4 + H2SO4 = KCl + Fe2(SO4)3 + H2O
KClO3 + FeSO4 + H2O = KCl + Fe2(SO4)3 + Fe(OH)3
Вычислите объем 0,1 М раствора KClO3, необходимый для окисления в кислой
среде сульфата железа (II), содержащегося в 200 мл 10%-го раствора (ρ = 1,10)
этого вещества.
49. Сравните стандартные значения окислительно-восстановительного потен-
циала полуреакций:
Zn + 4H2O − 2e = [Zn(H2O)4]
2+ (кислая среда); ϕº = −0,76 В
Zn + 4OH− − 2e = [Zn(OH)4]
2− (щелочная среда); ϕº = −1,22 В
В какой среде цинк окисляется легче? Напишите уравнения реакций окисления
цинка нитратом калия в кислой и щелочной средах, в которых KNO3 восстанавли-
вается максимально.
50. Сравните стандартные значения окислительно–восстановительного потен-
циала полуреакций:
Ag + 2H2O − e = [Ag(H2O)2]
+
; ϕº = 0,80 В
Ag + 2CN− − e = [Ag(CN)2]
-
; ϕº = 0,31 В
В какой среде серебро окисляется легче – при отсутствии в растворе CN−
-ионов
или в присутствии этих ионов? Напишите уравнение взаимодействия серебра с
соляной кислотой, содержащей цианид калия.
13
51. С помощью метода полуреакций и стандартных значений окислительно–
восстановительных потенциалов выполните для данных реакций следующие за-
дания: а) найдите стехиометрические коэффициенты; б) определите направление
протекания; в) вычислите энергию Гиббса при стандартных условиях; г) вычисли-
те константу равновесия:
1) FeSO4 + HNO3 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + NO + H2O
2) Na2PbO3 + KBr = Na2PbO2 + KBrO3 (щелочная среда)
52. Задание в № 51 для реакций:
1) Na2SO3 + KMnO4 + H2SO4 = Na2SO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
2) I2 + HNO2 + H2O = HI + HNO3
53. Задание в № 51 для реакций:
1) H2S + KMnO4 + H2SO4 = S + MnSO4 + K2SO4 + H2O
2) FeCl2 + SnCl4 = FeCl3 + SnCl2
54. Задание в № 51 для реакций:
1) FeCl2 + KClO3 +HCl = FeCl3 + KCl + H2O
2) MnCl2 + SnCl4 = MnCl3 + SnCl2
55. Задание в № 51 для реакций:
1) NaI + MnO2 + H2SO4 = I2 + MnSO4 + Na2SO4 + H2O
2) K2FeO4 + KCl + H2O = Fe(OH)3 + Cl2 + KOH
56. Задание в № 51 для реакций:
1) Mg + HNO3 = Mg(NO3)2 + N2O + H2O
2) CoSO4 + KMnO4 + H2SO4 = Co2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
57. Задание в № 51 для реакций:
1) FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
2) HCl + H2SO4 = Cl2 + SO2 + H2O
58. Задание в № 51 для реакций:
1) MnO2 + KBr + H2O = Mn(OH)2 + Br2 + KOH
2) H3SbO4 + HBr = H3SbO3 + Br2 + H2O
59. Задание в № 51 для реакций:
1) NaI + MnO2 + H2SO4 = I2 +MnSO4 + Na2SO4 + H2O
2) H3PO4 + HI = H3PO3 + I2 + H2O
60. Задание в № 51 для реакций:
1) KMnO4 + HCl = MnCl2 + Cl2 + KCl + H2O
2) MnO2 + Co(OH)3 + KOH = K2MnO4 + Co(OH)2 + H2O
14
1.4. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГИДРОЛИЗА
61. Для соединений K2S, AlCl3, NH4NO2, PCl3: 1) напишите молекулярные и
ионные уравнения гидролиза; 2) укажите тип гидролиза; 3) укажите среду раство-
ра; 4) примерно оцените полноту гидролиза; 5) укажите, добавлением каких ве-
ществ гидролиз можно увеличить и уменьшить.
62. Задание в № 61 для соединений NaClO2, Zn(NO3)2, Al2S3, PCl5.
63. Задание в № 61 для соединений CrCl3, Fe2(CO3)3, NH4NO3, SiCl4.
64. Задание в № 61 для соединений KCN, FeCl3, Al(NH2), NCl3.
65. Задание в № 61 для соединений FeSO4, Al(CO3)3, NH4Cl, SO2Cl2.
66. Напишите уравнения гидролиза хлоридов, образуемых элементами одного
периода и одной группы. Сформулируйте и объясните наблюдаемую закономер-
ность.
67. Напишите уравнения гидролиза бромидов, образуемых элементами одного
периода и одной группы. Сформулируйте и объясните наблюдаемую закономер-
ность.
68. Напишите уравнения гидролиза иодидов, образуемых элементами одного
периода и одной группы. Сформулируйте и объясните наблюдаемую закономер-
ность.
69. Напишите уравнения гидролиза нитратов, образуемых элементами одного
периода и одной группы. Сформулируйте и объясните наблюдаемую закономер-
ность.
70. Напишите уравнения гидролиза сульфатов, образуемых элементами одно-
го периода и одной группы. Сформулируйте и объясните наблюдаемую законо-
мерность.
71. Определите константу гидролиза фторида калия. Вычислите степень гид-
ролиза в одномолярном, децимолярном и сантимолярном растворах и сделайте
вывод о влиянии разбавления на равновесие процесса гидролиза.
