НИЖЕГОРОДСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ (ФИЛИАЛ)

Стр 1 из 3Следующая ⇒

НИЖЕГОРОДСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ (ФИЛИАЛ)

ФГБОУ ВПО МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ ИМЕНИ К.Г.РАЗУМОВСКОГО

Кафедра технических и естественнонаучных дисциплин

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Методические указания и контрольные задания

для студентов – заочников I курса

Нижний Новгород

Г.

Выбор варианта контрольных работ

Задания для контрольных работ содержат 25 вариантов. Студент выполняет 1 контрольную работу в соответствии с двумя последними цифрами своего шифра в зачетной книжке. Если в номере две последние цифры больше 25, то из них вычитают ближайшее меньшее число, кратное 25. Например, при шифре, оканчивающимся на 66, надо выполнять 16 вариант (66 – 25 × 2), на 00 - 25 вариант, на 42 – 17 вариант (42 – 25) и т. д.

Варианты контрольных заданий.

№ вар.

Номера заданий

I.Основные законы химии.

Закон эквивалентов. Все вещества реагируют друг с другом в эквивалентных отношениях: m ₁/m ₂=Э₁/Э₂

где m₁, m₂- массы веществ 1 и 2,

Э₁, Э₂ - эквивалент (химический) веществ 1 и 2

Э_{элемента} равен отношению части массы элемента, которая присоединяет или замещает в химическом соединении одну атомную массу водорода или 1/2 атомной массы кислорода, к 1/12 массы атома ¹²С

В реакциях ионного обмена:

Э_{кислоты} = М кислоты/основность(число ионов водорода, участвующих в

реакции обмена)

Э_{основания} = М основания/кислотность(число гидроксильных групп,

участвующих в реакциях обмена)

Э_соли = М соли/сумма зарядов анионов (или катионов), участвующих в

реакции обмена

В окислительно-восстановительных реакциях:

Э_{окислителя ( восстановителя)}= М/число принятых (отданных) электронов,

где М - молекулярная масса вещества

Закон Авогадро. В равных объемах идеальных газов при одинаковых температурах и давлении содержится одинаковое число молекул. При одинаковых условиях 1 моль любого газа занимает один и тот же объем, равный при н.у. (1, 01х10⁵ Па, 0⁰ С) 22, 4 л

Закон Бойля-Мариотта. При постоянной температуре давление ( Р), производимое данной массой газа, обратно пропорционально объему газа (V): Р₂/Р₁ = V₁/ V₂

Закон Гей-Люссака. При постоянном давлении объем газа (V) изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре (T): V₁/ V₂= T₁/ T₂

При постоянном объеме давление (Р) газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре (Т): Р₁/ P₂ = T₁ / Т₂

1. При сгорании 2, 5 г металла образуется 4, 72 г оксида металла.

Определите эквивалент металла.

2. Одно и тоже количество металла соединяется с 0.40 г кислорода и с

6, 34 г одного из галогенов. Определите эквивалент галогена.

3. Для растворения 8, 40 г металла потребовалось 7, 35 г серной кислоты.

Определите эквивалент металла и объем выделившегося водорода

(н.у.).

4. Серная и ортофосфорные кислоты имеют одинаковую молекулярную

массу. Каково отношение масс этих кислот, пошедших на

нейтрализацию одного и того же количества щелочи, если

oбразовалось соответственно сульфат и дигидроортофосфат?

5. При взаимодействии 11, 90 г некоторого вещества с 5, 50 г

хлороводорода получилось 8, 80 г соли. Определите эквивалент

вещества и образовавшейсясоли.

6. На нейтрализацию 3, 75 г винной кислоты идет 2, 00 г гироксида натрия.

Определите эквивалент кислоты.

В задачах 7-8 определите эквивалент подчеркнутых соединений.

7. 2KMnO₄+ 16HCl = 2MnCl₂+ 2Cl₂ + 2KCl + 8H2O

2KMnO₄+ 3H₂S = 2MnO₂ + 3S + 2H2O + 2КОН

8. Fe(OH)₃+ 2HCl = FeOHCl₂ + 2H₂O

2Fe(OH)₃ + 3H₂SO₄= Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

9. Определите какое количество ацетилена (л) при н.у. выделится

из 50г пищевого сырья с влажностью 2% при обработке его карбидом

кальция по реакции: CaC₂+2H₂O -> C₂H₂+ Ca(OH)₂,

где H₂O - влага пищевого сырья

10. Определите влажность (%) исследуемого пищевого сырья, если при

обработке 100 г этого сырья карбидом кальция выделилось 1, 12 л

ацетилена (см. реакцию задачи 9).

