2. Напишите уравнение окислительно-восстановительного процесса, составив электронно- ионный баланс:
HAuBr4+SO2+H2O→
Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя Определить термодинамическую вероятность этой реакции
3. Какой объем NO(н.у.) выделится при взаимодействии 754 мл 8%-ного раствора азотной кислоты с 24 г меди?
ПОДГРУППА ЦИНКА
Вариант1
1. Дайте общую характеристику d-элементов II группы ПЭС. В чем проявляется устойчивость электронной конфигурации
(n-1)d10 в атомах этих элементов.
2. Напишите уравнение окислительно-восстановительного процесса, составив электронно- ионный баланс:
Zn+H3AsO3+HC1→
Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя Определить термодинамическую вероятность этой реакции
3. Образец ртути массой 24,08 г реагирует с HNO3 (разб); в растворе образуется соединение Hg (I). К нему добавляют избыток HNO3, а затем избыток НС1 – образуется ртутьсодержащее вещество. Определить массу этого вещества.
Вариант2
1. В каких свойствах ртути проявляется её отличие от цинка, кадмия, обусловленное высокой устойчивостью электронной конфигурации 6s2? Привести уравнения реакций.
2. Напишите уравнение окислительно-восстановительного процесса, составив электронно- ионный баланс: Zn+N2→
Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя Определить термодинамическую вероятность этой реакции
3. Какой объем займет аммиак (н.у.), который может быть выделен из раствора, полученного при взаимодействии цинка массой 5,2 г и раствором азотной кислоты, в котором массовая доля кислоты 8%.
Вариант3
1. Какое место в ряду напряжений занимают цинк, кадмий и ртуть? Как это отражается на их взаимодействии с водой, кислотами? Может ли кадмий вытеснять цинк и ртуть из растворов их солей? Написать уравнения соответствующих реакций.
2. Напишите уравнение окислительно-восстановительного процесса, составив электронно- ионный баланс:
Cd+KMnO4+H2SO4→
Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя Определить термодинамическую вероятность этой реакции
3. Какой объем воздуха расходуется при получении цинка массой 260 кг из цинковой обманки массой 1 т? Чему равна массовая доля сульфида цинка в используемой руде?
Вариант4
1. Слабее или сильнее выражены: а) окислительные свойства ионов Zn2+, Cd2+,Hg2+ по сравнению с ионами H+; в) восстановительные свойства тех же элементов в виде простых веществ по сравнению с газообразным водородом? Ответ мотивировать.
2. Напишите уравнение окислительно-восстановительного процесса, составив электронно- ионный баланс:
Zn+NaOH+H2O→
Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя Определить термодинамическую вероятность этой реакции
3. Вычислить теплоту образования ZnO исходя из уравнения реакцииZnO+C=CO=Zn-237кДж.
Вариант5
1. Покажите отношение цинка, кадмия, ртути к растворам кислот и щелочей. Привести уравнения реакций.
2. Напишите уравнение окислительно-восстановительного процесса, составив электронно- ионный баланс:
Zn+N2H4+NaOH+H2O→
Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя Определить термодинамическую вероятность этой реакции
3. Вычислите в мг на литр растворимость Zn(OH)2в воде.
Вариант6
1. До каких продуктов может восстанавливать цинк азотную кислоту по мере её разбавления? Написать уравнения реакций.
2. Напишите уравнение процесса:
ZnO+SiO2→
Определите эквивалентную массу каждого вещества
3. Какой объем 1н раствора (NH4)2S требуется, чтобы осадить из раствора в виде сульфидов ионы цинка, кадмия, ртути (II), если общее содержание в растворе солей ZnSO4, CdSO4, Hg(NO3)2составляет 1г, а процентное содержание каждой из солей таково: ZnSO4 40%, CdSO4 10%, Hg(NO3)2 50%.
Вариант7
1. ΔG0298 образования ZnO, CdO, HgO соответственно равны -318, -226 и -58,5 кДж/моль. Согласуются ли с этими данными значения температуры разложения оксидов: 1950, 1813, 4000С? На основе сделанных выводов объясните, почему при получении из сульфидных руд цинка используют последовательно две химические реакции, а при получении ртути – одна.
2. Напишите уравнение окислительно-восстановительного процесса, составив электронно- ионный баланс:
HgC12+SnC12→
Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя Определить термодинамическую вероятность этой реакции
3. Определите массовую долю (%) полученной щелочи, если 80г амальгамы натрия, содержащей 25% натрия, обработано 1 л воды.
Вариант8
1. Осуществить превращения:
CdO→Cd→Cd(NO3)2→Cd(OH)2→[Cd(NH3)6](OH)2→CdC12
2. Напишите уравнение окислительно-восстановительного процесса, составив электронно- ионный баланс:
HgS+H2→
Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя Определить термодинамическую вероятность этой реакции
3. Приготовлен 0,002М раствор хлорида цинка (II) в 0,1 М растворе НС1 при 250С. Затем через раствор пропускают сероводород пока его концентрация не достигнет 0,003 моль/л. Выпадет ли осадок в этих условиях?
Вариант9
1. Какое из соединений, содержащих ион Hg22+, хорошо растворимо в воде и почему при этом воду подкисляют азотной кислотой? Написать уравнение реакции.
2. Напишите уравнение окислительно-восстановительного процесса, составив электронно- ионный баланс:
Zn+HNO3(конц)→
Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя Определить термодинамическую вероятность этой реакции
3. Определите рН0,01н. Раствора CdSO4
Вариант10
1. Какие соединения ртути называют сулемой, каломелью, киноварью? Покажите окислительно-восстановительные возможности каломели на примере реакции с С12 и SnC12.
2. Напишите уравнение окислительно-восстановительного процесса, составив электронно- ионный баланс:
Zn+HNO3(разб)→
Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя Определить термодинамическую вероятность этой реакции
3. Растворимость каломели при некоторой температуре составляет 3,24 20-5г в 100 мл этой соли. Рассчитайте произведение растворимости этой соли.
Вариант11
1. Приведите примеры реакций диспропорционирования, характерные для соединение Hg22+. Почему аммиачные производные ртути (I) получить практически невозможно?
2. Напишите уравнение окислительно-восстановительного процесса, составив электронно- ионный баланс:
Zn+KMnO4+H2SO4→
Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя Определить термодинамическую вероятность этой реакции
3. Докажите расчетом, что при смешивании равных объемов 0,001М раствора нитрата ртути (II) и 0,001 М раствора иодида калия выпадает осадок. Растворимость осадка принять равной 4,55мг в 100мл раствора при температуре осаждения.
Вариант12
1. Почему гидроксид цинка растворяется и в щелочах и NH4OH, тогда как гидроксид кадмия растворяется только в NH4OH? Написать уравнения реакций.
2. Напишите уравнение окислительно-восстановительного процесса, составив электронно- ионный баланс:
HgC12+SO2+H2O→
Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя Определить термодинамическую вероятность этой реакции
3. Образец ртути массой 24,08 г реагирует с азотной кислотой (разб0; в растворе образуется соединение ртути (I). К нему добавляют избыток НС1 – выпадает осадок. Определить массу осадка, считая протекание всех реакций полным.
Вариант13
1. Как взаимодействуют цинк, кадмий и ртуть с водой, щелочами, разбавленной и концентрированной серной кислотой? Написать уравнения реакций.
2. Напишите уравнение окислительно-восстановительного процесса, составив электронно- ионный баланс:
H3PO3+HgC12→
Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя Определить термодинамическую вероятность этой реакции
3. Какой объем 8н. раствора КОН способен прореагировать с 250 г оксида цинка, содержащего 18,6 % примесей, не растворяющихся в едких щелочах?
Вариант14
1. Являясь хорошим восстановителем, цинковая пыль при кипячении с сильнощелочными растворами нитратов восстанавливает их максимально. Написать уравнение реакции.
2. Напишите уравнение окислительно-восстановительного процесса, составив электронно- ионный баланс:
Hg2C12+HC1+HNO3→
Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя Определить термодинамическую вероятность этой реакции
3. Значение рН0,1 М раствора H2S доведено до 1,98 при 250С. Установите максимальное значение молярной концентрации ионов Hg2+, которое может быть в этом растворе.
Вариант15
1. Осуществить превращения:
ZnO→Zn→Na[Zn(OH)3]→ZnSO4→[Zn(NH3)4]SO4→ZnSO4
2. Напишите уравнение окислительно-восстановительного процесса, составив электронно- ионный баланс:
HgS+HC1+HNO3→
Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя Определить термодинамическую вероятность этой реакции
3. Будет ли самопроизвольно протекать процесс 2Cd(т)+S2(т)=2CdS(т) в стандартных условиях в. При некоторой температуре система пришла в равновесие. Найдите эту температуру.
Вариант16
1. Осуществить превращения:
HgS→Hg→Hg(NO3)2→HgI2→K2[HgI4]→Hg
2. Напишите уравнение окислительно-восстановительного процесса, составив электронно- ионный баланс:
Zn+H3AsO3+HC1→
Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя Определить термодинамическую вероятность этой реакции
3. Какое количество технического цинка, содержащего 96% Zn и 27,5%-ного раствора НС1 должно быть израсходовано для получения 1 т 45%-ного раствора хлорида цинка?
Вариант17
1. Уравнениями реакций докажите, что соединения ртути (II) являются хорошими окислителями.
2. Напишите уравнение окислительно-восстановительного процесса, составив электронно- ионный баланс:
Zn+H2SO4(разб)→
Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя Определить термодинамическую вероятность этой реакции
3. Растворимость каломели при некоторой температуре составляет 3,24 10-5г в 100 мл раствора. Определите, какой объем (л) 0,1М раствора хлорида натрия потребуется, чтобы растворить в нем столько же каломели, сколько её содержится в 1 л насыщенного раствора в чистой воде.
Вариант18
1. Что называют амальгамами? Изменяются ли химические свойства металлов, содержащихся в амальгаме? Как взаимодействует с водой амальгама натрия, почему её применяют в качестве восстановителя вместо металлического натрия?
2. Напишите уравнение окислительно-восстановительного процесса, составив электронно- ионный баланс:
H3PO3+Cd(NO3)2+H2O→
Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя Определить термодинамическую вероятность этой реакции
3. Определите возможность реакции в стандартных условиях в закрытой системе: 2CdS(т)+3O2(г)=2CdO(т)+2SO2(г). При каких температурах возможна реакция?
Вариант19
1. К какому классу соединений относятся вещества, полученные при действии избытка гидроксида натрия на растворы хлоридов цинка, кадмия, ртути (II)? Написать уравнения соответствующих реакций.
2. Напишите уравнение окислительно-восстановительного процесса, составив электронно- ионный баланс:
Hg+HNO3(разб)→
Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя Определить термодинамическую вероятность этой реакции
3. Какой объем 8%-ного раствора азотной кислоты требуется для реакции с 5,2 г цинка? Какой объем 2М КОН потребуется для получения аммиака из нитрата аммония, который образуется при взаимодействии цинка и азотной кислоты.
Вариант20
1. Укажите возможные продукты восстановления серной кислоты цинком. Напишите уравнения реакций
2. Напишите уравнение окислительно-восстановительного процесса, составив электронно- ионный баланс:
H3PO3+Hg(NO3)2→
Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя Определить термодинамическую вероятность этой реакции
3. Какой объем раствора NaOH концентрацией 2 моль/л потребуется для полного растворения Zn(OH)2 массой 2,2 г?
СВОЙСТВА s-ЭЛЕМЕНТОВ
Общая электронная формула …ns1-2, где n-главное квантовое число. Водород и гелий, являясь s-элементами, по своим свойствам ближе к р-элементам соответственно VIIA и VIIIA групп, где они и рассматриваются. S-металлы располагаются в IA и IIA группах ПЭС Д.И. Менделеева. Они, имея невысокие значения потенциала ионизации (4-9эВ), обладают высокой химической активностью.
Увеличение атомного радиуса и уменьшение потенциала ионизации приводят к усилению активности s-элементов по мере роста их порядкового номера, т.е. сверху вниз в группах ПЭС. По отношению к s-металлам все элементы с высокой электроотрицательностью – окислители, в том числе и водород. S-металлы IA группы называются щелочными металлами. Они образуют оксиды и гидроксиды – хорошо растворимые в воде щелочи. Степень окисления этих металлов во всех соединениях равна +1. Растворимость гидроксидов s-металлов IIА группы, названных щелочно-земельными металлами, значительно меньше, чем гидроксидов щелочных металлов. Плохо растворимы в воде Mg(OH)2и Ве(ОН)2. Гидроксиды Са(ОН)2, Sr(OH)2 и Ва(ОН)2 – сильные основания. Их растворимость и основные свойства увеличиваются в ряду Са-Sr-Ва. В отличие от гидроксидов всех s-элементов Ве(ОН)2 обладает амфотерными свойствами, что может объяснить наименьшим радиусом иона (0,034 нм) и наличием только двух электронов в (n-1) слое, тогда как у остальных s –металлов (n-1) слой содержит восемь электронов (кроме лития). Строение атома лития (небольшой радиус) обусловило большую гидратационную способность его иона и в связи с этим особое положение в ряду напряжений – левее всех s -металлов (-3,02В). Элементы IIА группы во всех соединениях имеют степень окисления +2.
S-металлы получают главным образом электролизом их расплавленных солей. За исключением бериллия и магния, s-металлы окрашивают пламя горелки в характерные цвета: литий – карминово-красный, натрий – желтый, калий – фиолетовый, рубидий – голубовато-красный, цезий – фиолетово-синий, Са – оранжевый, стронций – красный, барий –травянисто-зеленый.
Наличие в воде растворимых солей кальция и магния обуславливают жесткость воды. Жесткость измеряется в моль/л.
Наличие в воде гидрокарбонатов кальция и магния обуславливают карбонатную жесткость воды. Её можно устранить термическим или реагентным (добавление Са(ОН)2)методами.
Наличие в воде остальных солей кальция и магния, кроме гидрокарбонатов обуславливает постоянную жесткость воды. Её можно уменьшить методом осаждения или реагентным методом (добавление кальцинированной соды).
ВОПРОСЫДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ:
1. Какое свойство S-металлов характеризует их как активные восстановители? Как изменяется восстановительная способность элементов IA и IIA групп по мере увеличения порядкового номера?
2. Чем можно объяснить наименьшее значение стандартного электродного потенциала у лития по сравнению с другими s-металлами?
3. Гидроксид какого s-металла обладает амфотерными свойствами? Почему?
4. Составьте общую формулу нитридов, нитридов, оксидов, пероксидов, сульфидов и гидроксидов s-металлов.
Индивидуальные задания
S-ЭЛЕМЕНТЫ
Вариант1
1. Какой из s-элементов I группы ПЭС в виде простого вещества является газом? В чем проявляется его сходство и различие с остальными элементами этой группы? Ответ мотивировать.
2. Какое из простых веществ элементов I-А группы будет наиболее сильным восстановителем в реакции с а) кислородом; б) водой; в) разбавленной азотной кислотой. Привести уравнения соответствующих реакций. Определить эквивалентную массу окислителя и восстановителя в каждой реакции.
3. Какой объем SO2(н.у.) потребуется для того, чтобы перевести в гидросульфит весь гидроксид кальция, содержащийся в его растворе объемом 4 л, если Сн=0,5 моль/л?
Вариант2
1. Назовите изотопы водорода и покажите различие в строении их ядер. Какому соотношению D:Н по числу атомов соответствует состав природных соединений водорода?
2. Какие простые вещества образуются при сгорании каждого простого вещества элементов IА группы на воздухе? Как эти продукты реакции реагируют с а) холодной водой; б) водой при кипячении? Привести уравнения соответствующих реакций. Определить эквивалентную массу продукта сгорания в каждой из реакций с водой.