72. Определите константу гидролиза нитрита калия. Вычислите степень гид-
ролиза в одномолярном, децимолярном и сантимолярном растворах и сделайте
вывод о влиянии разбавления на равновесие процесса гидролиза.
73. Определите константу гидролиза гипохлорита калия. Вычислите степень
гидролиза в одномолярном, децимолярном и сантимолярном растворах и сделайте
вывод о влиянии разбавления на равновесие гидролиза.
74. Определите константу гидролиза ацетата аммония. Вычислите степень
гидролиза в одномолярном, децимолярном и сантимолярном растворах и сделайте
вывод о влиянии разбавления на равновесие гидролиза.
15
75. Определите константу гидролиза нитрита аммония. Вычислите степень
гидролиза в одномолярном, децимолярном и сантимолярном растворах и сделайте
вывод о влиянии разбавления на равновесие гидролиза.
76. Напишите уравнения и вычислите константу гидролиза Na2CO3 по обеим
ступеням. Определите степень гидролиза по обеим ступеням в децимолярном рас-
творе. Вычислите водородный показатель раствора.
77. Напишите уравнения и вычислите константу гидролиза Na2SO3 по обеим
ступеням. Определите степень гидролиза по обеим ступеням в децимолярном рас-
творе. Вычислите водородный показатель раствора.
78. Напишите уравнения и вычислите константу гидролиза K2S по обеим сту-
пеням. Определите степень гидролиза по обеим ступеням в децимолярном рас-
творе. Вычислите водородный показатель раствора.
79. Напишите уравнения и вычислите константу гидролиза Na2SeO3 по обеим
ступеням. Определите степень гидролиза по обеим ступеням в децимолярном рас-
творе. Вычислите водородный показатель раствора.
80. Напишите уравнения и вычислите константу гидролиза Na2SiO3 по обеим
ступеням. Определите степень гидролиза по обеим ступеням в децимолярном рас-
творе. Вычислите водородный показатель раствора.
1.5. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ И НЕМЕТАЛЛОВ
С КИСЛОТАМИ, ЩЕЛОЧАМИ, ВОДОЙ
81. Почему с соляной кислотой взаимодействуют только такие металлы, кото-
рые расположены в ряду напряжений до водорода? Почему свинец и таллий с со-
ляной кислотой не взаимодействуют? Определите массу железа, взаимодейст-
вующую с одним литром этой кислоты с массовой долей HCl 10,52 % и плотно-
стью раствора ρ = 1,05.
82. Почему с разбавленной серной кислотой взаимодействуют только такие
металлы, которые расположены в ряду напряжений до водорода? Почему среди
этих металлов свинец является исключением? Определите массу цинка, взаимо-
действующую с одним литром 4,0%-й серной кислоты (ρ = 1,025).
83. Почему кремний, не взаимодействующий с сильными кислотами (HCl,
H2SO4, HClO4), взаимодействует со слабой фтороводородной кислотой? Вычисли-
те объем водорода, образующийся при взаимодействии 280 г кремния с избытком
этой кислоты при 20 ºC и 100 кПа.
84. Концентрированная серная кислота может восстанавливаться по следую-
щим полуреакциям:
SO4
2– + 4H+
 + 2e = SO2 + 2H2O; ϕº = 0,17 В
SO4
2– + 8H+
 + 6e = S + 4H2O; ϕº = 0,36 В
SO4
2– + 10H+
 + 8e = H2S + 4H2O; ϕº = 0,30 В
16
Напишите уравнения возможных реакций цинка с концентрированной серной ки-
слотой и укажите термодинамически наиболее вероятную. Чему будет равна мас-
совая доля H2SO4 в растворе после того, как 300 мл 80%-го раствора этой кислоты
(ρ = 1,73) провзаимодействуют с 50 г цинка?
85. По уравнению Нернста вычислите значение окислительно-
восстановительного потенциала 60 %-й серной кислоты (ρ = 1,50) при её восста-
новлении до SO2. Напишите уравнение её взаимодействия с серебром. Вычислите
массу провзаимодействовавшего серебра по этому уравнению, если объем выде-
лившегося SO2 (при н.у.) составил 2,80 л.
86. По уравнению Нернста вычислите значение окислительно-
восстановительного потенциала 82 %-й серной кислоты (ρ = 1,75) при её восста-
новлении до SO2. Напишите уравнение ее взаимодействия с медью. Вычислите
объем сернистого газа (30 ºC, 100 кПа), образующегося при взаимодействии по
этому уравнению 50 г меди.
87. Из сравнения значений окислительно-восстановительного потенциала по-
луреакций:
C + 2H2O − 4e = CO2 + 4H+
; ϕº = 0,48 В
SO4
2– + 4H+
 + 2e = SO2 + 2H2O; ϕº = 0,17 В
SO4
2– + 8H+
 + 6e = S + 4H2O; ϕº = 0,36 В
SO4
2– + 10H+
 + 8e = H2S + 4H2O; ϕº = 0,30 В
следует, что углерод не может быть окислен серной кислотой. В действительно-
сти углеродосодержащие вещества (сажа, кокс, активированный уголь и т.д.)
взаимодействуют с концентрированной серной кислотой. Объясните это противо-
речие, напишите уравнения возможных реакций и укажите среди них наиболее
вероятное.