11. Определите сколько граммов разрыхлителя - карбоната аммония

добавили к тесту, если при 200⁰С выделилось 1, 12л СО₂ по реакции

(NH₄)₂СО₃ -> 2NH₃+ СО₂+ H₂O

12. Определите сколько аммиака (мл) выделится при разложении

0, 5г карбоната аммония при 250⁰ С (см. реакцию задачи 11).

13. Сколько углекислого газа (мл) выделится при добавлении 10, 6г

питьевой соды в тесто, выпекаемое при 150⁰С по реакции

2NaHCO₃-> Na₂CO₃+ СО₂+ H₂O

14. На сколько градусов надо нагреть газ, находящийся в закрытом сосуде

при 0⁰С, чтобы давление его увеличилось вдвое?

15. Температура азота, находящимся под давлением 15, 2 МПа, равна

17⁰ С. При какой температуре давление азота достигнет предельного

значения, равного 20, 3 МПа?

16. Давление газа, занимающего объем 2 л, равно 152 кПа. Чему будет

равно давление, если, не изменяя температуры, сжать газ до объема

1 л?

Строение атомов элементов.

17. Энергетическое состояние внешнего электрона описывается

следующими значениями квантовых чисел: n = 4, l = 1, m_l = 0.

Определите какие элементы имеют такой электрон и составьте их

электронные формулы.

18. Для атома бора возможны два различных электронных состояния:

1s²2s²2p¹и 1s²2s¹2p². Как называют эти состояния атома? Как перейти

от первого состояния ко второму?

19. Пользуясь правилом Хунда, распределите электроны по орбиталям,

отвечающим высшему энергетическому состоянию атомов: хлора,

кремния.

20. Пользуясь правилом Хунда, распределите электроны по орбиталям,

отвечающим низшему энергетическому состоянию атомов с

порядковыми номерами: 25 и 33.

21. Атомы каких элементов имеют следующее строение наружного

электронного слоя: 4s²4p⁴, 3s²3p¹?

22. Атомы каких элементов имеют следующее строение наружного

и предпоследнего электронного слоя: а)3s¹3p⁶3d⁵4s¹; б) 4s²4p⁶4d²5s²?

23. В каких группах и подгруппах ПСЭ находятся элементы с общей

электронной формулой валентных электронов а)(n-1)d²ns²; б) ns²np⁴

( n – номер периода)?

24. Атомам и ионам каких элементов соответствует электронная формула

3s²3p⁶?

3.Химическая связь.

В задачах 25-26 на основании распределения электронов внешнего энергетического уровня по квантовым ячейкам в нормальном и возбужденном состоянии определите возможные валентности атомов указанных элементов.

25. Углерода, серы.

26. Фосфора, брома.

В задачах 27- 31, исходя из значений электроотрицательности по Полингу, ответьте на вопрос:

27. Какая из связей Сa-H, C-S, I-Cl является наиболее полярной?

К какому из атомов смещено молекулярное электронное

облако?

28. В каком из фторидов: LiF, BeF2, BF3, CF4 связь Э-F будет

наиболее приближаться к ионной?

29. Как правильно расположить B-Cl, Na-Cl, Ca-Cl, Be-Cl в

порядке возрастания ионности связи?

30. Какая из связей в молекуле гидрокарбоната калия наиболее

приближена к ионной? Изобразите графическую формулу

этой соли.

31. Какая из связей в молекулах гидроксидов натрия и магния

наиболее ионная? Какой из гидроксидов будет легче

диссоциировать на ионы и почему?

32. Какие ковалентные связи называются s, p - связью?

Изобразите графически за счет перекрывания каких орбиталей они

образуются. Приведите примеры молекул содержащих эти связи.

Некоторые значения электроотрицательности элементов (по Полингу)

2.1

Li Be B C N O F

1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Na Mg P S Cl

0.9 1.2 2.1 2.5 3.0

K Ca Br

0.8 1.0 2.8

1.2

ПСЭ и изменение некоторых свойств элементов и их

Химических соединений.

Для решения задач на эту тему вспомните теорию электролитической диссоциации, понятия " окислитель", " восстановитель", обратите внимание на изменение заряда и радиуса рассматриваемых частиц (атомов, ионов) в зависимости от расположения элементов в ПСЭ.

33. Какой из гидроксидов будет проявлять основные, какой

амфотерные свойства?

а) Fe(OH)₂ и Fe(OH)₃; б) CuOH и Cu(OH)₂; в) Mn(OH)₂ и Mn(OH)₄

34. Какое основание более сильное и почему?

а) Ca(OH)₂или Zn(OH)₂; б) Sr(OH)₂ или Cd(OH)₂;

в) Zn(OH)₂ или Sr(OH)₂

Радиусы ионов кальция, стронция, цинка, кадмия соответственно равны

0, 99; 1, 12; 0, 83; 0, 97 А.

35. Как и почему изменяются кислотно-основные свойства оксидов и

гидроксидов марганца с изменением его степени окисления в ряду:

Mn(II) - Mn(IV) - Mn(VI) - Mn(VII)?

В задачах 36-37 ответьте на вопрос: как и почему изменяются кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства кислот в ряду:

36. HClO – HClO₂– HClO₃ – HClO₄

37. HF - HCl - HBr - HI

38. Как и почему изменяется восстановительная способность соединений

в ряду: NH₃– PH₃– AsH₃– SbH₃?

В задачах 39-40 определите окислитель и восстановитель в следующих реакциях, исходя и положения элемента в ПСЭ.

39. Cl₂ + S + H₂O

40. Cl₂+ I₂+ H₂O

5. Ионные реакции обмена.

В задачах 41-48 составьте молекулярные, ионные и сокращенно-ионные уравнения реакций, протекающих между следующими соединениями:

41. а) хлоридом железа (III) и фосфатом натрия

б) гидроксидом цинка и гидроксидом калия

в) гидрокарбонатом кальция и гидроксидом кальция

42. а) сульфидом железа (II) и соляной кислотой

б) оксидом цинка и гидроксидом натрия

в) гидроксокарбонатом кадмия и азотной кислотой

43. а) сульфатом никеля (II) и фторидом калия

б) оксидом хрома (III) и гидроксидом натрия

в) гидрокарбонатом магния и соляной кислотой

44. а) нитратом свинца (II) и хроматом калия

б) гидроксидом алюминия и гидроксидом натрия

в) гидроксохлоридом кобальта (II) и соляной кислотой

45. а) нитратом серебра и хлоридом натрия

б) гидроксидом свинца (II) и гидроксидом калия

в) гидроксокарбонатом марганца (II) и соляной кислотой

46. а) хлоридом кальция и оксалатом аммония (NH₄)₂C₂O₄

б) гидроксидом олова (II) и гидроксидом натрия

в) гидроксокарбонатом меди (II) и серной кислотой

47. а) хлоридом стронция (II) и карбонатом аммония

б) оксидом алюминия и гидроксидом калия

в) гидрокарбонатом кальция и уксусной кислотой

48. а) сульфатом цинка и сульфидом аммония

б) оксидом свинца (II) и гидроксидом натрия

в) гидроксокарбонатом кобальта (II) и соляной кислотой

Растворы электролитов.

Электролитическая диссоциация (э.д.) - полный или частичный распад молекул на ионы под действием растворителя.

Электролиты - вещества, подвергающиеся э.д. и обладающие ионной

проводимостью.

Степень диссоциации a- доля молекул, подвергшихся э.д., мера э.д.:

сильные электролиты - a 30%, cлабые электролиты a 3%.

Константа диссоциации (ионизации) Кд- константа равновесияпроцесса э.д.

Для кислоты: HA « H++A- Кд=[H+] × [A-] / [HA]

для основания: MeOH«M⁺ + OH^- К_д =[Me+] × [OH-] / MeOH

для слабых электролитов: К_д=a²См или a =

По значениям К_д, приведенных в справочнике, можно судить о силе электролитов, в том числе кислот и оснований. Для сильных электролитов Кд³ 10 ^-1- 10^-2, для слабых Кд < 10^-4. Чем больше значение Кд, тем сильнее электролит.

для слабых кислот [H+]= или [H+] = aСм

и оснований [OH-]= или [OH-] = aСм

Вода - слабый электролит H₂O « H⁺+ OH^-;

K_д = ([H+][OH-]) / [H₂O] = 1, 8х10^-16, т.к. [H₂O]=1000/18 = 55, 5 моль/л, то

К_д × [H₂O]=10^-16× 55, 5 = 10^-14=[H+] × [OH-]

Ионное произведение воды К_в: К_в =[H+] × [OH-] = 10^-14моль/л

Нейтральная среда [H+]=[OH-]=10^-7моль/л

Кислая среда [H+]> 10^-7 моль/л, pH< 7

Щелочная среда [OH-]< 10^-7 моль/л, pH> 7

Водородный, гидроксильный показатели: pH = -lg[H+]; pOH = -lg[OH-]

pH+pOH=14 [H+]=-antlg pH, моль/л [OH-]=-antlg pOH, моль/л

65. Вычислите [H+] и pH в 0, 001 м растворе молочной кислоты,

Кд=1, 5× 10^-4.

66. Щавель содержит 0, 3% щавелевой кислоты Н₂С₂О₄. Вычислите [H+] и

pH щавелевого супа, полученного при варке 100 г щавеля в 1 л

раствора. Считать, что концентрация водородных ионов зависит только

от К_д по первой ступени, по значению которой щавелевую кислоту

можно отнести к сильным электролитам.

67. Вычислите [OH-], pOH и pH 0, 02 м раствора аммиака, К_{д 1} =1, 8× 10^-5

68. Вычислите степень диссоциации a в 0, 1н растворе

цианистоводородной кислоты, К_д=5, 0 × 10^-10

69. Вычислите молярную концентрацию уксусной кислоты при pH=4,

К_д=1, 74 × 10^-5.

70. Сколько мл 6% уксуса (плотность 1, 07 г/мл) надо добавить к рассолу

при консервировании для получения 1л раствора с pH=4,

К_д=1, 74 × 10^-5?

71. Сколько граммов лимонной кислоты С₆Н₈О₇× Н₂О (К_д = 7, 4 × 10^-4) нужно

добавить к 1 л винного сусла для понижения рН с 4, 0 до 3, 0? Считать,

что концентрация водородных ионов зависит только от К_д по первой

ступени.

72. Сколько граммов гидроксида калия содержится в 10 л раствора, рН которого равен 11?

Гидролиз.

Для правильного ответа на вопросы этой темы необходимо помнить, что:

1. Гидролизу подвергаются соли образованные:

а) слабым основанием, сильной кислотой (pH< 7)

б) слабой кислотой, сильным основанием (pH> 7)

в) слабым основанием, слабой кислотой (pH~7)

2. К сильным основаниям относятся основания, образованные

щелочными, щелочноземельными (Ca, Sr, Ba) металлами, Ra и Tl(I).

К сильным кислотам относятся кислоты с Кд 10-¹ - 10-² (например:

H₂SO₄, HNO₃, HCl, HI, HIO₃ и др. ).

3. Гидролизу подвергаются только растворимые в воде соли.

4. Гидролиз следует рассматривать как реакцию ионного обмена между

ионами соли и полярным растворителем – водой, представляющей собой

диполь H⁺-OH^-.

5. В результате гидролиза образуются малодиссоциирующие продукты.

6. Гидролиз большинства солей - процесс обратимый. Необратимому

гидролизу с образованием осадков и выделением газа подвергаются

карбонаты и сульфиды некоторых металлов (Al³⁺, Cr³⁺ и др.) –

см. таблицу.

7. Процесс обратимого гидролиза многозарядных ионов протекает в

большинстве случаев только по первой ступени из-за накопления в

растворе H+или OH-, приводящих к сдвигу равновесия влево.

8. В реакциях обратимого гидролиза с одним гидролизующимся ионом –

слабым составляющим соли, взаимодействует только одна молекула

воды.

73. Какие из перечисленных ниже солей подвергаются гидролизу:

сульфат аммония, нитрат никеля (II), хлорид калия, фосфат

натрия? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения

происходящих реакций. Укажите рН водных растворов солей.

74. При сливании водных растворов карбоната калия и хлорида меди (II)

образуется осадок и выделяется газ. Составьте молекулярное и ионно-

молекулярное уравнение происходящей реакции.

75. В какой цвет будет окрашена лакмусовая бумажка в водных растворах

цианида калия, хлорида аммония, сульфита лития, нитрата натрия?

Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнение

происходящих реакций.

76. Раствор кислоты и раствор основания смешали в эквивалентных

количествах. Для каких из перечисленных пар (кислота + основание)

раствор будет иметь нейтральную реакцию: а) NH₄OH + HCl,

б) NH₄OH + СH₃COOH, в) NaOH + СH₃COOH?

77. При сливании водных растворов нитрата хрома (III) и сульфида натрия

образуется осадок и выделяется газ. Составьте молекулярное и ионно-

молекулярное уравнение происходящей реакции.

78. При сливании водных растворов карбоната натрия и сульфата

алюминия образуется осадок и выделяется газ. Составьте

молекулярное и ионно-молекулярное уравнение происходящей

реакции.

79. В три пробирки, содержащие растворы хлорида цинка (II), добавили в

эквивалентных количествах: в первую – сульфид натрия, во вторую –

карбонат калия, в третью – воду. Составьте молекулярные и ионно-

молекулярные уравнения происходящих реакций. Укажите рН водных

растворов продуктов реакций.

80. Какие из перечисленных ниже солей подвергаются гидролизу с

образованием кислых солей: карбонат натрия, хлорид железа (III),

нитрат кальция? Cоставьте молекулярные и ионно-молекулярные

уравнения этих реакций.

Соли, подвергающиеся необратимому гидролизу, и продукты реакции гидролиза.

Соли Продукты реакции

Осадок газ

---------------------------------------------------------------------------------------------------------

Сульфиды

Cr³⁺, Al³⁺ Э(OH)₃ H₂S

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Карбонаты

Cr³⁺, Al³⁺, Fe³⁺, Bi³⁺ Э(OH)₃ CO₂

Cd²⁺, Co²⁺, Cu²⁺, Mn²⁺, Pb²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺ (ЭOH)₂CO₃ CO₂

НИЖЕГОРОДСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ (ФИЛИАЛ)

ФГБОУ ВПО МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

12 3 Следующая ⇒