1. Какие процессы будут проходить на электродах при электролизе раствора сульфата меди и хлорида кадмия в случае использования активного анода? Решение: При прохождении электрического тока через раствор CuSO4 на катоде протекает процесс восстановления: Cu2+ + 2e = Cuo, а на аноде (Cu) процесс окисления самого медного анода: Сuo - 2ē = Cu2+. Таким образом, 0 = 0к 0а = 0. В растворе CdCl2 с анодом из Cd : катод: анод: токообразующая реакция Сd2+ +2ē = Сd , Сd 2ē = Сd2+ Сd2+ + Сd Сd + Сd2+ . 2. Для указанных оксидов укажите их характер и напишите формулы соответствующих гидроксидов: CaO, V2O5, PbO, Li2O. Решение. СаО - оксид кальция - образован металлом, поэтому имеет основной характер, следовательно, соответствующий ему гидроксид - Са(ОН)2; V2O5 - оксид ванадия (V) - образован переходным металлом в высшей степени окисления, поэтому является кислотным оксидом (ангидридом). Соответствующий гидроксид - ванадиевая кислота - HVO3; PbO - оксид свинца - является амфотерным оксидом, поэтому ему соответствует как кислота H2PbO2; так и основание - Pb(OH)2. Li2O – оксид лития - является основным оксидом, так как образован металлом и ему соответствует основание LiOH. 3. На восстановление 1,80 г оксида металла израсходовано 883 мл водорода (н.у.). Вычислить эквивалентные массы оксида и металла. Решение: Найдем эквивалентный объем водорода при нормальных условиях по формуле: 𝑉э (𝐻2 ) = 𝑉𝑚 𝐵(𝐻) · 𝑛(𝐻) где В(Н) – валентность водорода n(H) – число атомов водорода в молекуле простого вещества. 1 22,4 = 11,2 (л/моль) 1·2 В соответствии с законом эквивалентов массы (объемы) взаимодействующих веществ пропорциональны их эквивалентным массам (эквивалентным объемам) Тогда, применительно к условию задачи, можно записать: 𝑉э (𝐻2 ) = 𝑚оксида 𝑉(𝐻2 ) = 𝑀Э оксида 𝑉э (𝐻2 ) Отсюда: 𝑀Э оксида = 𝑀Э оксида = 𝑉э (𝐻2 ) · 𝑚оксида 𝑉(𝐻2 ) 11,2 · 1,8 ≈ 22,83 (г⁄моль) 0,883 Найдем эквивалентную массу кислорода в оксиде по формуле: 𝑀э (𝑂) = 𝑀(𝑂) 𝐵(𝑂) где М(О) – молярная масса атомов кислорода; В(О) – валентность кислорода; 16 = 8 (г⁄моль) 2 Эквивалентная масса сложного вещества равна сумме эквивалентных масс составляющих его частей. Тогда 𝑀э (𝑂) = 𝑀э оксида = 𝑀э металла + 𝑀(𝑂) → 𝑀э металла = 𝑀э оксида − 𝑀(𝑂) = 22,83 − 8 = 14,83 (г⁄моль) Ответ: 𝑀Э оксида = 22,83 (г⁄моль); 𝑀э металла = 14,83 (г⁄моль) 2 4. Рассмотреть образование связей в молекуле CO. Чему равна кратность связи в этой молекуле? а) Электронное строение молекул CO и CN с позиции метода ВС. Рассмотрим схему ВС молекулы СО (рис.1). За счет неспаренных электронов атомов образуется две связи (С=О), но в атоме кислорода имеется неподеленная электронная пара, а у тома углерода вакантная АО. Атом кислорода при этом называют донором, а углерода акцептором электронной пары. Связь, образованная по такому механизму называется донорно-акцепторной. Таким образом, в молекуле СО между атомами образуется тройная связь, кратность связи равна трем. Кратность связи – число связей между атомами двух элементов. Чем больше кратность связи, тем больше энергия связи и тем меньше длина связи. Рисунок 1 - Схема ВС для молекулы СО 5. Дать названия следующим комплексным соединениям: K3[Fe(CN)6], [Cu(NH3)6]SO4, [CoF3(H2O)3]. K3+[Fe+3(CN)6]3 комплекс анионного типа, поэтому название заканчивается суффиксом -ат . Степень окисления центрального атома указывают римскими цифрами в скобках гексационоферрат (III) калия; [Cu+2(NH3)6]+2SO4 комплекс катионного типа сульфат гексааммин меди (II); [Co+3F3(H2O)3]o нейтральный комплекс (неэлектролит) центральный ион называют без указания его степени окисления триакватрифторокобальт, так как фтор в соединениях всегда F. 3 6. В системе: CO + Cl2 →COCl2 равновесные концентрации веществ составляют [CO2]р = 0,3; [CO]р = 0,2; [COCl2]р = 1,2 моль/л. Вычислить константу равновесия системы и исходные концентрации CO и Cl2. Решение: Найдем константу равновесия, подставив числовые значения равновесных концентраций в выражение константы равновесия: Kc [ COCl 2 ] 1,2 20 . [ CO ] [ Cl 2 ] 0 ,3 0 ,2 Исходная концентрация реагента равна сумме равновесной и израсходованной к моменту равновесия. Из уравнения реакции видно, что для образования 1 моль COCl2 расходуется по 1 моль СО и Cl2. Следовательно, [CO]исх = [CO]p + [CO]изр = 0,2 + 1,2 = 1,4 моль/л. [Cl2]исх = [Cl2]p + [Cl2]изр = 0,3 + 1,2 = 1,5 моль/л. 4