88. Опишите термодинамические и кинетические закономерности взаимодей-
ствия металлов с азотной кислотой, покажите невозможность описания реакции
любого металла с HNO3 одним уравнением. В качестве примера напишите урав-
нения возможных реакций железа с азотной кислотой и укажите среди них наибо-
лее вероятное.
89. Одни авторы считают, что молибден взаимодействует с азотной кислотой
в одну стадию
Mo + HNO3 + 2H2O → H2MoO4 + NO,
а другие отстаивают двухстадийный механизм:
1) Mo + HNO3 → MoO2 + NO + H2O;
2) MoO2 + HNO3 + H2O → H2MoO4 + NO
17
Сформулируйте свою точку зрения, исходя из потенциалов полуреакций:
Mo + 2H2O − 4e = MoO2 + 4H+
; ϕº = −0,07 В
MoO2 + 2H2O − 2e = H2MoO4 + 2H+
; ϕº = 0,39 В
Mo + 4H2O − 6e = H2MoO4 + 6H+
; ϕº = 0,15 В
90. Установлено, что при взаимодействии 48,4%-й HNO3 (ρ = 1,30) с железом
(при нагревании) выделяется оксид азота (II). Определите массу железных стру-
жек, которая потребуется для получения 20 л NO по этой реакции при 80 ºC и
101325 Па.
91. Фосфор теоретически может взаимодействовать с азотной кислотой в одну
стадию (P→ H3PO4) или в две (P→ H3PO3→ H3PO4). Исходя из значений потен-
циалов полуреакций
P + 3H2O − 3e = H3PO3 + 3H+
; ϕº = −0,50 В
P + 4H2O − 5e = H3PO4 + 5H+
; ϕº = −0,41 В
H3PO3 + H2O − 2e = H3PO4 + 2H+
; ϕº = 0,15 В
обоснуйте более вероятный вариант и напишите для него уравнения реакций, счи-
тая, что HNO3 восстанавливается до NO. Вычислите массу H3PO4 и объем NO
(при н.у.), образующихся при взаимодействии с азотной кислотой 155 г белого
фосфора.
92. Для получения царской водки 100 мл 60%-й HNO3 (ρ = 1,36) смешали с
300 мл 40%-й HCl (ρ = 1,20). Вычислите массу, объем и плотность полученной
царской водки, молярное соотношение HNO3:HCl в ней и массу золота, которую
она может «растворить».
93. Смешали 75 мл 60%-й HNO3 (ρ = 1,36) и 350 мл 20%-й фтороводородной
кислоты (ρ = 1,07). Вычислите массу, объем и плотность полученной смеси, мо-
лярное соотношение HNO3:HF в ней и массу вольфрама, которую она может
«растворить».
94. Объясните, почему с растворами щелочей могут взаимодействовать только
такие амфотерные металлы, окислительно-восстановительные потенциалы кото-
рых ϕº меньше величины –0,83 В Приведите примеры таких металлов и уравне-
ния их взаимодействия с раствором NaOH.
95. Металлы подразделяются на амфотерные (взаимодействуют с растворами
и расплавами щелочей), слабоамфотерные (взаимодействуют только с расплавами
щелочей) и неамфотерные (со щелочами не взаимодействуют). Приведите приме-
ры указанных групп металлов и уравнения их реакций с растворами и расплавами
щелочей.
18
96. Напишите уравнения реакций алюминия с раствором гидроксида натрия с
образованием тетрагидроксокомплексного и гексагидроксокомплексного соеди-
нений и уравнение реакции алюминия с расплавом NaOH с образованием ортоа-
люмината натрия. Какая масса щелочи (в чистом виде) расходуется на взаимодей-
ствие с 0,54 кг алюминия в каждом случае?
97. Напишите уравнения реакций хрома с раствором и с расплавом KOH при
недостатке и при избытке щелочи. Какая масса KOH потребуется для взаимодей-
ствия с 260 г хрома в каждом случае?
98. Напишите уравнения реакций серы, фтора и хлора с гидроксидом калия и
укажите их тип. Вычислите массу каждого реагента, взаимодействующую с од-
ним литром 40%-го раствора KOH (плотность раствора ρ = 1,40).
99. Опишите закономерности взаимодействия металлов с водой, ответив в
описании на следующие вопросы: 1) почему с чистой водой взаимодействуют
только такие металлы, электродный потенциал которых ϕº меньше величины
–0,41В?; 2) почему с технической водой и атмосферной влагой взаимодействуют
и такие металлы, электродный потенциал которых ϕº больше величины –0,41В?;
3) у каких металлов естественная оксидная пленка на поверхности защищает их
от действия воды, а у каких не обладает защитным действием?; 4) почему магний
не взаимодействует с холодной водой, но взаимодействует с горячей?; 5) на какой
металл и с какой целью в технике действуют водяным паром при 300–400 ºC?
100. Опишите взаимодействие неметаллов с водой, поделив их на четыре
группы: 1) окисляют воду, 2) восстанавливают воду, 3) диспропорционируют в
воде, 4) не взаимодействуют с водой. Для реакции хлора с водой по стандартным
значениям окислительно-восстановительных потенциалов полуреакций вычисли-
те энергию Гиббса и константу равновесия и сделайте вывод о полноте ее проте-
кания.
19
Глава вторая.
ВОДОРОД И ГАЛОГЕНЫ
Водород и его соединения. Фтор и его соединения. Хлор, бром, йод – про-
стые вещества и соединения между собой. Галогеноводородные соединения
и галогениды. Кислородосодержащие соединения галогенов.
2.1. ВОДОРОД И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ
101. Почему водород является уникальным химическим элементом, не имею-
щим близких аналогов? Почему его размещают не только в седьмой, но и в пер-
вой группе периодической системы? Какие свойства водорода подобны свойствам
галогенов, а какие – щелочных элементов?
102. Объясните химическую связь в молекуле водорода методом валентных
связей и методом молекулярных орбиталей. Установите возможность существо-
вания молекулярных ионов + + − 2−
22
2
22 H,H,H,H .
103. Опишите механизм ван-дер-ваальсового взаимодействия между молеку-
лами водорода. Почему водород имеет очень низкие температуры плавления
(–259,1 ºC) и кипения (–252,6 ºC)?
104. Для обратимой реакции разложения водорода на атомы (H2 ' 2H) вы-
числите: а) энергию Гиббса, константу равновесия и степень разложения H2 при
2000 К; б) температуру, выше которой прямой процесс (атомизация молекул) пре-
обладает над обратным (рекомбинация атомов). Данные для расчетов:
ΔHºf(H) = 217,2 кДж/моль, Sº (H2) = 130,5 Дж/(моль.
K), Sº (H) = 114,5 Дж/(моль.
K).
105. Почему водород при его образовании в какой-либо реакции (в момент
выделения) является более сильным восстановителем, чем обычный водород? За-
пишите по стадиям (с расстановкой стехиометрических коэффициентов) уравне-
ния реакций, в которых восстановителем является водород в момент выделения:
а) Zn + KMnO4 + H2SO4 → ZnSO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
б) Al + NaNO3 + NaOH → Na3[Al(OH)6] + NH3↑ + H2O
106. Приведите по 2–3 примера химических реакций, в которых водород явля-
ется окислителем и восстановителем. Какова функция водорода при его взаимо-
действии с оксидами металлов? Вычислите объем водорода (при н.у.), который
теоретически потребуется для получения 1 кг вольфрама из WO3. Какой объем
будет занимать водород при условиях проведения реакции (800 0
C; 101325 Па)?
107. Приведите по 2–3 примера химических реакций, в которых водород явля-
ется окислителем и восстановителем. Какова функция водорода при получении
гидридов? Какое количество, объем (при н.у.) и какая масса водорода потребуют-
ся для получения гидридов натрия и кальция из одного кг каждого металла?
20
108. Опишите взаимодействие водорода с кислородом: механизм реакции,
влияние катализаторов и т.д. Какая смесь водорода с кислородом называется
«гремучим» газом? Определите парциальные давления H2 и O2 в гремучем газе и
его относительную плотность по водороду и воздуху.
109. Какая смесь водорода с воздухом является наиболее взрывоопасной? Ка-
кая реакция протекает при взрыве этой смеси и каков ее механизм? Вычислите
состав этой смеси в объемных процентах, считая, что воздух состоит из азота
(78 %), кислорода (21 %) и аргона (1 %).
110. При каких условиях водород взаимодействует с галогенами, серой, азо-
том? Вычислите энтальпию, энергию Гиббса и константу равновесия реакции во-
дорода с йодом при 500 ºC.
111. Какие соединения водорода называют гидридами, по каким признакам
они подразделяются на ионные, ковалентные и металлические? Напишите урав-
нения реакций:
NaH + H2O = NaH + SiH4 =
SiH4 + H2O = Na2SiH4 + H2O =
112. Объясните, как и почему изменяются свойства гидридов, образованных
элементами одного периода, например в ряду: NaH − MgH2 − AlH3 − SiH4 − PH3 −
H2S − HCl. Приведите уравнения реакций, иллюстрирующие изменение свойств
гидридов.
113. Важнейшим соединением водорода является вода. Опишите химическую
связь в молекуле H2O и её строение, химические свойства воды (основно-
кислотные, окислительно-восстановительные, каталитические, как растворителя и
т.д.). Напишите продукты реакций, укажите условия их проведения:
H2O + Na = H2O + CaO = H2O + C =
H2O + KH = H2O + SO3 = H2O + O3 =
114. Водород входит в состав гидроксидов – оснований, кислот и амфолитов.
Приведите их примеры, напишите схемы их электролитической диссоциации.
115. Водород входит с состав гидро– и гидроксосолей. Приведите примеры
таких солей и напишите схемы их электролитической диссоциации. Вычислите
массовую долю водорода в гидрокарбонате натрия и в сульфате гидроксожелеза (II).
116. Водород хорошо растворяется в некоторых металлах. Например, в одном
объёме палладия при н. у. растворяется 800 объемов водорода. Вычислите раство-
римость водорода в палладии в граммах на 100 г металла.
117. Напишите уравнения реакций, продуктом которых является водород:
Zn + H2SO4 = C + H2O = Al + NaOH + H2O =
Si + NaOH = СH4 + H2O = CaH2 + H2O =
21
Какие из этих реакций используются для получения водорода в промышленности,
а какие – в лабораториях?
118. Сколько электричества (в ампер-часах) необходимо затратить на получе-
ние одного м
3 водорода при электролизе воды, если выход по току равен 92,5 %?
Какой объем кислорода выделяется при этом?
119. Какой объем водорода, приведенный к н.у., можно получить из одного м
3
метана при его каталитическом взаимодействии с водяным паром? Какой объем
водорода можно получить дополнительно, если проводить конверсию оксида уг-
лерода (II), образующего в этой реакции?
120. Какой объем водорода (приведенный к н.у.) выделится при взаимодейст-
вии цинка массой 163,5 г с одним литром 30%-й HCl (ρ = 1,15)?
121. Какой объем водорода (приведенный к н.у.) выделится при взаимодейст-
вии одного килограмма гидрида кальция с водой?
122. Какой объем водорода (н.у.) получен при взаимодействии водяного пара
с железными стружками, если масса железа увеличилась на 8,0 кг?
123. Взаимодействие водяного пара с раскаленным углем – перспективный
метод получения водорода: C + H2O ' CO + H2. Вычислите, при какой темпера-
туре в этом процессе возможно протекание прямой реакции.
124. Водород в больших количествах используется в производстве аммиака и
метанола. Напишите уравнения реакций и вычислите объем водорода (н.у.), тео-
ретически необходимый для получения одной тонны аммиака и одной тонны ме-
танола.
125. Чему равна теплотворная способность водорода как топлива? Почему
дальнейший технический прогресс связывается с переходом на водородную энер-
гетику?
126. Какая температура возникает при горении водорода в кислороде и где
используется эта высокая температура?
127. Что представляют собой и в каких целях используются водородный элек-
трод и водородно-кислородный топливный элемент?
128. Какое отношение к водороду имеет водородный показатель (pH)? Что ха-
рактеризует этот показатель и как он определяется? Вычислите рН децимолярных
растворов соляной и уксусной кислот, гидроксидов калия и аммония.
129. В современных отраслях техники применяются изотопы водорода дейте-
рий и тритий. Чем они отличаются от обычного водорода и каково их примене-
ние?
130. Какие ядерные реакции с участием изотопов водорода являются источни-
ком солнечной энергии и света звезд?
22
2.2. ФТОР И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ
131. Почему фтор находится в седьмой группе Периодической системы? По-
чему он во всех соединениях одновалентен и имеет степень окисления -1? Напи-
шите формулы следующих соединений: фтороводород, фторид кремния, гидро-
фторид калия, гексафтороплатинат (IV) аммония.
132. Объясните химическую связь в молекуле F2 методами валентных связей и
молекулярных орбиталей. Имеется ли в этой молекуле дополнительное донорно-
акцепторное взаимодействие между атомами, укрепляющее основную связь? Че-
му равна энергия связи в молекуле фтора? Увеличивается или уменьшается энер-
гия связи в процессе: F2 − e = F2
+
?
133. Чем объясняется высочайшая реакционная активность фтора и макси-
мальное значение (2,87 В) окислительно-восстановительного потенциала полуре-
акции: F2 + 2e = 2F−
?
134. Напишите уравнения реакций фтора с кальцием, железом и золотом. По-
чему фтор до 300 ºС не взаимодействует с медью и до 600 ºC – с никелем, хотя с
менее активными металлами, например с золотом, он взаимодействует при обыч-
ных условиях?
135. Опишите взаимодействие фтора с неметаллами: водородом, серой, фос-
фором и кремнием. Определите массу серы, которая взаимодействует с 112 л фто-
ра (н.у.) и объем образующегося газообразного гексафторида серы. С какими не-
металлами фтор не взаимодействует при любых условиях?
136. Показателем высочайшей химической активности фтора является его
взаимодействие с благородными газами: криптоном, ксеноном и радоном. При
каких условиях фтор взаимодействует с ксеноном и какие продукты при этом об-
разуются? Напишите уравнения реакций.
137. Показателем высокой химической активности фтора является его взаимо-
действие с другими галогенами. Напишите уравнения всех возможных реакций
фтора с хлором и йодом. Используя теорию гибридизации и метод отталкивания
электронных пар валентной оболочки (ОЭПВО), опишите образование молекул
ClF5, имеющих форму пирамиды.
138. При каких условиях фтор взаимодействует с кислородом и какие продук-
ты при этом образуются? Напишите уравнения реакций.
139. Показателем высочайшей активности фтора является его взаимодействие
с таким инертным веществом как диоксид кремния: аморфный SiO2 в атмосфере
фтора самовоспламеняется. Напишите уравнение реакции и проведите расчет её
стандартных термодинамических параметров.
140. При взаимодействии фтора с водой образуется фтороводород, а также
OF2 (при взаимодействии со льдом), O3 (при взаимодействии с жидкой водой) и
23
O2 (при взаимодействии с водяным паром). Напишите уравнения соответствую-
щих реакций. Для реакции фтора с водяным паром вычислить энтальпию, энтро-
пию и энергию Гиббса при 200 ºC.
141. В каком виде фтор находится в природе и как его получают в молекуляр-
ном виде? Почему невозможно получить фтор из его соединений химическим пу-
тем? Какое количество электричества расходуется на получение одного м
3 фтора
электролизом расплава KHF2, если выход по току равен 90 %? Напишите схемы
электродных процессов и общее уравнение электролиза. Почему невозможно по-
лучить фтор электролизом раствора KHF2?
142. Фтороводород получают из флюорита, содержащего 92 % CaF2. При этом
используется 96%-я серная кислота (ρ = 1,96), которую берут в 40%-м избытке.
Выход реакции составляет 95 %. Вычислите объем HF (н.у.), получаемого из
100 кг флюорита, и объем расходуемой кислоты.
143. Фтороводород, в отличие от HCl, характеризуется необычно высокой те-
плотой испарения (32,6 кДж/моль) и неограниченной растворимостью в воде. Чем
объясняются эти особенности фтороводорода?
