double arrow

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
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
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+ -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 298°, Дж/(К-моль) Вещество ΔH°f; 298°, кДж/моль 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

 



Сейчас читают про: