![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() |
![]() |
ЦУ (ценные указания)
Задачник по общей и неорганической химии12. Химические свойства p-элементов12.2. Элементы VIА-группыЗадания
12.32. Исходя
из следующих данных об изотопном составе природных элементов, докажите
расчетом, что природный иод легче теллура:
Докажите на основании химических свойств правильность расстановки Д.И.
Менделеевым иода и теллура в VIIA- и VIA-группах соответственно,
несмотря на кажущееся нарушение физического принципа расположения элементов по
возрастанию относительной атомной массы. 12.33. Известны
температуры плавления и кипения халькогеноводородов H2Э:
Постройте график зависимости tпл = f(Zэ) и tкип = f(Zэ). Объясните аномальный (с
точки зрения периодичности) ход графиков. Методом экстраполяции найдите
гипотетические значения температур плавления и кипения воды по этим величинам
для остальных H2Э. Предскажите также значения tпл и tкип для H2Po. 12.34. Рассчитайте стандартную энергию Гиббса образования
газообразных халькогеноводородов при 298 K. Сделайте вывод о
сравнительной химической активности халькогенов в свободном виде, о термической
устойчивости и восстановительной способности халькогеноводородов. Предскажите
устойчивость и окислительно-восстановительные свойства H2Po. 12.35. Укажите, что означают записи O─I
и O1─, O─II, O2─. Рассмотрите следующие
термохимические уравнения: O(г) + е─∞ = O─(г); ─148 кДж O─(г) + е─∞ = O2─(г); +780 кДж Сделайте вывод о реальности существования ионов O─ и O2─. Как по-другому называют
величины ΔH° этих реакций? Рассчитайте
стандартную энтальпию образования газообразного иона O2─. Почему ион O2─ не может существовать в
водном растворе? 12.36. Что означают записи O+I
и O1+,
O+II, O2+. Рассмотрите следующие
термохимические уравнения: O(г) = O+(г) + е─∞;
+ 1314 кДж и O+(г) = O2+(г) + е─∞;
+ 3388 кДж Сделайте вывод о реальности существования ионов O+ и O2+. Как по-другому называют
величины ΔH° этих реакций? Какой ион
будет более устойчивым – O+ или O2+? 12.37. Рассчитайте при 298 K стандартную энергию Гиббса
процесса O2 = O2+ + е─∞. Как называют этот процесс? В каких условиях на практике он проводится?
Запишите названия частиц O2+, O2, O2─ и O22─. Охарактеризуйте их
магнитные свойства, изменение порядка, длины и энергии связей кислород–кислород
по методу молекулярных орбиталей. 12.38. Баллон емкостью
25 л наполнен газообразным кислородом под давлением 150 атм при
температуре 20 ºС. Определите
формульное количество вещества (моль) в баллоне. 12.39. Относительная плотность по дикислороду
для смеси (O3 и O2) равна 1,05. Определите
объемную долю (%) озона в смеси. 12.40. После пропускания 7,7 л дикислорода через озонатор
собрано 7,3 л газового раствора озона в дикислороде при p,
T = const. Определите объем (л) и объемную долю (%) озона. 12.41. Элементарные реакции разложения пероксида водорода H2O2(ж) = 2OH(г), H2O2(ж) = OH+(г) + OH─(г), H2O2(ж) = H(г)+ HO2(г) протекающие в закрытой системе при 298 K, термодинамически невыгодны
(докажите это расчетом). Однако пероксид водорода неустойчив и легко разлагается
по уравнению 2H2O2(ж) = 2 H2O(ж) + O2(г); ΔG°298 < 0 Объясните это кажущееся противоречие. 12.42. Сопоставьте окислительные свойства O2, O3 и H2O2 в щелочной среде. Докажите,
что иодид калия в щелочном растворе реагирует с O3 и H2O2, но не взаимодействует с O2. 12.43. Определите объем (л, н.у.) газа, который образуется
при взаимодействии избытка пероксида водорода в кислотной среде с
перманганат-ионами, содержащимися в 100 мл 0,45М раствора. 12.44. Рассчитайте массовую долю
пероксида водорода, если 25,12 мл его раствора (ρ = 1015 г/л) было израсходовано
на реакцию с перманганат-ионами, содержащимися в 100 мл 0,675 н. раствора
(среда нейтральная). 12.45. В природных водах мольная доля дейтерия
(изотоп 2H) составляет 0,05% (остальное – изотоп протий 1H).
