2020-05-25
237
1 Укажите разновидности пирометаллургии. Какие восстановители используют в каждом конкретном способе?
2 Охарактеризуйте металлы, которые получают с помощью гидрометаллургии. В чем сущность и каковы преимущества данного метода перед другими?
3 Приведите примеры получения металлов с помощью электрометаллургии.
4 Каковы принципы работы гальванических элементов? Какие металлы могут в них использоваться?
5 Какие процессы относят к коррозионным? Какие виды коррозии вам известны?
6 Укажите положение щелочных металлов в Периодической системе Д.И. Менделеева. Дайте характеристику физическим и химическим свойствам щелочных металлов. Области применения этих металлов. Назовите наиболее важные соли щелочных металлов. Каковы области их применения?
7 Какие элементы относятся к щелочноземельным металлам? Почему их так называют? Укажите положение щелочноземельных элементов в периодической системе, их физические и химические свойства.
8 Каким способом получают металлический кальций, охарактеризуйте его физические и химические свойства?
|
|
|
9 Опишите способ получения алюминия. Охарактеризуйте его физические и химические свойства, области применения.
10 В виде каких соединений железо встречается в природе? Каковы физические и химические свойства железа?
11 Какие химические реакции лежат в основе доменного процесса? Опишите продукты доменного производства.
12 Какие виды чугуна выплавляют? Укажите области их применения.
13 Назовите наиболее известные способы переработки чугуна в сталь. Чем они отличаются друг от друга?
14 Назовите распространенные марки стали и области их применения.
15 Опишите промышленный способ получения хрома. Охарактеризуйте его физические и химические свойства, области применения.
16 Опишите промышленный способ получения марганца. Охарактеризуйте его физические и химические свойства.
17 Опишите работу свинцового аккумулятора при разрядке и зарядке.
18 Опишите процесс электрохимического рафинирования металлов.
19 Опишите металлотермический способ получения металлов.
20 Опишите способы очистки металлов от различных примесей.
21 Покажите, что коррозия металлов - типичный окислительно-восстановительный процесс.
22 Опишите способы защиты металлов от коррозии.
23 В каком виде металлы встречаются в природе? Приведите примеры.
24 Две железные пластинки, частично покрытые одна оловом, другая - медью, находятся во влажном воздухе. На какой из этих пластинок быстрее образуется ржавчина? Почему? Ответ подтвердите составлением электронных уравнений анодного и катодного процессов коррозии этих пластинок.
|
|
|
25 Как влияет рН среды на скорость коррозии железа и алюминия? Почему? Составьте электронные уравнения катодного и анодного процессов коррозии этих металлов в разных средах.
26 Одну из цинковых пластин поместили в раствор CuSO4, другую - в СuС12. На какой из этих пластин коррозия протекает быстрее? Почему?
27 Предложите катодное покрытие для защиты цинка от коррозии. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов в кислой среде в случае нарушения сплошности покрытия.
28 Предложите катодное покрытие для защиты меди от атмосферной коррозии. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов в случае нарушения сплошности покрытия.
29 Линии водопровода, изготовленные частично из железных и частично из медных труб, ржавеют значительно быстрее, чем изготовленные целиком из меди или целиком из железа. Почему? Ответ подтвердите составлением электронных уравнений.
30 С помощью электронных уравнений объясните, каким образом кусок магния, прикрепленный к корпусу корабля, уменьшает коррозию. Назовите этот способ защиты.
31 Каков механизм разрушения воздушного электрокабеля от коррозии? Назовите тип этой коррозии.
32 Какие водопроводные трубы будут сильнее корродировать— изготовленные из: 1) Сu; 2) Cu + Zn; 3) Сu + Вi; 4) Cu + A1? Ответ подтвердите составлением электронных уравнений.
33 Составить вариант катодного покрытия для Сr. Какие электродные процессы будут протекать при нарушении сплошности покрытия?
34 Что образуется в результате атмосферной коррозии никеля, покрытого магнием? Составьте уравнения электродных процессов.
35 Что образуется в результате коррозии олова, покрытого висмутом в кислой среде? Составьте уравнения электродных процессов.
36 Обоснуйте связь между коррозией материалов и загрязнением окружающей среды.
37 Железо покрыто никелем. Какие процессы будут протекать на электродах при электрохимической коррозии в нейтральной среде?
38 Какие из используемых металлических покрытий могут обеспечить электрохимическую защиту стали?
39 В чем сущность протекторной защиты металлов от коррозии? Приведите пример протекторной защиты железа в электролите, содержащем растворенный кислород. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.
40 Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов с кислородной и водородной деполяризацией при коррозии пары магний-никель. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?
41 В раствор хлороводородной (соляной) кислоты поместили цинковую пластинку и цинковую пластинку, частично покрытую медью. В каком случае процесс коррозии цинка происходит интенсивнее? Ответ мотивируйте, составив электронные уравнения соответствующих процессов.
42 Почему химически чистое железо более стойко против коррозии, чем техническое железо? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов, происходящих при коррозии технического железа во влажном воздухе и кислой среде.
43 Железное изделие покрыли кадмием. Какое это покрытие - анодное или катодное? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе и хлороводородной (соляной) кислоте. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?
44 Две железные пластинки, частично покрытые одна оловом, другая - медью, находятся во влажном воздухе. На какой из этих пластинок быстрее образуется ржавчина? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этих пластинок. Каков состав продуктов коррозии железа?
45 Какой металл целесообразнее выбирать для протекторной защиты от коррозии свинцовой оболочки кабеля: цинк, магний или хром? Почему?
|
|
|
46 Как влияет рН среды на скорость коррозии железа и цинка? Почему? Составьте уравнения анодного и катодного процессов атмосферной коррозии этих металлов.
