ВОПРОСЫ ДЛЯ ПРОВЕРКИ

1. а) Объясните смысл терминов электропроводность (проводимость) и молярная электропроводность (молярная проводимость), а также покажите с помощью соответствующих графиков, как по изменению молярной проводимости в зависимости от концентрации раствора можно получить сведения об относительной степени ионизации слабых и сильных электролитов.

б) 1) Кратко опишите, приведя соответствующий график, как осуществить кондуктометрическое титрование какого-либо окрашенного раствора раствором гидроксида натрия, если невозможно использовать кислотно-основные индикаторы.

2) Кратко обсудите форму кривой потенциометрического титрования (графика зависимости проводимости от объема добавляемого основания) для случая титрования уксусной кислоты раствором гидроксида натрия. Постройте эту кривую для децимолярных растворов.

в) Исходя из того, что константа кислотности уксусной кислоты при равна вычислите раствора до и после добавления 1,00 г ацетата натрия к раствора уксусной кислоты.

г) Выведите закон разбавления Оствальда и покажите, каким образом он согласуется с ионной теорией электролитической диссоциации Аррениуса.

2. а) Объясните смысл следующих терминов: электролитическая проводимость (удельная проводимость); постоянная ячейки; молярная проводимость.

б) 1) В конкретной кондуктометрической ячейке водный раствор концентрации имеет сопротивление 74,58 Ом. Исходя из того, что молярная проводимость этого раствора равна определите постоянную ячейки.

2) При исследовании зависимости молярной проводимости А от концентрации с для водного раствора были получены следующие данные:

Покажите, что эти данные соответствуют соотношению

где - молярная проводимость раствора при бесконечном разбавлении, а - постоянная. Пользуясь приведенными данными, определите А" для

Для раствора ацетата калия для раствора соляной кислоты и для раствора хлорида калия Ом моль 1. Вычислите для уксусной кислоты и объясните, на чем основывался ваш расчет.

3. а) Объясните, что означает термин окисление, пользуясь представлением о переносе электронов.

Укажите степень (состояние) окисления хлора 1) в хлорид-ионе,

2) в хло-рат-ионе CIOJ.

б) Запишите полные ионные уравнения для следующих реакций:

1) газообразный хлор вытесняет иод из водного раствора, содержащего иодид-ионы;

2) твердый иод вытесняет газообразный хлор из водного раствора, содержащего хлорат-ионы в то время как иод превращается в ионы

в) При продувании газообразного хлора через горячий водный раствор гидроксида натрия образуется смесь хлорид-ионов и хлорат-ионов CIOJ. Составьте стехиометрическое ионное уравнение этой реакции со стехиометри-ческими коэффициентами.

Пользуясь представлениями об окислении и восстановлении, объясните, какую роль играет хлор в этой реакции, г) Ионы содержащиеся в водного раствора концентрации были восстановлены химическим способом. Затем полученные частицы, содержащие вольфрам, были вновь превращены в их исходную форму на электроде электролитической ячейки в результате пропускания постоянного тока силой 0,100 А в течение мин.

1) На каком электроде происходило повторное окисление - положительном или отрицательном?

2) Сколько молей вольфрама находится в водного раствора WOJ концентрации

3) Сколько молей электронов приняло участие в процессе повторного окисления? (Постоянная Фарадея

4) Сравнивая свои ответы на вопросы 2 и 3, определите степень окисления вольфрама в восстановленной форме. (Можно принять предположение, что степень окисления кислорода в этом процессе остается неизменной.)

5) Запишите ионное уравнение со стехиометрическими коэффициентами для одной из двух реакций окисления или восстановления.

4. а) Обсудите, основываясь на конкретных примерах, какой смысл имеют термины окисление и восстановление, при помощи представлений о переносе электронов.

Как вы понимаете термин окислительно-восстановительная реакция?

б) Что означает термин диспропорционирование?

Приведите пример такой реакции.

в) Обсудите, в каких пределах возможно использование таблицы стандартных электродных потенциалов для предсказания направления химического превращения.

г) Водный раствор ванадата аммония восстанавливают кипячением с цинковым порошком. Полученный раствор можно подвергнуть повторному окислению с образованием ванадат-ионов, обрабатывая его раствором манганата калия. Опишите эксперименты, которые необходимо провести для этого, и последующее использование экспериментальных данных для того, чтобы определить изменение степени окисления ванадия.

5. а) При растворении нитрата калия в чистой серной кислоте образуется раствор, имеющий высокую электропроводность, и физические измерения показывают, что из каждого моля нитрата калия образуется шесть молей частиц растворенного вещества.

1) Как можно объяснить эти экспериментальные данные?

2) Какой физический метод мог быть использован для определения числа частиц, образующихся при растворении нитрата калия?

3) Как можно использовать указанный раствор в органической химии?

б) После разбавления водой раствора, который указан в части (а), его помещения в катодное отделение электролитической ячейки и пропускания в течение некоторого времени электрического тока происходит восстановление азотсодержащих частиц, и из восстановленного электролита можно выделить соль

После обработки одного моля этой соли двумя молями гидроксида натрия можно выделить соединение, содержащее только N, Н и О; его относительная молекулярная масса равна 33, и оно содержит

Какую химическую формулу имеет Какова структура

в) При титровании 5 ммолей указанной соли раствором калия в разбавленной серной кислоте для окисления соли требуется 6 ммолей и в качестве конечного продукта восстановления образуется ммоль моля.)

Какова степень окисления азота в продукте реакции с

6. а) Определите стехиометрические коэффициенты в уравнениях указанных ниже окислительно-восстановительных реакций, учитывая либо перенос электронов,

либо изменение степени окисления:

б) Кратко обсудите электролиз каждого из следующих растворов:

в) 1) Через расплавленный оксид алюминия пропускали ток силой 3,21 А в течение 10 мин. Объем газообразного кислорода, собранного на аноде, составил при нормальных условиях. Вычислите массу алюминия, выделившегося на катоде, а также заряд 1 моля электронов (постоянную Фарадея).

При пропускание такого же количества электричества через расплавленный хлорид некоторого металла М (относительная атомная масса 137,3) масса полученного металла М составила 1,373 г. Вычислите заряд катиона

Заряд электрона равен Кл. Вычислите значение постоянной Авогадро

Стандартные электродные потенциалы трех металлов X, Y не равны В соответственно. Укажите, какой из металлов, X или Y, должен служить более эффективной защитой железа от коррозии, и объясните ответ.

7. Промышленное получение кальция основано на электролизе расплава хлорида кальция.

а) Запишите ионное уравнение реакции получения кальция.

б) Какая масса кальция получится при пропускании тока силой 20 А в течение 32 мин 10 с?

8. а) Для получения частиц золя могут использоваться процессы диспергирования или конденсации. Какая разница между этими двумя процессами? Опишите, как осуществляется получение золя гидроксида либо сульфида мышьяка с помощью одного из этих процессов.

б) Указанные золи следует освободить от наличия в них каких-либо электролитов, образовавшихся в процессе их получения, с помощью процесса, который называется диализ.

1) Объясните, для чего необходимо удаление электролита, и опишите этот процесс.

2) Какими двумя правилами характеризуется коагуляция коллоидов (эти правила иногда называют правилами Гарди-Шульца).

в) Для коллоидов типичны электрофорез и эффект Тиндаля. Опишите и объясните эти явления, используя в качестве примера золь, получение которого было описано вами при ответе на вопрос (а).

9. а) Кратко объясните, как представление об окислении и восстановлении было развито в представление о них как о реакциях электронного переноса, б) Объясните, какой смысл имеет следующая схематическая запись химического источника тока:

Приведите схему этого источника тока и укажите соответствующими надписями его важнейшие части.

Объясните смысл терминов анод и катод и укажите на вашем рисунке направление потока электронов во внешней цепи, а также анод и катод.

Покажите, как следует вычислить электродвижущую силу обсуждаемого источника тока, используя указанные значения относительных стандартных электродных потенциалов при 298 К:

Какие еще сведения требуются обычно для такого расчета?

в) Что должно произойти при введении ионов виде солей) в раствор, который содержит, кроме того, избыток разбавленной серной кислоты. Воспользуйтесь для этого следующими значениями стандартных окислительно-восстановительных потенциалов, относящимися к 298 К:

Запишите порознь иониые уравнения реакций для каждого из реагентов и используйте их для получения окончательного уравнения реакции.