Рассчитайте, сколько молекул воды состава 1H2O приходится
на одну молекулу изотопно-смешанной воды 1H2HO. 12.46. Обычно перекристаллизацию серы проводят из сероуглерода, так
как ks0 = 0,22 и ks40 = 1,00. Рассчитайте массу (г) очищенной серы, если
использовано 100 мл растворителя (ρ = 1263,2 г/л). 12.47. Что означают записи S─II
и S2─, S─I и S1─? Рассмотрите
термохимические уравнения S(г) + е─∞. = S─(г); ─200 кДж S─(г) + е─∞. = S2─(г); +590 кДж и сделайте вывод о реальном существовании ионов S─ и S2─. Как по-другому называют
величины ΔH° этих реакций? Почему ион S2─ (в отличие от иона O2─) может существовать в
водном растворе? 12.48. При 15 °С один объем воды (ρ =
1 г/мл) растворяет 2,95 объема сероводорода. Рассчитайте молярную концентрацию
(моль/л), массовую долю (%) и коэффициент растворимости сероводорода в насыщенном
растворе (объем раствора принять равным объему воды). 12.49. Определите молярную концентрацию (моль/л)
гидросульфид- и сульфид-ионов в 0,1М растворе сероводорода при 25 °С в отсутствие и в присутствии хлороводорода
с концентрацией 0,1 моль/л. 12.50. Сравните значения молярной концентрации сульфид-ионов в 0,1М
растворах: а) сероводорода; б) гидросульфида натрия при 25 °С. 12.51. Рассчитайте pH 0,1М раствора сульфида
натрия и тем самым докажите, что на склянке с этим раствором вместо надписи
«0,1М Na2S» можно было бы поместить
этикетку «…М NaHS + …М NaOH». 12.52. Рассчитайте pH в 0,1М растворе
сероводорода при 25 °С. Как будет изменяться
среда этого раствора при введении (порциями) сульфида натрия? 12.53. В двух стаканах находятся 0,1М растворы сульфатов марганца(II) и
меди(II). При добавлении равного объема 0,1М (насыщенного) раствора
сероводорода в первом стакане изменений нет, а во втором выпадает осадок.
Объясните, почему это происходит. Установите молярность раствора MnSO4, необходимую для выпадения
осадка MnS (значение ПР для свежеосажденного MnS примите равным 2,5 · 10─10
при комнатной температуре). Возможно ли на практике осуществить получение
осадка MnS в этих условиях? При замене 0,1М раствора сероводорода на 0,1М раствор
сульфида натрия осадок MnS выпадает. Почему? Дайте
обоснованный ответ. 12.54. Определите при 25 °С pH, при котором достигается
достаточно полное осаждение ионов Zn2+ (остаточная концентрация 1
· 10─6 моль/л) в виде сульфида, если осадителем является насыщенный
раствор сероводорода, содержащий 2,282 л (н.у.) газа в 1 л раствора. 12.55. При попытке получения сульфида аммония взаимодействием гидрата
аммиака с сероводородом образуется только гидросульфид аммония. Подтвердите это
расчетом константы равновесия и степени прохождения гипотетической реакции
между сульфидом аммония и водой при 25 °С.
При выводе расчетных формул равновесную концентрацию воды включите в константу
равновесия. 12.56. Определите массу (г) осадка, полученного при взаимодействии
избытка перманганат-ионов в водном растворе с 4,48 л (н.у.) сероводорода. 12.57. На образец стали массой 4,00 г, содержащей сульфидную серу,
действуют избытком разбавленной серной кислоты. Образующийся сероводород полностью
реагирует с 1,6 мл 0,05 н. раствора K[I(I)2]. Определите
массовую долю (%) серы в стали. 12.58. Промышленное получение сероводорода основано на прямом синтезе
из простых веществ: H2(г) + S(т) D H2S(г) (80
˚С) или 8H2(г) + S8(г) D
8H2S(г) (750
˚С) Установите, являются ли эти реакции экзо- или эндотермическими.
Составьте выражения для константы равновесия этих процессов и укажите влияние
термодинамических параметров (p, T,
c) на состояние равновесия. Почему условия второго синтеза являются
термодинамически более выгодными в закрытой системе? Предложите практический
способ отделения газообразной серы от сероводорода на выходе из реактора. 12.59. Определите значение объемной доли (%) сероводорода в
техническом газе, если 5 л (н.у.) этого газа затрачено на реакцию с 0,048 моль
дихромата калия в кислотной среде (остальные компоненты газа в реакцию не вступают). 12.60. Предельно допустимая концентрация
сероводорода в атмосфере промышленных зданий составляет 10 мг H2S на 1 м3
воздуха при 20 °C. Какой способ выражения
состава газового раствора задан этим значением? Рассчитайте предельно
допустимую массовую долю (%) сероводорода в воздухе (Mr = 29,08) при нормальном атмосферном давлении. 12.61. Сопоставьте уравнения реакций каждого набора: а) 2Al3+ + 3S2─ = Al2S3(т); ΔG°298 = 234 кДж 2Al3+ + 6H2O + 3S2─
= 2Al(OH)3(т) + 3H2S(г); ΔG°298 = ─268 кДж б) 2Bi3+ + 3S2─ = Bi2S3(т); ΔG°298 = ─ 595 кДж 2Bi3+ + H2O + 3S2─
= 2Bi(OH)3(т) + 3H2S(г); ΔG°298 = ─ 288 кДж Что произойдет при смешивании раствора соли алюминия или висмута(III) с
раствором сульфида натрия? Объясните результаты опытов. 12.62. Дисульфид(2-) натрия образуется при стоянии на воздухе водного
раствора сульфида натрия. Составьте уравнение реакции. Предскажите
геометрическое строение и химические свойства дисульфана (сравните с H2O2). 12.63. Сравните степень протолиза в 0,1М растворах Na2S, Na2(S4) и Na2(S)5 при 25 °С. Приведите все возможные доводы, согласно
которым образование ионов H(S4)─ и H(S5)─
протекает в водном растворе легче, чем образование иона HS─. 12.64. При высокой температуре (выше какого значения?) равновесие
синтеза H2(г) + Se(т) D
H2Se(г) cдвигается в сторону образования H2Se
(почему?), а при охлаждении в закрытой системе ─ в сторону распада
селеноводорода (откуда это следует?). К ответам на все вопросы дайте
термодинамическое обоснование. 12.65. Рассчитайте
молярную концентрацию (моль/л) гидроселенид- и селенид-ионов в 0,01М растворе
селеноводорода при 25 °С. 12.66. Определите,
будет ли (да, нет) в закрытой системе при 298 K термодинамически выгодной
реакция H2S(г) + SO2(г) D S(т) + H2O(г) которую используют в промышленности для получения серы. Найдите
значение температуры равновероятности протекания реакции. Следует ли на
практике значительно повышать температуру процесса? 12.67. Определите массу (г) твердого продукта реакции между 9,8 л
сероводорода и 17,5 л диоксида серы (н.у.). 12.68. Проводят реакцию между 0,01 моль SO2 (экв.) и 0,03 моль I2 (экв.) в водной среде.
Рассчитайте pH в конечном растворе объемом 10 л при 25 °С. 12.69. Определите массу (г) гептагидрата сульфита натрия, необходимую
для приготовления 500 мл 0,04 н. раствора, предназначенного для изучения
восстановительных свойств сульфита натрия. 12.70. При обжиге пирита Fe(S2) в дикислороде образуется
оксид железа(III) и диоксид серы. При некоторой температуре в
закрытой системе равновесная концентрация дикислорода составила 1,52 моль/л, а
диоксида серы ─ 3,27 моль/л. Рассчитайте значение константы равновесия. 12.71. Запах диоксида серы в воздухе ощущается при его содержании ³ 0,001 мл (н.у.) в 1 л
воздуха. Установите, существует ли (да, нет) опасность экологического загрязнения
атмосферы вблизи ТЭЦ, если в пробе воздуха объемом 100 мл (н.у.) обнаружено количество
SO2, эквивалентное сжиганию 1 г природного топлива, содержащего
2,86 · 10─4 % серы. 12.72. По методу валентных связей предскажите полярность и
реакционную способность молекул SO2 и SO3. Является ли (да, нет)
получение газообразного SO3 из SO2 и O2 термодинамически выгодным
процессом в закрытой системе при: а) 298 K; б) 1500 K?
