ускорнной формы обучения не делают

Тема 9. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

Теоретические основы

Понятия окисления и восстановления, окислителя и восстановителя, степени окисления. Расчет степени окисления. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса. Классификация окислительно-восстановительных реакций (ОВР).

Задачи 161... 180

Для реакций, протекающих по приведенным схемам, составьте уравнения методом электронного баланса. Для каждой реакции укажите, какое вещество является окислителем, а какое - восстановителем и за счет каких атомов. Определите типы ОВР.

Схемы реакций

161. А1 + КСЮ₄ + H₂SO₄ -» КС1 + A1₂(SO₄)₃ + Н₂О
K₂SeO₃ -» K₂SeO₄ + K₂Se

 

162. Zn + KMnO₄ + H₂SO₄ -> ZnSO₄ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

KOH + H₂O -» PH₃ + KH₂PO₂

 

163. Al + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ -» Cr₂(SO₄)₃ + A1₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O
P₂O₃ + H₂O -» PH₃ + H₃PO₄

 

164. Fe₂O₃ + KNO₃ + KOH -» K₂FeO₄ + NO + H₂O
HC1O₃ -» C1O₂ + HC1O₄+ H₂O

 

165. H₂C₂O₄ + MnO₂ + H₂SO₄ -» CO₂ + MnSO₄ + H₂O
P + KOH + H₂O -» KH₂PO₂ + PH₃

 

166. Sb+ KC1O₄ + H₂SO₄ -» Sb₂(SO₄)₃ + KC1 + H₂O
Те + KOH -» K₂TeO₄ + K₂Te + H₂O

 

167. Mn(NO₃)₂ + PbO₂ + HNO₃ -» HMnO₄ + Pb(NO₃)₂ + H₂O
As + NaOH -» Na₃As + Na₃AsO₃ + H₂O

 

168. NaAsO₂ + 1₂ + Na₂CO₃+ H₂O -» NaH₂AsO₄ + Nal + CO₂
Cu(NO₃)₂ -» CuO + NO₂ + O₂

 

169. Н₂С₂О₄ + КС1О₃ -» К₂СО₃+ СО₂+ СЮ₂ + Н₂О
NH₄NO₂-> N₂ + H₂O

 

170. Hg + NaNO₃+ H₂SO₄ -»Na₂SO₄ + HgSO₄ + NO + H₂O
LiClO₃ -» LiCl + O₂

 

171. Na₂SO₃ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ -> Na₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O
KMnO₄ -> K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

 

172. Na₂SeO₃ + C1₂ + NaOH →Na₂SeO₄ + NaCl + H₂O

H₂MnO₄ → HMnO₄ + MnO₂+ H₂ О

173. Na₃AsO₃+ K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ -» Cr₂(SO₄)₃ + Na₃AsO₄ + K₂SO₄ + H₂O
Br₂ + NaOH -»NaBr + NaBrO + H₂O

 

174. SO₂ + NaIO₃ + H₂O -» I₂ + Na₂SO₄+ H₂SO₄
MnO₂ + H₂SO₄ -» Mn₂(SO₄)₃ + O₂+ H₂O

 

175. Na₂S₂O₄ + AgCl + NH₄OH -» (NH₄)₂SO₃ + NaCl + Ag + H₂O
MnO₂->Mn₂O₃ + O₂

 

176. Ag NO₃ + AsH₃ + H₂O -» Ag + H₃AsO₄+ HNO₃
MnO₂ + H₂SO₄ -» MnSO₄ + O₂ + H₂O

 

177. Na₂SeO₃ + C1₂ + NaOH -»Na₂SeO₄ + NaCl + H₂O
I₂+ Ba(OH)₂ -> Ba(IO₃)₂ + BaI₂ + H₂O

 

178. MnSO₄+ NaBiO₃ + HNO₃ -» NaMnO₄ + Bi (NO₃)₃ + H₂SO₄ +NaNO₃ + H₂O

LiClO₃ -» LiClO₄ + LiCl

 

179.Se + AuCl₃+ H₂O -» Au + H₂SeO₃ + HCI
MnO₂ + NaOH -» MnO(OH) + Na₃ MnO₄+ H₂O

 

180.PH₃+ KMnO₄ + H₂SO₄ -» H₃PO₄ + MnSO₄ +K₂SO₄ + H₂O
KC1O₃->KC1 + O₂

Тема 10. ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ И ЭЛЕКТРОДВИЖУЩИЕ СИЛЫ

Теоретические основы

Электродные потенциалы. Гальванические элементы. Электродвижущая сила (ЭДС).

Задачи 181... 200

По заданию из табл.7 составьте схему гальванического элемента, напишите электронные уравнения электродных процессов и суммарное уравнение соответствующей окислительно-восстановительной реакции. Вычислите концентрацию раствора электролита (задачи 161...170) или ЭДС (задачи 171...180). Необходимые для решения данные приведены в табл.7 (обозначения "первый электрод" и "второй электрод" не связаны с понятиями "катод" и "анод").

Таблица 8

Номер задачи	Металл 1-го электрода	Электролит 1-го электрода	Концентрация электролита 1-го электро-да, моль/л	Металл 2-го элек-трода	Электролит 2-го электрода	Концентрация электролита 2-го электрода, моль/л	ЭДС, В
	РЪ	Pb(N03)2	0,10	Т1	T1NO3	?	0,180
	№	NiSO4	1,00	In	In2(S04)3	?	0,133
	Zn	ZnSO4	0,01	Zn	ZnSO4	?	0,059
	Ag	AgN03	1,00	Mg	Mg(N03)2	?	3,192
	Hg	HgCl2	1,00	Al	A1C13	?	2,536
	Bi	Bi(N03)3	0,10	Zn	Zn(N03)2	?	0,988
	Fe	FeCl2	1,00	Be	BeCl2	?	1,470
	Cd	Cd(N03)2	0,01	Bi	Bi(N03)3	?	0,677
	Mn	MnSO4	0,01	Cu	CuSO4	?	1,576
	In	In(N03)3	0,001	Ag	AgN03	?	1,201
	Co	Co(NO3)2	0,10	Ag	AgN03	0,01	?
	Mn	Mn(NO3)2	1,00	Tl	T1NO3	0,10	?
	In	In(N03)3	0,10	Ni	Ni(N03)2	0,01	?
	Pb	Pb(N03)2	1,00	Al	A1(N03)3	0,001	?
	Cu	CuCl2	0,001	In	InCl3	0,01	?
	Ag	AgN03	1,00	А1	A1(N03)3	0,001	?
	Hg	HgCl2	0,01	А1	А1С13	1,00	?
	Pb	Pb(N03)2	0,10	Т1	T1NO3	0,001	?
	Bi	Bi(N03)3	0,01	Be	Be(NO3)2	1,00	?
	Cd	CdCl2	1,00	Сг	СгС12	0,10	?

 

Тема 11. КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ И СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОТ НЕЕ

Теоретические основы

Основные виды коррозии. Анодные и катодные процессы при электрохимической коррозии. Кинетика коррозионных процессов. Методы защиты от коррозии.

Задачи 201... 220

201. Как протекает контактная коррозия цинка и кадмия во влажном воздухе? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Какие продукты при этом образуются?

202. В чем различия в коррозии оцинкованного и луженого железа при нарушении целостности покрытий во влажной атмосфере? Приведите электронные уравнения анодного и катодного процессов в обоих случаях. Укажите продукты коррозии.

203. Изделие, изготовленное из стали, эксплуатируется в нейтральном растворе хлорида натрия. Какие металлы можно использовать в качестве протектора? Приведите электронные уравнения анодного и катодного процессов для одного из протекторов.

204. Приведите пример протекторной защиты стального изделия в морской воде. Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов.

205. Два стальных листа скреплены в одном случае алюминиевыми, а в другом - медными заклепками. Как будут происходить процессы коррозии в морской воде в том и другом случаях? Приведите электронные уравнения анодных и катодных процессов.

206. Изделие, изготовленное из свинца, эксплуатируется в нейтральном растворе хлорида калия. Какие металлы можно использовать в качестве протектора? Приведите электронные уравнения анодного и катодного процессов для одного из протекторов.

207. Изделие, составленное из медных и никелевых фрагментов, эксплуатируется в разбавленном растворе хлороводорода. Как будет происходить процесс контактной коррозии? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.

208. Металлическая конструкция построена из цинковых деталей, часть которых имеет медные заклепки. Конструкция эксплуатируется в сернокислой среде. Какие из этих деталей быстрее выйдут из строя и почему? Приведите электронные уравнения анодного и катодного процессов.

209. Одно из свинцовых изделий имеет никелевое покрытие, а другое - серебряное покрытие. Как происходит коррозия каждого из них во влажном воздухе при нарушении целостности покрытия? Приведите электронные уравнения анодных и катодных процессов, укажите состав коррозионных продуктов.

210. Две железные скрепки, поверхность одной из которых покрыта никелем, а поверхность другой - цинком, находятся в растворе поваренной соли. Поверхностный слой частично нарушен (на поверхности скрепок имеются царапины). Приведите электронные уравнения анодных и катодных процессов для обоих случаев коррозии, укажите состав коррозионных продуктов.

211. Для защиты от коррозии стальных корабельных винтов в морской воде широко используют цинковые протекторы. Объясните принципиальные основы такой защиты. Приведите электронные уравнения анодного и катодного процессов.

212. Некий конструктор предложил проект яхты, в котором предлагалось подводную часть усилить стальными листами для обеспечения большей прочности, а надводную часть украсить медными листами. Оцените целесообразность такого проекта. Составьте прогноз коррозионной устойчивости такой конструкции в морской воде. Напишите электронные уравнения соответствующих процессов.

213. Объясните механизм защиты подземного стального трубопровода с помощью магниевого протектора, если почвенные воды в данной местности имеют ярко выраженный кислотный характер. Приведите электронные уравнения анодного и катодного процессов.

214. Как протекает контактная коррозия никеля и серебра в хлороводородной кислоте? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Какие продукты при этом образуются?

215. В соляную кислоту опустили две цинковые пластинки, одна из которых частично помеднена. Как происходит коррозия в том и другом случае? Составьте электронные уравнения анодных и катодных процессов. Какие продукты при этом образуются?

216. Как протекает коррозия железа, покрытого свинцом, в случае нарушения покрытия во влажном воздухе? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Какие продукты при этом образуются?

217. Во влажном воздухе находятся две железные пластинки. Часть поверхности одной из них покрыта оловом, а часть поверхности другой - медью. Как происходит коррозия в том и другом случае? Составьте электронные уравнения анодных и катодных процессов. Какие продукты при этом образуются?

218. Как протекает контактная коррозия никеля и серебра во влажном воздухе? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Какие продукты при этом образуются?

219. Как протекает коррозия никелированной меди в случае нарушения покрытия во влажном воздухе? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Какие продукты при этом образуются?

220. В нейтральный раствор электролита, содержащий растворенный кислород, опустили две цинковые пластинки, одна из которых частично помеднена, а вторая - частично амальгамирована. Как происходит коррозия в том и другом случае? Составьте электронные уравнения анодных и катодных процессов.

 

Тема 12. ЭЛЕКТРОЛИЗ

Теоретические основы

Электролиз как окислительно-восстановительная реакция. Катодные и анодные процессы при электролизе. Закон Фарадея.

Задачи 221... 240

Как будет происходить электролиз водного раствора электролита (табл. 8) при использовании инертных электродов? Приведите уравнение диссоциации электролита и поясните возможность участия каждого из образующихся ионов в электродных реакциях. Составьте электронные уравнения процессов, протекающих на электродах. Вычислите массу (для твердых и жидких) или объем при нормальных условиях (для газообразных) веществ, образующихся на электродах (если на катоде выделяются два вещества, расчет проводите только для металла). Данные, необходимые для решения, приведены в табл. 8 (т - время проведения электролиза, I - сила тока).

Таблица 9

№ задачи	Вещество	т	1,А
	K2SO4	2ч
	А1С13	3 ч 20 мин
	NiSO4	35 мин
	HgCl2	2 ч 10 мин
	Na2SO4	1 ч 15 мин
	AgN03	3 ч 40 мин
	CuCl2	55 мин
	NiBr2	2 ч 15 мин
	MgCl2	1ч
	MnI2	2 ч 10 мин
	Cu(NO3)2	3 ч 15 мин
	FeCl3	45 мин
	ZnSO4	1 ч 15 мин
	A12(S04)3	2 ч 45 мин
	NaCl	25 мин
	KBr	2 ч 05 мин
	CaCl2	1 ч 25 мин
	MgSO4	2 ч 40 мин
	NaNO3	45 мин
	Hg(N03)2	1 ч 35 мин

 

 

Тема 13 (не делать) Задачи 241...260

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

 

Приложение 2 Относительные электроотрицательности элементов

 

н
2,1
Li	Be	В	С	N	О	F
1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0
Na	Mg	Al	Si	P	S	Cl
0,9	1,2	1,5	1,8	2,1	2,5	3,0
К	Ca	Ga	Ge	AS	Se	Br
0,8	1,0	1,6	1,8	2,0	2,4	2,8
Rb	Sr	In	Sn	Sb	Те	I
0,8	0,9	1,7	1,8	1,9	2,1	2,5
Cs	Ba	Tl	Pb	Bi	Po	At
0,7	0,9	1,8	1,9	1,9	2,0	2,2

Приложение 3

Константы диссоциации некоторых слабых электролитов(25 С)

Название электролита	Формула	Константа диссоциации
Азотистая кислота
Сернистая кислота
Сероводородная кислота
Угольная кислота
Уксусная кислота
Фосфорная кислота
Гидроксид аммония
Гидроксид цинка
Гидроксидмагния	Mg(OH)2
Щавелевая кислота

 

Приложение 4 Стандартные электродные потенциалы некоторых металлов в водных растворах при 298К

 

Электрод	,B	Электрод	,B	Электрод	,B
Li+, Li	-3,045	A13+, Al	-1,662	Ni2+, Ni	-0,250
Rb+,Rb	-2,925	Mn2+, Mn	-1,180	Sn2+, Sn	-0,136
К+,К	-2,925	Cr2*, Cr	-0,913	Pb2+, Pb	-0,126
Cs+, Cs	-2,923	Zn2+, Zn	-0,763	Fe3+, Fe	-0,036
Ra2+, Ra	-2,916	Cr3+, Cr	-0,740	H+,H2	0,000
Ba2+, Ba	-2,906	Fe2+, Fe	-0,440	Bi3+,Bi	+0,215
Ca2+, Ca	-2,866	Cd2+, Cd	-0,403	Cu2+, Cu	+0,337
Na+, Na	-2,714	In3+,In	-0,343	Ag+, Ag	+0,799
Mg2+, Mg	-2,363	Tl+, Tl	-0,336	Hg2+, Hg	+0,854
Be2+, Be	-1,850	Co2+, Co	-0,277	Au3+,Au	+1,498

 

Приложение 5

Термодинамические свойства некоторых веществ

 

Вещество	ΔH°f; 298°, кДж/моль	S° 298°, Дж/(К-моль)	Вещество	ΔH°f; 298°, кДж/моль	S° 298°, Дж/(К-моль)
Вr2(г)	30,91	245,37	НВr(г)	-36,38	198,58
С(ТВ)	0,00	5,74	НСНО(г)	-115,90	218,78
Сd	0,00	51,76	НJ(г)	26,36	206,48
CdO(TB)	-258,99	54,81	Н2(г)	0,00	130,52
СН3СНО(г)	-166,00	264,20	Н20(г)	-241,81	188,72
СН4(г)	-74,85	186,27	Н2О2(г)	-135,88	234,41
C102(r)	104,60	257,02	J(г)	62,43	260,60
С12(г)	0,00	222,98	N0(r)	91,26	210,64
СО(г)	-110,53	197,55	NOBr(r)	81,84	272,63
СОС12(г)	-219,50	283,64	NOCl(r)	52,59	263,50
С02(г)	-393,51	213,66	N02(r)	34,19	240,06
С2С14(г)	19,61	340,92	N2(r)	0,00	191,50
С2С16(г)	27,13	398,52	N20(r)	82,01	219,83
Fe(TB)	0,00	27,15	N205(r)	13,30	355,65
FeCl2(TB)	-341,01	119,66	02(г)	0,00	205,04
F2(r)	0,00	202,67	О3(г)	142,26	238,82

 

Приложение 6

 

Названия важнейших кислот и их кислотных остатков

 

Кислота	Кислотный остаток
Формула	Название	Формула	Название
HF	Фтороводородная (плавиковая)	F-	Фторид
HCl	Хлороводородная (соляная)	Cl-	Хлорид
HBr	Бромоводородная	Br-	Бромид
HI	Иодоводородная	I-	Иодид
H2S	Сероводородная	HS-	Гидросульфид
		S2-	Сульфид
HClO4	Хлорная	ClO4-	Перхлорат
HClO3	Хлорноватая	ClO3-	Хлорат
HClO2	Хлористая	ClO2-	Хлорит
HClO	Хлорноватистая	ClO-	Гипохлорит
H2SO4	Серная	HSO4-	Гидросульфат
		SO42-	Сульфат
H2SO3	Сернистая	HSO3-	Гидросульфит
		SO32-	Сульфит
HNO3	Азотная	NO3-	Нитрат
HNO2	Азотистая	NO2-	Нитрит
HPO3	Метафосфорная	PO3-	Метафосфат
H3PO4	(Орто)фосфорная	H2PO4-	Дигидрофосфат
		HPO42-	Гидрофосфат
		PO43-	(Орто)фосфат
H4P2O7	Дифосфорная (пирофосфорная)	H3P2O7-	Тригидродифосфат
		H2P2O72-	Дигидродифосфат
		HP2O73-	Гидродифосфат
		P2O74-	Дифосфат
H2CO3	Угольная	HCO3-	Гидрокарбонат
		CO32-	Карбонат
H2SiO3	Кремниевая	HSiO3-	Гидросиликат
		SiO32-	Силикат
H3BO3	Борная	H2BO3-	Дигидроборат
		HBO32-	Гидроборат
		BO33-	Борат
H2CrO4	Хромовая	HCrO4-	Гидрохромат
		CrO42-	Хромат
H2Cr2O7	Дихромовая	HCr2O7-	Гидродихромат
		Cr2O72-	Дихромат
HMnO4	Марганцевая	MnO4-	Перманганат
CH3COOH	Уксусная	CH3COO-	Ацетат
HCN	Циановодородная (синильная)	CN-	Цианид