г) 2,8 г чистой железной проволоки растворили в отсутствие воздуха в избытке разбавленной серной кислоты, к которой было добавлено 2,00 г калия (перманганат калия). Какой из твердых реагентов оказался в избытке и в каком количестве?

Опишите, указывая только важнейшие практические подробности, как используется раствор калия в титриметрическом (волюметрическом) анализе, и укажите какое-либо важное ограничение для его использования с этой целью.

10. Стандартный электродный потенциал для электрода измеряют непосредственно соединением двух полуэлементов с помощью солевого мостика.

а) Какие химические вещества могут быть использованы в полуэлементе и какие условия необходимы для этого?

б) Какие химические вещества могут быть использованы в другом полуэлементе и какие условия необходимы для этого?

в) Каково назначение солевого мостика и чем он может быть наполнен?

г) Каково, по определению, значение электродного потенциала для стандартного полуэлемента, указанного вами в ответе на вопрос

д) Запишите уравнения реакций, протекающих в каждом из двух полуэлементов, указывая в них состояния окисления либо ионные заряды.

11. а) Дайте определение термина стандартный электродный потенциал и объясните причину возникновения разности потенциалов между каким-либо металлом и раствором одной из его солей, б) В химическом источнике тока

протекает реакция

Какое влияние (увеличение, уменьшение либо отсутствие эффекта) должны оказать на напряжение источника тока следующие изменения (приведите обоснование своих ответов):

1) увеличение концентрации

2) одновременное увеличение концентрации в одинаковое число раз;

3) добавление твердого серебра;

4) добавление некоторого количества хлорида натрия в раствор, содержащий ионы

5) добавление избытка цианида калия в раствор, содержащий ионы

Опишите, какие методы, прямые и косвенные, могут использоваться для определения констант равновесия.

Для реакции

а) Приведите схематическую запись источника тока, в котором протекает указанная реакция, и на основании ее определите стандартный электродный потенциал такого источника.

б) Вычислите изменение свободной энергии, которым сопровождается указанная реакция, при стандартных условиях.

в) Вычислите для указанной реакции.

13. а) Опишите, какие методы используются для извлечения следующих металлов:

1) натрия из хлорида натрия, 2) цинка из сульфида ртути из сульфида описание промышленной установки приводить не требуется.)

б) Объясните, с учетом легкости восстановления, почему для извлечения указанных в пункте (а) металлов используются неодинаковые методы.

в) Объясните, почему для извлечения магния из хлорида магния не удалось бы вытеснять этот металл натрием.

г) Постройте диаграмму, позволяющую объяснить важнейшие особенности металлической связи. Выбрав два характерных физических свойства металлов, объясните их на основе представлений о металлической связи.

д) Объясните, почему нанесение цинкового покрытия на поверхность железа лучше предохраняет его от коррозии, чем нанесение оловянного покрытия.

14. а) Укажите один из механизмов ржавления железа и объясните, на чем основан какой-либо из методов защиты железа от коррозии.

б) Обсудите протекание реакций между железом и 1) газообразным хлором,

2) водным раствором соляной кислоты.

в) Железо реагирует с расплавленным гидроксидом калия в присутствии воздуха, образуя соединение Z, которое растворяется в воде; при этом получается раствор пурпурной окраски.

1) Образец водного раствора, содержащего 19,8 г Z и приблизительно 200 г серной кислоты в восстанавливали избыточным количеством цинка. Образец восстановленного раствора объемом обесцвечивает раствора калия, имеющего концентрацию Запишите уравнение реакции окисления в кислом растворе и вычислите число молей железа в исходного раствора вещества

Образец исходного раствора Z объемом был обесцвечен раствора сульфата имеющего концентрацию Полученный в результате смешивания раствор имел желтую окраску, и при добавлении в него водного раствора аммиака в нем образовывался красновато-коричневый осадок.

Какова степень окисления железа в соединении

Предположите, какую формулу имеет соединение Z, если известно, что оно содержит приблизительно 39% калня по массе.