Рассчитайте температуру равновероятности протекания процесса и укажите причины
использования катализатора (V2O5). 12.73. При разработке гидратной теории Д. И. Менделеев установил
существование при низких температурах трех твердых гидратов серной кислоты H2SO4 · nH2O, массовая доля воды в
которых равна 15,52, 26,87 и 42,36% соответственно. Установите формулы этих
гидратов. 12.74. Укажите химические процессы, которые протекают при введении
жидкой серной кислоты в избыток воды. Стандартная энтальпия смешивания 1 моль H2SO4 и 50 моль H2O равна ΔH°см = ─ 73 кДж. Какое
отношение имеет ΔH°см к приготовлению
разбавленных растворов серной кислоты из серной кислоты и воды? Рассчитайте
массовую долю (%) серной кислоты в растворе по указанным выше данным. 12.75. Определите
значение стандартной энтальпии реакции S(т) + 2O2(г) + H2(г) = H2SO4(ж); ΔH°х по следующим термохимическим уравнениям: I. S(т) + O2(г) =
SO2(г);
─ 297 кДж II. 2SO2(г) +
O2(г) =
2SO3(г);
─ 198 кДж III. 2H2(г) + O2(г) = 2H2O(ж); ─ 572 кДж IV. SO3(г) + H2O(ж) = H2SO4(ж); ─ 132 кДж 12.76. Определите,
является ли (да, нет) реакция SO3(г) + H2O(ж) = H2SO4(ж) термодинамически выгодной в закрытой системе при 298 K. Чем
(нагревателем, холодильником) необходимо снабдить реактор для увеличения выхода
продукта? Рассчитайте температуру равновероятности протекания реакции и
укажите, почему на практике концентрированную серную кислоту получают
пропусканием газообразного SO3 через водный раствор серной
кислоты, а не через чистую воду. 12.77. Составьте уравнения всех стадий получения серной кислоты в
промышленности, если источником серы является пирит Fe(S2). Рассчитайте массу (т)
пирита, необходимую для получения 100 т жидкой серной кислоты (потери серы
составляют 15%). 12.78. Составьте электрохимические уравнения процессов на катоде и
аноде для разбавленных водных растворов: а) H2SO4 б) K2SO4 в)
NaF г) NaOH д)
KCl е)
CuSO4 12.79. Проанализируйте
уравнения следующих реакций, протекающих при сплавлении реагентов, и подберите
коэффициенты: K2S2O6(O2)
+ KOH + KNO2 ® K2SO4 + KNO3 + H2O K2S2O6(O2)
+ KClO3 ® K2SO4 + O2 + ClO2 Укажите окислитель и восстановитель в каждой реакции. Поведение какого
соединения напоминают указанные свойства пероксодисульфата калия? 12.80. Определите массу (г) кристаллогидрата состава Na2SO3S · 5H2O,
необходимую для приготовления 500 мл 0,25 н. раствора, предназначенного для
проведения реакций с: а) Cl2; б) K[I(I)2]. 12.81. Сера с некоторым элементом образует пять соединений, для
которых известны следующие характеристики:
Установите формулы этих соединений и составьте их названия. 12.82. Назовите следующие вещества: (H3O)HSO4 H2SeO4 (NH4)2S2O6(O2) K2S4O6 Na2(S3) S2Cl2 H6TeO6 H2SO3(O2) (FeCuI)S2 CsCr(SO4)2 · 12H2O Rb2Zn(SO4)2 ·
6H2O
|| Содержание Задачника || || Содержание раздела "Студгородок" ||
|
![]() |
![]() |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() |
![]() |