47 В раствор электролита, содержащего растворенный кислород, опустили цинковую пластинку и цинковую пластинку, частично покрытую медью. В каком случае процесс коррозии цинка проходит интенсивнее? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.
48 Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов с кислородной и водородной деполяризацией при коррозии пары алюминий-железо. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?
49 На заводе долгое время перекачивали серную кислоту из хранилища в цех по свинцовому трубопроводу. Но однажды трубы дали течь, и цех был залит кислотой. Выяснение обстоятельств аварии показало, что, нарушая правила технологии, трубопровод целый год использовали для транспортировки кислоты, имеющей не 40%-ную, а 85%-ную концентрацию. Почему изменение концентрации кислоты вызвало коррозию трубопровода?
50 На Кавказе с древности известен удивительный способ получения стали из железа - через ржавление в земле. В XVIII веке черкесы и чеченцы зарывали железные полосы в землю и откапывали их через 10-15 лет, а потом кузнецы ковали из железа, покрытого ржавчиной, замечательные сабли, которые могли перерубить даже ружейный ствол. Как объяснить высокое качество металла сабель кавказских горцев?
ТЕМА 10 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ
Органические вещества – это соединения углерода с другими элементами за исключением простейших соединений, т.е. оксидов углерода, карбидов, угольной кислоты и ее солей).
Атомы углерода обладают уникальной способностью соединяться друг с другом в длинные цепи и циклы. Кроме того, они могут образовывать между собой и с другими атомами двойные и тройные связи. Эти свойства обуславливают существование в природе большого количества органических веществ. Всего существует примерно 18 млн. органических соединений.
|
|
|
Классификация органических соединений в зависимости от строения углеродного скелета представлена на рисунке 5.
|
Органические соединения | ||||
|
| ||||
|
|
| |||
|
|
| |||
| ациклические (алифатические) | циклические | |||
| 
|
| ||
| насыщенные (предельные) | ненасыщенные (непредельные) |
| цикл состоит только из атомов углерода и других атомов | |
|
| 
| |||
|
| гетероциклические | |||
| алицикли-ческие | аромати-ческие | |||
замкнутая цепь
цикл состоит только из атомов углерода
карбоциклические
Рисунок 5 – Классификация органических соединений
Строение и свойства органических соединений объясняет теория химического строения, сформулированная А.М. Бутлеровым (1861 г.). Основные положения теории:
1. Атомы в молекулах соединены между собой согласно их валентности. Углерод в органических соединениях всегда четырехвалентен.
2. Свойства веществ определяются не только качественным и количественным составом, но и порядком связи атомов в молекуле, их взаимным расположением и влиянием друг на друга, т.е. химическим строением.
3. Молекула каждого вещества обладает определенным, только ему присущим, химическим строением, которое может быть установлено на основании его свойств, т.е. любому индивидуальному веществу соответствует только одна структурная формула.
4. Атомы и группы атомов органических веществ взаимно влияют друг на друга.
Следствием теории был вывод о том, что каждое органическое соединение должно иметь только одну химическую формулу, отражающую его строение. Такой вывод теоретически обосновал явление изомеризации – существования веществ с одинаковым молекулярным составом, но обладающих различными свойствами.
Изомеры - вещества, имеющие одинаковый качественный и количественный состав, но различное химическое строение, а, следовательно, и различные свойства. Существование изомеров потребовало использования не только простых молекулярных формул, но и структурных формул, отражающих порядок связи в молекуле каждого изомера.
Громадное количество органических соединений можно изучать только при наличии их классификации, т.е. упорядоченного расположения по группам и классам. Для классификации органических соединений по типам и построения их названий в молекуле органического соединения принято выделять углеродный скелет и функциональные группы. Углеродный скелет – последовательность химически связанных между собой атомов углерода. Функциональная группа – атомы других элементов (кроме водорода) или группы атомов, связанные с атомами углерода.
Существует два основных типа изомерии – структурная и пространственная.
Структурная изомерия. Структурными называют изомеры, имеющие различный порядок соединения атомов в молекуле. Различают три вида структурной изомерии.
Изомерия углеродного скелета. Соединения отличаются порядком связей углерод ─ углерод, например:
СН3─СН2─ СН2─ СН2─СН3 СН3─СН─ СН2─СН3
│
СН3
н -пентан 2-метилбутан
Изомерия положения кратной связи или функциональной группы. Например:
СН≡С─СН2─СН3 СН3─С≡С─ СН3
бутин-1 бутин-2
СН3─СН2─ СН2─ОН СН3─СН─ СН3
│
ОН
пропанол-1 пропанол-2
Межклассовая изомерия. Изомеры содержат различные функциональные группы и относятся к разным классам органических соединений, например:
СН3─СН2─NO2 H2N─ СН2─COОН
нитроэтан аминоуксусная кислота
Пространственная изомерия (стереоизомерия). Пространственные изомеры (стереоизомеры) имеют одинаковые заместители у каждого атома углерода, но отличаются их взаимным расположением в пространстве. Различают два вида пространственной изомерии.
Геометрическая изомерия характерна для соединений, имеющих плоскостное строение молекул: для веществ с двойной углерод─углеродной связью (алкенов, алкадиенов, циклоалканов, аренов и др.). Если простейшие заместители у атомов углерода при двойной связи находятся по одну сторону плоскости молекул (С=С-связи), молекула является цис -изомером, если по разные стороны – транс -изомером:
цис -бутен-2 транс -бутен-2
Оптической изомерией обладают молекулы, имеющие асимметрический центр – атом углерода, связанный с четырьмя различными заместителями. Оптические изомеры являются зеркальным изображением друг друга. Например, в виде двух оптически изомеров существует 2-оксипропановая кислота (молочная кислота) СН3─СН(ОН)─СООН, содержащая один асимметрический центр:
