НИЖЕГОРОДСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ (ФИЛИАЛ)
ФГБОУ ВПО МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ ИМЕНИ К.Г.РАЗУМОВСКОГО
Кафедра технических и естественнонаучных дисциплин
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Методические указания и контрольные задания
для студентов – заочников I курса
Нижний Новгород
Г.
Выбор варианта контрольных работ
Задания для контрольных работ содержат 25 вариантов. Студент выполняет 1 контрольную работу в соответствии с двумя последними цифрами своего шифра в зачетной книжке. Если в номере две последние цифры больше 25, то из них вычитают ближайшее меньшее число, кратное 25. Например, при шифре, оканчивающимся на 66, надо выполнять 16 вариант (66 – 25 ×2), на 00 - 25 вариант , на 42 – 17 вариант (42 – 25) и т. д.
Варианты контрольных заданий.
| № вар. | Номера заданий | |||||||||||
I.Основные законы химии.
Закон эквивалентов.Все вещества реагируют друг с другом в эквивалентных отношениях: m 1/m 2=Э1/Э2
где m1, m2- массы веществ 1 и 2,
Э1,Э2 - эквивалент (химический) веществ 1 и 2
Ээлемента равен отношению части массы элемента, которая присоединяет или замещает в химическом соединении одну атомную массу водорода или 1/2 атомной массы кислорода, к 1/12 массы атома 12С
В реакциях ионного обмена :
Экислоты= М кислоты/основность(число ионов водорода, участвующих в
реакции обмена)
Эоснования =М основания/кислотность(число гидроксильных групп,
участвующих в реакциях обмена)
Эсоли= М соли/сумма зарядов анионов (или катионов), участвующих в
реакции обмена
В окислительно-восстановительных реакциях :
Э окислителя ( восстановителя)=М/число принятых (отданных) электронов,
где М - молекулярная масса вещества
Закон Авогадро. В равных объемах идеальных газов при одинаковых температурах и давлении содержится одинаковое число молекул. При одинаковых условиях 1 моль любого газа занимает один и тот же объем, равный при н.у. (1,01х105 Па, 00 С) 22,4 л
Закон Бойля-Мариотта. При постоянной температуре давление ( Р), производимое данной массой газа, обратно пропорционально объему газа (V): Р2/Р1 = V1/ V2
Закон Гей-Люссака. При постоянном давлении объем газа (V) изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре (T):V1/ V2= T1/ T2
При постоянном объеме давление (Р) газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре (Т): Р1/ P2 = T1 / Т2
1. При сгорании 2,5 г металла образуется 4,72 г оксида металла.
Определите эквивалент металла.
2. Одно и тоже количество металла соединяется с 0.40 г кислорода и с
6,34 г одного из галогенов. Определите эквивалент галогена.
3. Для растворения 8,40 г металла потребовалось 7,35 г серной кислоты.
Определите эквивалент металла и объем выделившегося водорода
(н.у.).
4. Серная и ортофосфорные кислоты имеют одинаковую молекулярную
массу. Каково отношение масс этих кислот, пошедших на
нейтрализацию одного и того же количества щелочи, если
oбразовалось соответственно сульфат и дигидроортофосфат ?
5. При взаимодействии 11,90 г некоторого вещества с 5,50 г
хлороводорода получилось 8,80 г соли. Определите эквивалент
вещества и образовавшейсясоли.
6. На нейтрализацию 3,75 г винной кислоты идет 2,00 г гироксида натрия.
Определите эквивалент кислоты.
В задачах 7-8 определите эквивалент подчеркнутых соединений.
7. 2KMnO4+ 16HCl = 2MnCl2+ 2Cl2 + 2KCl + 8H2O
2KMnO4 + 3H2S = 2MnO2 + 3S + 2H2O + 2КОН
8. Fe(OH)3+ 2HCl = FeOHCl2 + 2H2O
2Fe(OH)3 + 3H2SO4= Fe2(SO4)3 + 3H2O
9. Определите какое количество ацетилена (л) при н.у. выделится
из 50г пищевого сырья с влажностью 2% при обработке его карбидом
кальция по реакции: CaC2+2H2O -> C2H2 + Ca(OH)2 ,
где H2O - влага пищевого сырья
10. Определите влажность (%) исследуемого пищевого сырья, если при
обработке 100 г этого сырья карбидом кальция выделилось 1,12 л
ацетилена (см. реакцию задачи 9).
11. Определите сколько граммов разрыхлителя - карбоната аммония
добавили к тесту, если при 2000С выделилось 1,12л СО2 по реакции
(NH4)2СО3 -> 2NH3+ СО2+ H2O
12. Определите сколько аммиака (мл) выделится при разложении
0,5г карбоната аммония при 2500 С (см. реакцию задачи 11).
13. Сколько углекислого газа (мл) выделится при добавлении 10,6г
питьевой соды в тесто, выпекаемое при 1500С по реакции
2NaHCO3 -> Na2CO3+ СО2+ H2O
14. На сколько градусов надо нагреть газ, находящийся в закрытом сосуде
при 00 С, чтобы давление его увеличилось вдвое?
15. Температура азота, находящимся под давлением 15,2 МПа, равна
170 С. При какой температуре давление азота достигнет предельного
значения, равного 20,3 МПа?
16. Давление газа, занимающего объем 2 л, равно 152 кПа. Чему будет
равно давление, если, не изменяя температуры, сжать газ до объема
1 л?
Строение атомов элементов.
17. Энергетическое состояние внешнего электрона описывается
следующими значениями квантовых чисел: n = 4, l = 1, ml = 0.
Определите какие элементы имеют такой электрон и составьте их
электронные формулы.
18. Для атома бора возможны два различных электронных состояния:
1s22s22p1 и 1s22s12p2 . Как называют эти состояния атома? Как перейти
от первого состояния ко второму?
19. Пользуясь правилом Хунда, распределите электроны по орбиталям,
отвечающим высшему энергетическому состоянию атомов: хлора,
кремния.
20. Пользуясь правилом Хунда, распределите электроны по орбиталям,
отвечающим низшему энергетическому состоянию атомов с
порядковыми номерами: 25 и 33.
21. Атомы каких элементов имеют следующее строение наружного
электронного слоя: 4s24p4 , 3s23p1?
22. Атомы каких элементов имеют следующее строение наружного
и предпоследнего электронного слоя: а)3s13p63d54s1 ; б) 4s24p64d25s2?
23. В каких группах и подгруппах ПСЭ находятся элементы с общей
электронной формулой валентных электронов а)(n-1)d2ns2; б) ns2np4
( n – номер периода) ?
24. Атомам и ионам каких элементов соответствует электронная формула
3s23p6 ?
3.Химическая связь.
В задачах 25-26 на основании распределения электронов внешнего энергетического уровня по квантовым ячейкам в нормальном и возбужденном состоянии определите возможные валентности атомов указанных элементов.
25. Углерода, серы.
26. Фосфора, брома.
В задачах 27- 31, исходя из значений электроотрицательности по Полингу, ответьте на вопрос:
27. Какая из связей Сa-H, C-S, I-Cl является наиболее полярной?
К какому из атомов смещено молекулярное электронное
облако?
28. В каком из фторидов: LiF, BeF2, BF3, CF4 связь Э-F будет
наиболее приближаться к ионной?
29. Как правильно расположить B-Cl, Na-Cl,Ca-Cl, Be-Cl в
порядке возрастания ионности связи?
30. Какая из связей в молекуле гидрокарбоната калия наиболее
приближена к ионной? Изобразите графическую формулу
этой соли.
31. Какая из связей в молекулах гидроксидов натрия и магния
наиболее ионная? Какой из гидроксидов будет легче
диссоциировать на ионы и почему?
32. Какие ковалентные связи называются s, p - связью?
Изобразите графически за счет перекрывания каких орбиталей они
образуются. Приведите примеры молекул содержащих эти связи.
Некоторые значения электроотрицательности элементов (по Полингу)
H
2.1
Li Be B C N O F
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
Na Mg P S Cl
0.9 1.2 2.1 2.5 3.0
K Ca Br
0.8 1.0 2.8
I
1.2
ПСЭ и изменение некоторых свойств элементов и их
Химических соединений.
Для решения задач на эту тему вспомните теорию электролитической диссоциации, понятия "окислитель", "восстановитель", обратите внимание на изменение заряда и радиуса рассматриваемых частиц (атомов, ионов) в зависимости от расположения элементов в ПСЭ.
33. Какой из гидроксидов будет проявлять основные, какой
амфотерные свойства?
а) Fe(OH)2 и Fe(OH)3 ; б) CuOH и Cu(OH)2; в) Mn(OH)2 и Mn(OH)4
34. Какое основание более сильное и почему?
а) Ca(OH)2или Zn(OH)2; б) Sr(OH)2 или Cd(OH)2;
в) Zn(OH)2 или Sr(OH)2
Радиусы ионов кальция, стронция, цинка, кадмия соответственно равны
0,99;1,12;0,83;0,97 А.
35. Как и почему изменяются кислотно-основные свойства оксидов и
гидроксидов марганца с изменением его степени окисления в ряду:
Mn(II) - Mn(IV) - Mn(VI) - Mn(VII) ?
В задачах 36-37 ответьте на вопрос: как и почему изменяются кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства кислот в ряду:
36. HClO – HClO2– HClO3 – HClO4
37. HF - HCl - HBr - HI
38. Как и почему изменяется восстановительная способность соединений
в ряду: NH3– PH3– AsH3– SbH3 ?
В задачах 39-40 определите окислитель и восстановитель в следующих реакциях, исходя и положения элемента в ПСЭ.
39. Cl2 + S + H2O
40. Cl2+ I2+ H2O
5. Ионные реакции обмена.
В задачах 41-48 составьте молекулярные, ионные и сокращенно-ионные уравнения реакций, протекающих между следующими соединениями:
41. а) хлоридом железа (III) и фосфатом натрия
б) гидроксидом цинка и гидроксидом калия
в) гидрокарбонатом кальция и гидроксидом кальция
42. а) сульфидом железа (II) и соляной кислотой
б) оксидом цинка и гидроксидом натрия
в) гидроксокарбонатом кадмия и азотной кислотой
43. а) сульфатом никеля (II) и фторидом калия
б) оксидом хрома (III) и гидроксидом натрия
в) гидрокарбонатом магния и соляной кислотой
44. а) нитратом свинца (II) и хроматом калия
б) гидроксидом алюминия и гидроксидом натрия
в) гидроксохлоридом кобальта (II) и соляной кислотой
45. а) нитратом серебра и хлоридом натрия
б) гидроксидом свинца (II) и гидроксидом калия
в) гидроксокарбонатом марганца (II) и соляной кислотой
46. а) хлоридом кальция и оксалатом аммония (NH4)2C2O4
б) гидроксидом олова (II) и гидроксидом натрия
в) гидроксокарбонатом меди (II) и серной кислотой
47. а) хлоридом стронция (II) и карбонатом аммония
б) оксидом алюминия и гидроксидом калия
в) гидрокарбонатом кальция и уксусной кислотой
48. а) сульфатом цинка и сульфидом аммония
б) оксидом свинца (II) и гидроксидом натрия
в) гидроксокарбонатом кобальта (II) и соляной кислотой
Растворы электролитов.
Электролитическая диссоциация (э.д.) -полный или частичный распад молекул на ионы под действием растворителя.
Электролиты -вещества, подвергающиеся э.д. и обладающие ионной
проводимостью.
Степень диссоциации a-доля молекул, подвергшихся э.д., мера э.д.:
сильные электролиты - 
a 
30%,cлабые электролиты a 
3%.
Константа диссоциации (ионизации) Кд-константа равновесияпроцесса э.д.
Для кислоты: HA « H++A- Кд=[H+] × [A-] / [HA]
для основания: MeOH«M+ + OH- Кд =[Me+] × [OH-] / MeOH
для слабых электролитов: Кд=a2См или a = 
По значениям Кд, приведенных в справочнике, можно судить о силе электролитов, в том числе кислот и оснований. Для сильных электролитов Кд³10 -1- 10-2 , для слабых Кд < 10-4. Чем больше значение Кд, тем сильнее электролит.
для слабых кислот [H+]= 
или [H+] = aСм
и оснований [OH-]= или [OH-] = aСм
Вода - слабый электролит H2O « H+ + OH-;
Kд = ([H+][OH-]) / [H2O] = 1,8х10-16, т.к. [H2O]=1000/18 = 55,5 моль/л, то
Кд × [H2O]=10-16× 55,5 = 10-14=[H+] × [OH-]
Ионное произведение воды Кв :Кв =[H+] × [OH-] = 10-14моль/л
Нейтральная среда[H+]=[OH-]=10-7моль/л
Кислая среда[H+]>10-7 моль/л, pH<7
Щелочная среда[OH-]<10-7 моль/л, pH>7
Водородный, гидроксильный показатели:pH = -lg[H+]; pOH = -lg[OH-]
pH+pOH=14 [H+]=-antlg pH , моль/л [OH-]=-antlg pOH , моль/л
65. Вычислите [H+] и pH в 0,001 м растворе молочной кислоты,
Кд=1,5×10-4.
66. Щавель содержит 0,3% щавелевой кислоты Н2С2О4. Вычислите [H+] и
pH щавелевого супа, полученного при варке 100 г щавеля в 1 л
раствора. Считать, что концентрация водородных ионов зависит только
от Кд по первой ступени, по значению которой щавелевую кислоту
можно отнести к сильным электролитам.
67. Вычислите [OH-], pOH и pH 0,02 м раствора аммиака, Кд 1 =1,8×10-5
68. Вычислите степень диссоциации a в 0,1н растворе
цианистоводородной кислоты, Кд=5,0 ×10-10
69. Вычислите молярную концентрацию уксусной кислоты при pH=4,
Кд=1,74 ×10-5.
70. Сколько мл 6% уксуса (плотность 1,07 г/мл) надо добавить к рассолу
при консервировании для получения 1л раствора с pH=4,
Кд =1,74 ×10-5?
71. Сколько граммов лимонной кислоты С6Н8О7 × Н2О (Кд = 7,4 × 10-4) нужно
добавить к 1 л винного сусла для понижения рН с 4,0 до 3,0? Считать,
что концентрация водородных ионов зависит только от Кд по первой
ступени.
72. Сколько граммов гидроксида калия содержится в 10 л раствора, рН которого равен 11?
Гидролиз.
Для правильного ответа на вопросы этой темы необходимо помнить, что:
1. Гидролизу подвергаются соли образованные:
а) слабым основанием, сильной кислотой (pH<7)
б) слабой кислотой, сильным основанием (pH>7)
в) слабым основанием, слабой кислотой (pH~7)
2. К сильным основаниям относятся основания, образованные
щелочными, щелочноземельными (Ca,Sr,Ba) металлами, Ra и Tl(I).
К сильным кислотам относятся кислоты с Кд 10-1 - 10-2 (например:
H2SO4, HNO3, HCl, HI, HIO3 и др. ).
3. Гидролизу подвергаются только растворимые в воде соли.
4. Гидролиз следует рассматривать как реакцию ионного обмена между
ионами соли и полярным растворителем – водой, представляющей собой
диполь H+-OH-.
5. В результате гидролиза образуются малодиссоциирующие продукты.
6. Гидролиз большинства солей - процесс обратимый. Необратимому
гидролизу с образованием осадков и выделением газа подвергаются
карбонаты и сульфиды некоторых металлов (Al3+, Cr3+ и др.) –
см. таблицу.
7. Процесс обратимого гидролиза многозарядных ионов протекает в
большинстве случаев только по первой ступени из-за накопления в
растворе H+или OH-, приводящих к сдвигу равновесия влево.
8. В реакциях обратимого гидролиза с одним гидролизующимся ионом –
слабым составляющим соли, взаимодействует только одна молекула
воды.
73. Какие из перечисленных ниже солей подвергаются гидролизу:
сульфат аммония, нитрат никеля (II), хлорид калия, фосфат
натрия? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения
происходящих реакций. Укажите рН водных растворов солей.
74. При сливании водных растворов карбоната калия и хлорида меди (II)
образуется осадок и выделяется газ. Составьте молекулярное и ионно-
молекулярное уравнение происходящей реакции.
75. В какой цвет будет окрашена лакмусовая бумажка в водных растворах
цианида калия, хлорида аммония, сульфита лития, нитрата натрия ?
Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнение
происходящих реакций.
76. Раствор кислоты и раствор основания смешали в эквивалентных
количествах . Для каких из перечисленных пар (кислота + основание)
раствор будет иметь нейтральную реакцию: а) NH4OH + HCl ,
б) NH4OH + СH3COOH , в) NaOH + СH3COOH ?
77. При сливании водных растворов нитрата хрома (III) и сульфида натрия
образуется осадок и выделяется газ. Составьте молекулярное и ионно-
молекулярное уравнение происходящей реакции.
78. При сливании водных растворов карбоната натрия и сульфата
алюминия образуется осадок и выделяется газ. Составьте
молекулярное и ионно-молекулярное уравнение происходящей
реакции.
79. В три пробирки, содержащие растворы хлорида цинка (II), добавили в
эквивалентных количествах: в первую – сульфид натрия, во вторую –
карбонат калия, в третью – воду. Составьте молекулярные и ионно-
молекулярные уравнения происходящих реакций. Укажите рН водных
растворов продуктов реакций.
80. Какие из перечисленных ниже солей подвергаются гидролизу с
образованием кислых солей: карбонат натрия, хлорид железа (III),
нитрат кальция? Cоставьте молекулярные и ионно-молекулярные
уравнения этих реакций.
Соли, подвергающиеся необратимому гидролизу, и продукты реакции гидролиза.
Соли Продукты реакции
Осадок газ
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
Сульфиды
Cr3+ , Al3+ Э(OH)3 H2S
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
Карбонаты
Cr3+, Al3+, Fe3+, Bi3+ Э(OH)3 CO2
Cd2+,Co2+, Cu2+, Mn2+,Pb2+, Zn2+, Ni2+ (ЭOH)2CO3 CO2
НИЖЕГОРОДСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ (ФИЛИАЛ)
ФГБОУ ВПО МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