144. Как объяснить тот факт, что одноосновная фтороводородная кислота об-
разует ионы HF и кислые соли? Можно ли утверждать, что существует молекула
H2F2? Какое строение имеет эта «молекула», каков механизм образования хими-
ческих связей в ней и чему равны характеристики связей (длина, энергия, валент-
ные углы)?

2
145. Напишите схему диссоциации фтороводородной кислоты в водном рас-
творе и вычислите водородный показатель ее децимолярного раствора. Почему
эта кислота, в отличие от соляной, бромоводородной и йодоводородной, является
слабой?
146. Напишите уравнения реакций фтороводородной кислоты с цинком, гид-
роксидом алюминия, раствором KOH и газообразным аммиаком. Какой объем
20%-й HF(ρ = 1,07) расходуется на взаимодействие с одним молем аммиака, какая
масса гидрофторида аммония при этом образуется?
147. Фтороводородную кислоту отличает от остальных кислот её способность
взаимодействовать с диоксидом кремния и кремнийсодержащими минералами и
«разъедать» стекло. Напишите уравнения двух стадий взаимодействия фторово-
дородной кислоты с SiO2. Какую функцию выполняет эта кислота на первой и
второй стадии взаимодействия?
148. Смесь фтороводородной и азотной кислот взаимодействует с металлами
(W, Nb, Ta) и неметаллами (B, Si), которые устойчивы даже в царской водке.
Напишите уравнения соответствующих реакций и объясните причину их проте-
кания.
24
149. Фториды каких металлов растворяются в воде, а каких относятся к мало-
растворимым веществам? Наблюдается ли гидролиз растворимых фторидов? Вы-
числите константу гидролиза фторида калия, степень его гидролиза в 0,1 М рас-
творе и pH этого раствора.
150. Какие фториды растворяются в воде, а какие относятся к малораствори-
мым веществам? Определите растворимость фторида кальция, произведение рас-
творимости которого равно 4,0·10–11. Ответ выразите молярной концентрацией
насыщенного раствора и в граммах на 100 г воды.
2.3. ХЛОР, БРОМ, ИОД − ЭЛЕМЕНТЫ, ПРОСТЫЕ ВЕЩЕСТВА
И МЕЖГАЛОГЕННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
151. Исходя из положения в периодической системе и электронного строения
атомов, опишите общие свойства хлора, брома и иода: 1) валентные возможности,
2) степени окисления в соединениях, 3) закономерности изменения металличе-
ских и неметаллических свойств, 4) состав: а) молекул простых веществ, б) со-
единений с водородом и металлами, в) оксидов и гидроксидов, г) соединений ме-
жду собой.
152. Чему равна энергия связи в молекулах галогенов и почему она уменьша-
ется в ряду Cl2 − Br2 − I2 − At2? Объясните образование этих молекул методом ВС;
определите кратность химической связи. Имеется ли в этих молекулах дополни-
тельное донорно-акцепторное взаимодействие, укрепляющее основную связь? Ес-
ли имеется, как оно называется?
153. Как и почему изменяются агрегатное состояние, температура плавления и
кипения в ряду F2 − Cl2 − Br2 − I2 − At2?
154. Почему хлор, бром и иод хорошо растворяются в органических раствори-
телях и плохо растворяются в воде? Найдите в справочниках растворимость хлора
в воде при 20 ºC и вычислите массовую долю хлора в хлорной воде, принимая ее
плотность равной плотности чистой воды. Такой же расчет проведите для бром-
ной воды.
155. Растворимость хлора в воде (в г на 100 г H2О) равна 0,73 при 20 ºC и 0,46
при 40 ºC. Какой объем хлора, приведенный к н.у., выделится из одного м
3 воды,
насыщенной хлором при 20 ºС, при нагревании до 40 ºС? Почему растворимость
газов в воде при нагревании уменьшается?
156. Объясните плохую растворимость иода в воде и хорошую растворимость
во многих органических растворителях (бензоле, сероуглероде, ацетоне и др.).
Почему растворимость иода в воде увеличивается, если в ней содержится раство-
рённый йодид калия или натрия?
157. Соединение КI3, которое образуется при смешивании иода с водным рас-
твором йодида калия, считается комплексным. Что является в этом соединении
25
комплексообразователем, лигандами, внутренней сферой и внешней сферой? Че-
му равны заряды комплексообразователя, внутренней сферы и координационное
число комплексообразователя?
158. Вычислите энергию Гиббса и константу равновесия при 1000 К реакций
атомизации молекул Cl2, Br2 и I2 и сделайте вывод о прочности этих молекул.
Данные для вычислений:
Молекулы и атомы Cl2(г) Br2(г) I2(г) Cl(г) Br(г) I(г)
ΔHºf, кДж/моль 0 30,9 62,4 121,3 111,8 106,3
Sº, Дж/(моль·К) 222,9 245,5 260,6 165,1 186,9 178,8
159. Степень термической диссоциации (атомизации) молекул хлора, брома и
иода при 1000 К и стандартном давлении равна 3,5·10–4, 2,3·10–3 и 2,8·10–2, соот-
ветственно. Вычислите константы равновесия этих процессов и сделайте вывод о
прочности связей в молекулах галогенов.
160. Вычислите термодинамические параметры реакций хлора, брома и иода с
водородом. Какие из них при стандартных условиях необратимы, а какая является
обратимой реакцией? Для обратимой реакции вычислите температуру, при кото-
рой константа равновесия равна единице.
161. Опишите кинетику и механизм реакций хлора, брома и иода с водородом.
