В каком количестве Cr(OH)3 содержится столько же эквивалентов,сколько в 174,96 г. Mg(OH)2?
Эквивалент гидроксида магния = (1/2 Mg(OH)2),
отсюда молярная масса эквивалента:
М(1/2 Mg(OH)2) = M/z = 58,3/2 = 29,15 г/моль
М - молярная масса гидроксида хрома; z - число эквивалентности.
Следовательно в 174,96 граммах Mg(OH)2 содержится 174,96/29,15 = 6 эквивалентов.
Эквивалент гидроксида хрома = (1/3 (Cr(OH)3).
А молярная масса эквивалента находится так:
М(1/3 Cr(OH)3) = M/z = 103/3 = 34,33 г/моль.
Отсюда 6 эквивалентов составляют 34,33 г/моль · 6 моль = 205,98 г.
Какие значения могут принимать квантовые числа n, l, ml, ms? Какие значения они принимают для атома магния?
n – главное квантовое число обозначает номер энергетического уровня и характеризует энергию электронов, занимающих данный энергетический уровень. Чем больше n, тем выше энергия. n принимает значения чисел натурального ряда: n = 1; 2; 3 …
l – орбитальное квантовое число, определяет форму орбитали. l принимает целочисленные значения от 0 до n—1. l = 0; 1; 2; … n—1. Очевидно, что для каждого значения n существует свой набор значений l. Каждому значению l соответствует определенная форма орбитали, которая имеет и буквенное обозначение (l=0 - s; l=1 - p; l=2 - d; l=3 - f).
ml - магнитное квантовое число, принимающее целочисленные значения от —l до +l: = -l…-2, -1, 0, +1, +2…+l, всего 2l+1 значение. Число значений, которое может принимать ml, соответствует числу орбиталей данной формы для заданного n. Например, для l = 0 (s-орбиталь) ml принимает единственное значение ml = 0, т.е. s-орбиталь одна, для l = 1 – три значения ml: -1, 0. +1, т.е. р-орбиталей – три, l = 2 – пять значений ml: -2, -1, 0, +1, +2, d-орбиталей пять и т.д.
ms - спиновое квантовое число, которое характеризует собственное неорбитальное внутреннее движение электрона и принимает значения ms = ±1/2 (в единицах h/2).
Для внешних электронов атома магния квантовые числа принимают следующие значения:
n = 3
l = 0
ml = 0
ms = ±1/2
56. Хром образует соединения, в которых он проявляет степени окисления +2,+3,+6. Составьте формулы его оксидов и гидроксидов, отвечающих этим степеням окисления. Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида хрома (III).
Очень просто: оксид хрома (II) - CrO, (III) - Cr2O3, (VI) - CrO3. Гидроксиды - Cr(OH)2 (основные свойства), Cr(OH)3 (амфотерные свойства), Cr(OH)6 (кислотные свойства). Свойства, так же, как и окислительно-восстановительные, обусловлены степенью окисления. Все гидроксиды нерастворимые.
Амфотерность:
Cr(OH)3 + 3HCl -> CrCl3 + 3H2O
Cr(OH)3 + 3NaOH -> Na3[Cr(OH)6]
77. Какие электроны атома бора участвуют в образовании ковалентных связей? Как метод валентных связей (ВС) объясняет симметричную треугольную форму молекулы BF3?
В молекуле фторида бора осуществляется sp2-гибридизация орбиталей центрального атома. У атома бора (электронная структура 1s22s22p1, в возбужденном состоянии 1s22s12p2) в гибридизации участвуют орбитали одного s и 2-х р-электронов, что приводит к образования 3-х гибридных орбиталей, расположенных под углом 120°. Молекула ВF3 имеет форму плоского равностороннего треугольника с атомом бора в центре, все 4 атома лежат в одной плоскости.
98. При взаимодействии 6,3 г железа с серой выделилось 11,31 кДж теплоты. Вычислите теплоту образования сульфида железа FeS.
Fe + S → FeS
Т.к. железо и сера простые вещества, то:
∆H298o(Fe) = 0 кДж/моль
∆H298o(S) = 0 кДж/моль
n(Fe) = 6,3/56 = 0,1125 моль
Q = 11,31/0,1125 = 100,5 кДж/моль
∆H298o(FeS) = -100,5 кДж/моль
119. Вычислите, при какой температуре начнется диссоциация пентахлорида фосфора, протекающая по уравнению
PCl5(г) = PCl3(г) + Cl2(г); ∆H = +92,59 кДж.
PCl5(г) = PCl3(г) + Cl2(г); ∆H = +92,59 кДж.
∆Sх.р. = 311,66 + 222,95 - 352,71 = 181,9 Дж/моль*К
T = ∆H/∆S = 92,59/0,1819 = 509 K
140. Исходные концентрации NO и Cl2 в гомогенной системе 2NO + Cl2 = 2NOCl составляют соответственно 0,5 и 0,2 моль/л. Вычислите константу равновесия, если к моменту наступления равновесия прореагировало 20% NO.
[NO]прореаг. = 0,5*20/100 = 0,1 моль/л
[NO]равн. = 0,5 - 0,1 = 0,4 моль/л
[Cl2]равн. = 0,2 - 0,1/2 = 0,15 моль/л
[NOCl]равн. = 0,1 моль/л
Kравн. = [NOCl]2/([NO]2*[Cl2]) = 0,12/(0,42?0,15) = 0,417
141. Вычислите молярную и нормальную концентрации 20%-ного раствора хлорида кальция, плотность которого 1,178 г/см3.
Допустим у нас имеется 100 мл такого раствора, тогда:
m(CaCl2) = 100*1,178*20/100 = 23,56 г
n(CaCl2) = 23,56/111 = 0,212 моль
Cм(CaCl2) = 0,212/0,1 = 2,12 моль/л
Cн.(CaCl2) = 0,212*2/0,1 = 4,24 моль/л
162. Вычислите массовую долю сахара C12H22O11 в водном растворе, зная температуру кристаллизации раствора (-0,93°С). Криоскопическая константа воды 1,86°С.
∆t = Cm(C12H22O11)*Kк
Тзам. = 0 - ∆t
-0,93 = 0 - ∆t
∆t = 0,93°C
0,93 = Cm(C12H22O11)*1,86
Cm(C12H22O11) = 0,5 моль/кг
ω(C12H22O11) = 342*0,5*100/(1000 + 342*0,5) = 14,6%
183. Составьте по три молекулярных уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
а) Mg2+ + CO32- = MgCO3
б) H+ + OH- = H2O
решение
а) MgCl2 + K2CO3 → MgCO3↓ + 2KCl
Mg(NO3)2 + Na2CO3 → MgCO3↓ + 2NaNO3
MgI2 + Na2CO3 → MgCO3↓ + 2NaI
б) HCl + KOH → KCl + H2O
H2SO4 + 2LiOH → Li2SO4 + 2H2O
Ba(OH)2 + 2HNO3 → Ba(NO3)2 + 2H2O
204. При смешивании концентрированных растворов FeCl3 и Na2CO3 каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца. Выразите этот совместный гидролиз ионным и молекулярным уравнениями.
2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3↓ + 6NaCl + 3CO2↑
2Fe3+ + 6Cl- + 6Na+ + 3CO32- + 3H2O → 2Fe(OH)3↓ + 6Na+ + 6Cl- + 3CO2↑
2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O → 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑
К.р 2
235. Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между веществами: а) NH3 и KMnO4; б) HNO2 и HI; в) HCl и H2Se? Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции идущей по схеме:
KMnO4 + KNO2 + H2SO4 → MnSO4 + KNO3 + K2SO4 + H2O
a) Между NH3 и KMnO4 может происходить ОВР, т.к. азот имеет минимальную ст. окисления (-3), а марганец имеет максимальную степень окисления (+7).
б) Между HNO2 и HI может происходить ОВР, т.к. азот имеет промежуточную ст. окисления (+3), а йод имеет минимальную степень окисления (-1).
в) Между HCl и H2Se не может протекать ОВР, т.к. и хлор, и селен находятся в своих минимальных ст. окисления (соответственно -1 и -2).
2KMnO4 + 5KNO2 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5KNO3 + K2SO4 + 3H2O
Mn7+ + 5e → Mn2+ | 5 | 2
N3+ - 2e → N5+ | 2 | 5
256. Составьте схему гальванического элемента, состоящего из пластин цинка и железа, погруженных в растворы их солей Напишите электронные уравнения процессов, протекающих на аноде и на катоде. Какой концентрации надо было бы взять ионы железа (в моль/л), чтобы ЭДС элемента стала равной нулю, если CZn2+ = 0,001 моль/л?
E0Zn/Zn2+ = -0,751 В
E0Fe/Fe2+ = -0,44 В
(-) Zn | Zn2+ || Fe2+ | Fe (+)
A: Zn0 → Zn2+ + 2e
K: Fe2+ + 2e → Fe0
Суммарный процесс: Zn0 + Fe2+? Zn2+ + Fe0
ЭДС = EFe/Fe2+ - EZn/Zn2+ = 0
EFe/Fe2+ = EZn/Zn2+
EZn/Zn2+ = -0,751 + (0,059/2)*lg[Zn2+] = -0,751 + (0,059/2)*lg(0,001) = -0,84 В
EFe/Fe2+ = -0,84 В
-0,84 = -0,44 + (0,059/2)*lg[Fe2+] = -0,44 + (0,059/2)*lg[Fe2+] = -0,84 В
lg[Fe2+] = -13,56
[Fe2+] = 2,75*10-14 моль/л
277. При электролизе растворов MgSO4 и ZnCl2, соединенных последовательно с источником тока, на одном из катодов выделилось 0,25 г водорода. Сколько граммов вещества выделится на другом катоде; на анодах? Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах.
MgCl2 + 2H2O - электролиз → Mg(OH)2 + H2 + Cl2
ZnSO4 + H2O - электролиз → Zn + 1/2O2 + H2SO4
Суммарная реакция: MgCl2 + 3H2O + ZnSO4 = Mg(OH)2 + H2 + Cl2 + Zn + 1/2O2 + H2SO4
v(H2) = 0,25/2 = 0,125 моль
На катоде: m(Zn) = v(Zn)*M(Zn) = 0,125*65,39 = 8,17 г
На аноде: m(О2) = 0,125*32/2 = 2 г;
m(Cl2) = 0,125*71 = 8,87 г.
298. В раствор электролита, содержащего растворенный кислород, опустили цинковую пластинку и цинковую пластинку, частично покрытую медью. В каком случае процесс коррозии цинка происходит интенсивнее? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.
В случае когда в раствор опустили цинковую пластинку, частично покрытую медью процесс коррозии будет происходить интенсивнее, т.к. образуется гальванопара Zn/Cu.
E0O2 = 0,82 В
E0Cu2+/Cu = 0,34 B
E0Zn2+/Zn = -0,763 B
анод (-) Zn | H2O, O2 | Cu (+) катод
А: Zn - 2e → Zn2+
К: O2 + 2H2O + 4e → 4OH-
Суммарная реакция: 2Zn + O2 + 2H2O → 2Zn(OH)2
319. Какие комплексные соединения называются двойными солями? Напишите уравнения диссоциации в водном растворе солей K4[Fe(CN)6] и NH4Fe(SO4)2. Для комплексного соединения определите заряд комплексного иона, степень окисления и координационное число комплексообразователя.
Вообще, по-хорошему, двойные соли так и называют – двойными солями и не называют комплексными солями (это разные типы соединений, но один класс – класс солей). Они состоят из двух катионов и одного аниона. Комплексные соли диссоциируют в водном растворе на комплексный ион и на другой ион (катион или анион, в зависимости от состава и строения комплексной соли), а двойные соли диссоциируют в водном растворе полностью на все катионы, входящие в состав двойной соли, и на анион. Первая соль K4 [Fe(CN) 6] – является комплексной солью и диссоциирует следующим образом: K4 [Fe(CN) 6] <==> 4K+ + [Fe(CN) 6] 4-. Вторая соль NH4Fe(SO4) 2 – является двойной солью и диссоциирует следующим образом: NH4Fe(SO4) 2 <==> NH4+ + Fe3+ + 2SO4 2-. Для комплексной соли: - комплексный ион (анион): [Fe(CN) 6] 4-; - заряд комплексного иона равен: -4; - комплексообразователь: Fe2+; - степень окисления комплексообразователя равна: +2; - координационное число комплексообразователя равно: 6.
K4[Fe(CN)6] ->4K(+)+[Fe(CN)6] (4-)
(NH4)2Fe(SO4)2->2NH4(+)+Fe(2+)+2SO42(2-)
(NH4)2SO4*FeSO4+4KOH= 2NH3+2H2O+Fe(OH)2+2K2SO4
2NH4(+)+Fe(2+)+2SO42(2-)+4K(+)+4OH(-)=2NH3+2H2O+Fe(OH)2+4K(+)+ 2SO4(2-)
2NH4(+)+Fe(2+)+4OH(-)=2NH3+2H2O+Fe(OH)2
340. Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений: Ca --> CaH2 --> Ca(OH)2 --> CaCO3 --> Ca(HCO3)2. Для окислительно-восстановительных реакций составьте электронные уравнения.
Вопрос: Ca (1)--> CaH2 (2)--> Ca(OH)2 (3)--> CaCO3 (4)--> Ca(HCO3)2. Ответ:
1. Ca + H2 = CaH2.
2. CaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + 2H2.
3. Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O.
4. CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2.
1 и 2 реакции являются окислительно-восстановительными реакциями.
347. Вычислите жесткость воды, зная, что в 600 л ее содержатся 65,7 г гидрокарбоната магния и 61,2 г сульфата кальция.
m(Mg(HCO3)2) = 65700 мг
Э(Mg(HCO3)2) = 146/2 = 73 г/моль-экв
m(CaSO4) = 61200 мг
Э(CaSO4) = 136/2 = 68 г/моль-экв
Ж = 65700/(73*600) + 61200/(68*600) = 3 г-экв
364. Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:
