Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Свойства элементов и их соединений

Задача 1. Какую степень окисления может проявлять водород в своих соединениях? Приведите примеры реакций, в которых газообразный водород окислитель, и в которых – восстановитель.

Решение:

Водород в своих соединениях может проявлять следующие степени окисления:

1) -1 (Na+H-1)

2) 0 (H20)

3) +1 (Н+Cl; H2+O-2)

2 H20 + O20 = 2 H2+O-2

2* H20 -2ê 2 H+ H20 -восстановитель процесс окисления
  O20 +4ê 2O-2 O20- окислитель процесс восстановления
2 H20 + O20 = 2 H2+O-2          
                   

H20 + 2 Na0 = 2 Na +Н-

  H20 +2ê 2 H-1 H20 - окислитель процесс восстановления
2* Na0 +1ê Na+ Na0 - восстановитель процесс окисления
2 H20 + O20 = 2 Na +Н-1          
                   

Задача2. Какие реакции нужно провести, имея азот и воду, чтобы получить нитрат аммония?

Составьте уравнения соответствующих реакций.

Решение:

Нитрат аммония: NН43

1) Электролиз: 2 Н2О → 2Н2 + О2

2) давление (≈ 300 атм.), температура, катализатор (Pt):

N2 + 3Н2 ↔ 2 NН3

3) катализатор, температура

4 NН3 + 5 О2 → 4 NО + 6Н2О

4) 2NО + О2 → 2NО2

5) 2NО2 + Н2О → НNО2 + НNО3

Или:

4NО2 + О2 + 2Н2О → 4 НNО3

6) NН3 + НNО3 → NН43

Задача 3. Кусок латуни обработали азотной кислотой. Раствор разделили на две части. К одной из них прибавили избыток раствора аммиака, к другой – избыток раствора щелочи. Какие соединения цинка и меди образуются при этом? Составьте уравнения соответствующих реакций.

Решение:

Латунь представляет собой сплав меди и цинка.

Цинк является активным металлом

Е0(Zn 2+/ Zn 0) = - 0,763 В

Медь в ряду напряжений стоит после водорода:

Е0(Cu2+/ Cu 0) = + 0,34 В

Нормальный окислительный потенциал азотной кислоты:

3-1 + 3 Н+ + 2 е = НNО2 + Н2О Е0 = + 0,94
3-1 + 2 Н+ + 1 е = 2 + Н2О Е0 = + 0,80
3-1 + 4 Н+ + 3 е = NО + 2 Н2О Е0 = + 0,96
2NО3-1 + 12 Н+ + 10 е = N2 + 6 Н2О Е0 = + 1,24
3-1 + 10 Н+ + 8 е = 4+ + 3 Н2О Е0 = + 0,87

 

Если кислота – концентрированная, то:

Zn + 4 НNО3 = Zn (NО3)2 + 2 NО2 + 2 Н2О

Cu + 4 НNО3 = Cu (NО3)2 + 2 NО2 + 2 Н2О

Если кислота – разбавленная, то:

Цинк активный металл:

5 Zn + 12 НNО3 = 5 Zn (NО3)2 + N2 + 6 Н2О

3 Cu + 8 НNО3 = 3 Cu (NО3)2 + 2 NО + 4 Н2О

Полученные растворы нитрата цинка и нитрата меди разделили на две части:

1) добавили аммиак - получаются аммиачные комплексы

Zn (NО3)2 + 4 NН3 = [Zn(NН3)2] (NО3)2

Cu (NО3)2 + 4 NН3 = [Cu (NН3)2] (NО3)2

2) во вторую пробирку добавили избыток раствора щелочи:

Cu (NО3)2 + 2 КОН = Cu (ОН)2 ↓ + 2 КNО3

Выпадает осадок синего цвета Cu (ОН)2 и студенистый осадок белого цвета Zn (ОН)2:

Zn (NО3)2 + 2 КОН = Zn (ОН)2 ↓ + 2 КNО3

но Zn (ОН)2 - амфотерный гидроксид, поэтому он в избытке щелочи будет растворяться:

Zn (ОН)2 + 2 КОН = К2 [Zn (ОН)4]

 

Задача 4. Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления превращений:

Na2Cr2O7 → Na2CrO4 → Na2Cr2O7 → CrCl3 →Cr (OH) 3

Решение:

Na2Cr2O7 + 2 NaOH = 2 Na2CrO4 + Н2О

Na2CrO4 + 2 НCl = Na2Cr2O7 + 2 NaCl + Н2О

Na2Cr2O7 + 14 НCl = 2 CrCl3 + 3 Cl2↑ + 2 NaCl + 7 Н2О

CrCl3 + 3 NaOH = Cr (OH) 3↓ + 3 NaCl

Жесткость воды

Задача 1. Какие ионы надо удалить из природной воды, чтобы сделать ее мягкой? Введением, каких ионов можно умягчить воду? Составьте уравнения соответствующих реакций.

Какую массу Ca(OH)2 надо прибавить к 2,5 л воды, чтобы устранить ее жесткость, равную 4,43 ммоль/л?

Решение:

Временная жесткость определяется наличием в воде Ca(HСO3)2 и Mg(HСO3)2, которые при кипячении выпадают в осадок в виде карбонатов:

Ca(HСO3)2 → CaСO3 + СO2 + H2O

Mg(HСO3)2 → MgСO3 + СO2 + H2O

Постоянная жесткость определяется наличием ионов Ca2+; Mg2+; а так же ионов Fe3+; Cl-; SO42-; РO43-. Кипячением их не устранить.

В этом случае смягчают воду содой Na2СO3 или гашеной известью Ca(OH)2.

Ca2+ + СO32- → CaСO3

Mg2+ + 2ОН- → Mg (OH)2

Уравнения:

Mg(HСO3)2 + 2 Ca(OH)2 = 2 CaСO3 + Mg (OH)2 + 2 H2O

Ca(HСO3)2 + Ca(OH)2 = 2 CaСO3 + 2 H2O

Молярная масса эквивалента Ca(OH)2 равна 74/2 = 37 г/моль

В 2,5 л воды содержится:

2,5 л * 4,43 ммоль/л = 11,075 моль солей, обусловливающих жесткость воды.

Для устранения жесткости следует прибавить:

11,075 * 37 = 409 мг извести

Ответ: 0,409 г Ca(OH)2

Введение в органическую химию

Задача 1. Напишите уравнения реакций получения ацетилена и превращения его в ароматический углеводород. При взаимодействии, какого вещества с ацетиленом образуется акрилонитрил?

Решение:

Ацетилен СН≡СН

Получение ацетилена:

1) из карбида кальция

СаС2 + 2 Н2О → С2 Н2↑ + Cа(OH)2

2) из дигалогенпроизводных, действием спиртового раствора щелочи:

СН2Cl - СН2Cl + 2 КОН → С2 Н2↑ + 2 КCl + 2 Н2О

3) из природного газа при их термическом или электрокрекинге:

t = 15000С

2 СН4 → С2 Н2↑ + 3 Н2

4) производные ацетилена - алкилированием металлических производных ацетилена:

СН3 – I + Na – С ≡СН → СН3 – С ≡СН + Na I

Реакция полимеризации трех молекул ацетилена при 4500С и катализаторе (активированный уголь) дает по реакции Н.Д. Зеленского ароматический бензол.

3 СН≡СН → С6 Н6

бензол

 

Присоединение синильной кислоты к ацетилену в присутствии (CuCI2 + NH3)

дает акрилонитрил:

СН≡СН + Н – СN → СН2 = СН – СN (акрилонитрил)

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-11

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...