Какая (или какие) из них является простой, сложной или цепной? Какую реакцию
обычно проводят в присутствии катализатора? Для реакции иода с водородом вы-
числите энергию активации, если константа её скорости при 637 К равна 2,2·10–4,
а при 973 К – 8,33.
162. Опишите цепной механизм реакции хлора с водородом и его внешнее
проявление. Какое практическое значение имеет эта реакция? Приведите примеры
других реакций, протекающих по такому же механизму.
163. Многие металлы сгорают в хлоре. Какая масса алюминия сгорает в одном
литре хлора, если объем газа был измерен до опыта при 20 ºС и 100 кПа? Какая
масса хлорида алюминия при этом образуется?
164. Почему некоторые реакции с бромом (например, взаимодействие порош-
кообразного алюминия) протекают энергичнее, чем с хлором?
165. Реакцию порошкообразного алюминия с иодом инициирует одна капля
воды, поэтому воду можно считать катализатором этой реакции. Как Вы считаете,
в чем состоит механизм действия воды как катализатора?
166. Почему золото, не взаимодействующее при обычных условиях с водой и
сухим хлором, взаимодействует с влажным хлором? Поэтому хлор тщательно су-
шат перед наполнением им стальных баллонов или стальных железнодорожных
цистерн перед транспортировкой? Какие вещества можно использовать в качестве
осушителей хлора?
26
167. Реакции хлора, брома и иода с NO в химической кинетике рассматрива-
ются как простые. Напишите химические и кинетические уравнения этих реакций
и укажите их кинетические параметры: а) порядок по NO и по галогену; б) общий
кинетический порядок; в) молекулярность. Случайно или не случайно общий ки-
нетический порядок и молекулярность этих реакций совпадают?
168. Взаимодействие хлора с оксидом азота (II) − простая тримолекулярная
реакция. Напишите её химическое и кинетическое уравнения. Как изменится ско-
рость этой реакции при увеличении концентрации в три раза: а) только NO;
б) только хлора; в) NO и Cl2 одновременно?
169. Для реакций хлора, брома и иода с водяным паром можно записать сле-
дующие уравнения:
1) 2Cl2(г) + 2H2O(г) = 4HCl(г) + O2(г)
2) 2Br2(г) + 2H2O(г) = 4HBr(г) + O2(г)
3) 2I2(г) + 2H2O(г) = 4HI(г) + O2(г)
Термодинамическими расчетами установите, при какой температуре возможно
протекание каждой реакции. Сделайте вывод об окислительных свойствах галоге-
нов.
170. Выпишите из справочной литературы значения стандартных окислитель-
но-восстановительных потенциалов полуреакций, в которых галогены восстанав-
ливаются до галогенид-ионов. Как и почему изменяются окислительные свойства
галогенов? Напишите продукты реакций:
1) K2MnO4 + Cl2 = 2) SO2 + Br2 + H2O = 3) H2S + I2 =
171. Почему и как изменяются окислительно-восстановительные свойства га-
логенов в ряду F2−Cl2−Br2−I2−At2? Напишите уравнения реакций:
1) Cl2 + FeCl3 + NaOH = Na2FeO4 + …
2) Br2 + KCrO2 + KOH = K2CrO4 + …
3) I2 + H2SO3 + H2O = H2SO4 + …
172. Используя значения окислительно-восстановительных потенциалов, для
каждой данной реакции вычислите энергию Гиббса прямого процесса при стан-
дартных условиях и определите возможность её протекания:
1) 2NO + Cl2 + 2H2O = 2HNO2 + 2HCl
2) 2NO + Br2 + 2H2O = 2HNO2 + 2HBr
3) 2NO + I2 + 2H2O = 2HNO2 + 2HI
173. Сколько граммов хлорной воды потребуется для окисления 3,9 г хлорида
олова (II) в хлорид олова (IV), если в 100 г воды при 20 ºС растворяется 0,73 г
хлора?
27
174. Какая масса бромной воды потребуется для окисления 30,4 г сульфата
железа (II) в сернокислом растворе, если в 100 г воды при 20 ºС растворяется
3,58 г брома?
175. Выпишите из справочной литературы значения стандартных окислитель-
но-восстановительных потенциалов полуреакций, в которых галогены окисляются
до степени окисления +5 в кислой и щелочной средах. Как изменяется восстано-
вительная способность галогенов в ряду Cl2 −Br2 − I2? В какой среде галогены
окисляются легче? Напишите уравнения реакций, в которых йод является восста-
новителем:
1) I2 + HNO3 = 3) I2 + O3 + H2O =
2) I2 + H2O2 = 4) I2 + O3 + NaOH =
176. В 100 мл 60%-й HNO3 (ρ = 1,37) внесли 25,4 г иода, который полностью
провзаимодействовал с азотной кислотой с выделением NO. Определите качест-
венный и количественный состав образовавшегося раствора, считая, что его плот-
ность практически не изменилась.
177. В один литр пергидроля (30%-й H2O2, ρ = 1,12) внесли 12,7 г иода, кото-
рый полностью провзаимодействовал с H2O2. Определите качественный и количе-
ственный состав образовавшегося раствора, считая, что его плотность практиче-
ски не изменилась.
178. Напишите уравнения реакций диспропорционирования в воде хлора,
брома и иода и названия продуктов. Какие молекулы и ионы содержатся в хлор-
ной воде? Запишите их в ряд по увеличению концентрации.
