1. Одинаково ли отношение к коррозии технического и химически чистого металла? Чем вызывается коррозия обычной стали?
2. Как протекает коррозия в случае повреждения поверхностного слоя оцинкованного и никелированного железа при их контакте с водой?
3. Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот. Почему? Однако если к медной пластинке, опущенной в кислоту, прикоснуться цинковой, то на меди начинается бурное выделение водорода. Дайте этому объяснение, составив уравнения анодного и катодного процессов. Напишите уравнение протекающей химической реакции.
4. Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водорода? Как изменится скорость коррозии: а) при уменьшении рН среды; б) при перемешивании раствора?
5. Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия? Составьте уравнения анодного и катодного процессов.
6. При нарушении целостности поверхностного слоя медного покрытия на алюминии будет коррозия вследствие работы гальванопары:
 |
(–) Feº | Fe2+ ¦ H2SO4 | H2 | Cu (+).
За 45 час работы этой гальванопары выделилось 0,0896 л водорода (н. у.). Какая масса алюминия растворилась за это время? И какой ток дает эта гальванопара?
Ответ: 0,0048 А; 0,072 г Al.
7. Для электрохимической защиты от коррозии используют: а) протекторную защиту – достигается контактом данного металла с другим; б) катодную защиту – присоединение защищаемого объекта к катоду источника постоянного электрического тока. Объясните, чем определяется выбор другого металла в первом случае и какова роль электрического тока от внешнего источника.
ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ
ВОДОРОД. ГИДРИДЫ
Вопросы для самостоятельной подготовки
1. В некоторых таблицах периодической системы водород помещен в VII А группу, которую образуют р - элементы. Чем это обосновано? Какие существуют варианты расположения водорода в периодической таблице? Охарактеризуйте место водорода в периодической системе.
2. Есть ли элементы-аналоги у водорода?
3. Где встречается водород в виде простого вещества в природе?
4. Какое место по распространенности занимает водород на Земле, а какое – во Вселенной?
5. В каком состоянии (атомном, молекулярном) свободный водород встречается: а) на Земле, б) в космосе? Какой другой элемент, помимо водорода, является основной составляющей космической материи?
6. Известно, что ионосфера (верхний слой атмосферы, расположенный на расстоянии 50 – 80 км от поверхности Земли) содержит частично ионизированные газы, в том числе и водород. В виде каких ионов (H+, H2+, H3+, H–, H2–) наиболее вероятно существование водорода в атмосфере?
7. Какие изотопы водорода Вам известны? Все ли они встречаются в природе?
8. Каково возможное объяснение разницы в энтальпиях образования молекулы водорода (436 кДж/моль) и молекулы дейтерия (439 кДж/моль)?
9. Какими способами можно получить молекулярный водород: а) в лаборатории, б) в промышленности?
10. Какими особенностями обладает водород “в момент выделения”? Чем это обусловлено? Можно ли ожидать, что другие вещества “в момент выделения” будут обладать особыми свойствами?
11. Чем отличается орто -водород от пара -водорода?
12. Температуры плавления и кипения водорода очень низки. Является ли он самым трудно сжижаемым газом? Дайте мотивированный ответ.
13. Чем обусловлена крайне низкая растворимость водорода в воде? Какой газ растворим в воде хуже водорода и почему?
14. На основании каких признаков можно отличить образование твердого раствора внедрения от фазы внедрения при поглощении водорода некоторыми металлами (какими)?
15. Объясните, почему высокодисперсная платина (так называемая платиновая чернь) вызывает самовозгорание водорода на воздухе, тогда как контакт водорода с компактной платиной вполне безопасен?
16. Какие физические характеристики Pd меняются при растворении в нем водорода и почему?
17. Какие соединения в современной технологии называются твердыми источниками водорода? Приведите примеры соединений и реакций.
18. Почему взаимодействие водорода с хлором и кислородом не протекает самопроизвольно при комнатной температуре, однако при поджигании эти реакции идут? Правильно ли говорить, что водород сгорает в хлоре и кислороде (а не наоборот, хлор или кислород сгорает в водороде)? Дайте мотивированный ответ.
19. Может ли водород при взаимодействии с другими элементами выступать в роли окислителя?
20. Какие функции могут выполнять в химических реакциях частицы: а) H2, б) H+ (раствор), в) H– (твердое состояние)? Проиллюстрируйте Ваши выводы уравнениями реакций.
21. Каковы химические особенности солеобразных гидридов щелочных и щелочноземельных металлов? Какими фактами можно доказать, что водород в таких гидридах отрицательно поляризован?
22. Первая зона гидратации катиона водорода включает одну молекулу воды. Согласно представлениям о строении химических соединений, можно ли указать в ионе гидроксония тот атом водорода, который до образования этого иона был свободным катионом Н+? Одинакова или различна длина трех химических связей О–Н в ионе Н3О+?
23. В чем Вы видите особую роль воды как важнейшего “минерала” водорода на Земле?
24. В чем состоит особая роль воды в химии? Приведите как можно больше аргументов (не менее семи), подтвердите их примерами.
25. Проследите за изменением валентных углов в ряду CH4 – NH3 – H2O. Как можно объяснить наблюдающуюся закономерность? Как особенности строения молекулы воды сказываются на ее свойствах и как именно?
26. Почему свойства оксида водорода резко отличаются от таковых для его аналогов – халькогенидов?
27. Что такое тяжелая вода и где ее используют в промышленности? Какое вещество – оксид протия или оксид дейтерия имеет более низкую температуру кипения?
28. Каковы особенности химического строения молекулы пероксида водорода? Как они влияют на свойства этого соединения?
29. К какому классу реакций относится реакция разложения пероксида водорода? Какие выводы можно сделать из этого?
30. Как по химическим свойствам можно отличить пероксид от нормального оксида? Являются ли, например, PbO2 и MnO2 нормальными оксидами Э+4, или пероксидами Э+ 2?
31. Как, ориентируясь на формулу соединения и используя формальные правила расчета степеней окисления, отличить пероксосоединения?
32. К каким классам соединений следует отнести следующие соединения: BaO2 и NaOOH?
33. В некоторых таблицах периодической системы водород помещен в главную подгруппу VIII группы, которую образуют
p- элементы. Чем это обосновано?
34. Что представляет собой ион H+? Почему он может существовать только в условиях вакуума? Как ведет он себя в водных растворах?
35. Назовите изотопы водорода и покажите различие их ядер.
36. Дайте краткую характеристику физических и химических свойств водорода. Как получают его в промышленности и лаборатории?
37. Чем объясняется возможность водорода проявлять не только восстановительные, но и окислительные свойства? Приведите примеры соответствующих реакций.
38. Покажите донорные и акцепторные свойства двух ионов водорода H+ и H– на примере взаимодействия с NH3 и BH3.
39. Чем отличаются ковалентные гидриды от металлообразных?
40. Что происходит с ковалентными и ионными гидридами при нагревании или их контакте с водой?
41. При помощи какого метода получают наиболее чистый водород?
42. В чем состоят меры предосторожности при работе с водородом?
43. Назовите основные области применения водорода.