3. Чему равна концентрация ионов Ва2+ над осадком, если концентрация ионов SO42- в этом растворе составляет 10-2моль/л? Был ли использован избыток серной кислоты для получения осадка?
Вариант3
1. Дайте краткую характеристику физических и химических свойств водорода. Как его получают в промышленности и лаборатории? Привести уравнения соответствующих реакций.
2. Составить уравнения электролиза водных растворов а) фторида калия; б) гидроксида лития в случае а) инертных электродов и б) медных электродов.
3. Вычислить тепловой эффект реакции: 2Mg+CO2→MgO+C. Определить возможен ли процесс в стандартных условиях.
Вариант4
1. Чем объясняется возможность водорода проявлять не только восстановительные, но и окислительные свойства? Приведите примеры соответствующих реакций.
2. Какое соединение образуется при сгорании калия в избытке кислорода? Напишите взаимодействие этого соединения с водой и разбавленной серной кислотой. Определите эквивалентную массу окислителя и восстановителя. Определите термодинамическую вероятность протекания этого процесса.
3. Какой объем СО2 при 170С и 101,3 кПа потребуется для получения кристаллической соды массой 143 кг из гидроксида натрия?
Вариант5
1. Какие окислительно -восстановительные свойства проявляют гидриды и вода при их взаимодействии? Приведите примеры реакций.
2. Порошок магния прокалили на воздухе. Образование какого продукта более выгодно с точки зрения термодинамики. Составить уравнения реакций между этим продуктом и а) водой; б) разбавленной азотной кислотой.
3. Электролизом раствора хлорида натрия при силе тока 1050А за 12 ч был выделен газ объемом 4,48 м3(н.у.). Найдите массу вещества, образовавшегося в прикатодном пространстве, если выход по току на катоде и аноде составляет одну и ту же величину.
Вариант6
1. Напишите электронные формулы и назовите все s-элементы II группы ПЭС. Какой из них радиоактивен и какие составляют триаду щелочно-земельных элементов? Объясните причину различия в химических свойствах бериллия и бария. С каким элементом барий проявляет диагональное сходство?
2. Осуществить превращения:
NaC1→NaOH→Na2CO3→NaNO3→NaNO2
3. Какой массы потребуется карбонат натрия для нейтрализации раствора серной кислоты объемом 100 мл, если Сн(Н2SO4)=2моль/л
Вариант7
1. Назовите природные соединения s-элементов II группы ПЭС. Какими способами получают из них соответствующие простые вещества, для которых укажите их отношение к воде, кислотам, щелочам, действию кислорода воздуха. Привести примеры соответствующих реакций.
2. Составить уравнения электролиза водных растворов а) сульфата рубидия; б) смеси гидроксида и хлорида натрия в случае а) инертных электродов и б) медных электродов.
3. Определить концентрацию ионов в растворе, полученном при смешивании равных объемов 0,3М раствора хлорида бария и 0,4М раствора хромата натрия ПР(ВаСrО4)=2,3 10-10
Вариант8
1. Какую максимальную ковалентность проявляет бериллий как s-элемент II периода? Приведите примеры его ковалентно насыщенных и ненасыщенных соединений.
2. Напишите уравнения реакций натрия с водородом, кислородом, азотом и серой. Какую степень окисления приобретают атомы окислителя в каждой из этих реакций? Что образуется при взаимодействии полученных соединений с водой.
3. В электролизере диафрагменного типа при силе тока 22000А за 22 ч получено 5440 электролитической щелочи, содержащей 138г/л NaOH. Определите выход по току для щелочи.
Вариант9
1. Какие из s-элементов II группы ПЭС образуют пероксиды, персульфиды и перкарбиды? Напишите графические формулы этих соединений.
2. Напишите уравнения реакций лежащих в основе аммиачного способа получения соды. Можно ли таким способом получить поташ? Почему?
3. Определите титр раствора соляной кислоты, если на нейтрализацию 20мл этого раствора израсходовано 10 мл КОН с титром 0,014г/мл.
Вариант10
1. Существует ли различие в отношении к гидролизу для катионов Be2+ и Ва2+ в водных растворах их солей? Почему?
2. Написать уравнения реакций, протекающих при насыщении раствора Na2CO3: а) хлором; б) оксидом азота (V).
3. По значению ПР (СаСО3) вычислить растворимость СаСО3 в моль/л и г/л. В каком объеме насыщенного раствора содержится СаСО3: количеством вещества 0,7 моль.
Вариант11
1. Приведите примеры образования внешней и внутримолекулярной водородной связи. Какое влияние она оказывает на свойства веществ? Покажите не примере воды и фтороводорода.
2. Осуществить превращения:
Ca→CaH2→Ca(OH)2→CaCO3→Ca(HCO3)2→CaC12→Ca(NO3)2
3. Рассчитайте массу нитрата калия, подвергшегося термическому разложению, если газ, выделившийся при этой реакции, занимает такой же объем, как газы, полученные при термическом разложении 993г нитрата свинца.
Вариант12
1. Кроме водорода S-элементы I группы в виде простых веществ являются металлами. Почему их называют щелочными? Из каких природных соединений и какими методами их получают? Привести уравнения реакций.
2. Осуществить превращения:
Be→BeC12→Be(OH)2→Na2[Be(OH)4]→BeSO4
3. Через раствор, содержащий 29,6 г гидроксида кальция, пропустили 6 л смеси газов, в которой объемные доли NO2 и N2 соответственно равны 30 и 70%. Раствор выпарили. Определите состав сухого остатка в массовых долях(%).
Вариант13
1. Каковы значения стандартных электродных потенциалов для щелочных металлов? Как объяснить, что в ряду напряжений, т.е. по значению электродного потенциала, литий имеет наибольшую, а по значению ионизационного потенциала наименьшую активность по сравнению с остальными щелочными металлами.
2. Составьте уравнения реакций а) бериллия с концентрированным раствором гидроксида натрия; б) магния с концентрированной серной кислотой.
3. Найдите объем газа, выделившегося при взаимодействии 60г магния с 500 мл раствора серной кислоты (ρ=1,455 г/мл) с массовой долей кислоты 55,5% при 180С и 96кПа.
Вариант14
1. Какие кислородные соединения образуют щелочные металлы при горении на воздухе? Как получают нормальные оксиды щелочных металлов? Приведите примеры соответствующих реакций.
2. Являясь сильными восстановителями магний, кальция и барий применяются в металлотермии для получения металлов из их оксидов. Составьте уравнения реакций Mg с СaSO4 и Ca с V2O5.
3. В 100 мл насыщенного раствора содержится BaCrO4 массой 1,5 10-6 г. Найдите ПР этой соли.
Вариант15
1. Сравните щелочные металлы с другими элементами по следующим параметрам: радиусы атомов, ионизационные потенциалы, электроотрицательность. Как изменяются эти величины для s-элементов в пределах группы?
2. Написать уравнение гидролиза пероксида бария и уравнение реакции его взаимодействия с KI и KMnO4. (Обе реакции протекают в сернокислой среде).
3. Какой объем раствора соды потребуется для полной нейтрализации ортофосфорной кислоты, содержащейся в её растворе объемом 200мл, если Сн(Na2СО3)=2 моль/л, а См=3 моль/л
Вариант16
1. Наличие каких солей кальция и магния обусловливает временную и постоянную жесткость природной воды? В каких единицах она измеряется? Какая вода называется мягкой, средней жесткости и, жесткой и очень жесткой? Какими методами устраняется жесткость воды? Привести уравнения соответствующих реакций.
2. Осуществить превращения:
NaC1→Na→Na2O2→Na2O→Na2SO4
3. Какая соль образуется, если через 250 мл гидроксида натрия (ρ=1,438 г/мл) с массовой долей щелочи 40% пропустили СО2, полученный при сжигании 20л метана(н.у.). Рассчитайте массу полученной соли.
Вариант17