179. Хлор, бром и иод при растворении в воде диспропорционируют. Напи-
шите уравнения реакций и названия образующихся продуктов. Используя спра-
вочные значения стандартных окислительно-восстановительных потенциалов,
вычислите энергию Гиббса и константу равновесия реакций. Какой из галогенов и
почему диспропорционирует в воде полнее других?
180. Почему в химических лабораториях обычно используют не хлор, а хлор-
ную воду? Почему хлорная вода обесцвечивает органические красители и облада-
ет обеззараживающим действием?
181. В свежеприготовленной хлорной воде содержится четыре вещества, а по-
сле длительного стояния на свету − только два. Какие это вещества? Что происхо-
дит с хлорной водой при ее хранении на свету?
182. Определите молярную концентрацию хлора в хлорной воде, если после
ее длительного стояния на свету на титрование 20 мл раствора потребовалось 4 мл
децимолярного раствора NaOH.
183. Напишите уравнения реакций хлора, брома и иода с растворами KOH и
Na2CO3. Укажите условия их проведения и названия продуктов.
28
184. Напишите уравнения реакций хлора с водой и растворами KOH и
Ba(OH)2 – горячими и холодными. Укажите тип реакций и названия продуктов.
Объясните, почему взаимодействие хлора с водой − обратимая, а со щелочами −
практически необратимая реакция.
185. Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций хлора с холодным
и нагретым раствором гидроксида калия. Используя справочные значения окисли-
тельно-восстановительных потенциалов, вычислите энергию Гиббса и константу
равновесия реакций.
186. Вычислите объем хлора (20 ºС; 102,5 кПа), теоретически необходимый
для взаимодействия с одним литром нагретого 11%-го раствора гидроксида калия
(ρ = 1,10).
187. Какая масса брома расходуется на взаимодействие с одним литром
14%-го раствора Na2CO3 (ρ = 1,15)? Чему равен объем (н.у.) образующегося в этой
реакции углекислого газа?
188. Какое количество электричества (в ампер-часах) потребуется для получе-
ния одной тонны хлора при электролизе хлорида натрия, если выход по току со-
ставляет 95 %? Какой объем водорода выделится при этом и какая масса NaOH
накапливается в растворе?
189. Электролиз раствора хлорида натрия проводился 5 ч при силе тока 10 А.
При этом выделилось 20 л хлора (н.у.). Напишите схемы электродных процессов
и общее уравнение электролиза. Определите выход по току.
190. Какой объем хлора (н.у.) можно теоретически получить из 1 м
3 раствора
(ρ = 1,23), содержащего 20,7 % NaCl и 4,3 % MgCl2?
191. Какой объем хлора (при 40 ºС и 98 кПа) образуется при взаимодействии
концентрированной соляной кислоты с 10 г диоксида марганца, если MnO2 расхо-
дуется на 50 %?
192. Какой объем соляной кислоты(ω = 30 %, ρ = 1,15) теоретически провзаи-
модействует с 15,8 г KMnO4 и какой объем хлора, приведенный к нормальным
условиям, выделится при этом?
193. Какой объем соляной кислоты (ω = 35,2 %, ρ = 1,175) и какая масса ди-
хромата калия провзаимодействовали с выделением хлора, если его оказалось
достаточно для окисления одного моля FeCl2 до FeCl3?
194. Какая общая закономерность наблюдается при взаимодействии свобод-
ных галогенов с соединениями других галогенов в степени окисления -1? Напи-
шите продукты возможных реакций:
1) Br2 + NaCl = 3) I2 + NaBr = 5) Br2 + NaI =
2) Cl2 + NaI = 4) Cl2 + NaBr = 6) I2 + NaCl =
29
195. Какой объем хлора (25 ºС, 100 кПа) и какой объем 40%-го раствора KBr
(ρ = 1,37) потребуются для получения одного килограмма брома?
196. Какой объем хлора (25 ºС, 100 кПа) необходимо пропустить через 10 л
40 %-го раствора KI (ρ = 1,40) для выделения из него всего йода?
197. Иод содержится в морских водорослях. После их обработки получают
раствор, содержащий 45 % иодида калия. Иод получают из этого раствора взаи-
модействием с диоксидом марганца в присутствии H2SO4. Какая масса раствора и
MnO2 расходуется на получение одного килограмма йода?
198. Какая масса иода образуется при взаимодействии избытка раствора иоди-
да натрия с 100 мл 10%-го раствора K2Cr2O7 (ρ = 1,07)?
199. Город с населением около 500 тысяч человек потребляет ежесуточно до
200000 м
3 водопроводной воды. Какой объем хлора (н.у.) затрачивается на хлори-
рование этой воды, если содержание хлора в ней должно быть не менее 0,3 мг/л?
200. Сколько граммов иода и какой объем спирта (ρ = 0,79) надо взять для
приготовления 200 г иодной настойки, применяющейся в медицине и представ-
ляющей собой 10%-й раствор йода в спирте?
201. Напишите продукты взаимодействия галогенов между собой в газовой
фазе, в воде и в растворе щелочи:
1) Cl2 + Br2 =
2) Cl2 + I2 =
3) Cl2 + Br2 + H2O =
4) Cl2 + I2 + H2O =
5) Cl2 + Br2 + NaOH =
6) Cl2 + I2 + NaOH =
202. Иод образует с хлором два соединения, массовая доля хлора в которых
составляет 21,8 % и 45,6 %. Установите формулы соединений. 

Ответы к задачам по неорганической химии Стась from zoner

Категория: Химия | Добавил: Админ (14.08.2016)
Просмотров: | Теги: Стась | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar