Окислительные свойства свободных галогенов

 

Опыт 2.2.1 Взаимодействие хлора, брома, йода

С галогенидионами

 

В три пробирки внести по 3...5 капель растворов: в первую бромида калия или натрия, в две другие - иодида калия или натрия. Во все пробирки добавить по 4...5 капель толуола. В две пробирки с растворами бромида и иодида добавить по 2...4 капли хлорной воды, в третью пробирку с раствором иодида калия - бромной воды. Содержимое пробирок осторожно встряхнуть. Отметить происходящие при этом изменение окраски.

 

Опыт 2.2.2 Окисление бромом магния или цинка

 

Внести в пробирку 3...5 капель бромной воды и немного порошка магния или цинка. Перемешать стеклянной палочкой. Отметить обесцвечивание бромной воды.

Написать уравнения соответствующих реакций, описать признаки реакций.

Ответьте на следующие вопросы:

· С какой целью при получении галогенов в пробирки добавляют толуол? Что наблюдается при этом и как называется это явление?

 

· Что представляет собой хлорная и бромная вода? Какая из них является более сильным окислителем? Почему? Сопоставьте теоретические рассуждения со справочными данными окислительно-восстановительных потенциалов.

 

· Как можно объяснить обесцвечивание бромной воды в опыте 2.2.2?

 

Сравнение восстановительных свойств галогеноводородов

И галогенид-ионов

 

Опыт 2.3.1 Восстановление серной кислоты

 

В три пробирки раздельно внести по 2...3 микрошпателя хлорида, бромида и иодида натрия или калия. В каждую пробирку добавить по 3...4 капли концентрированной серной кислоты (пл.1,84г/см³). Наблюдайте появление белого дыма в начале реакции.

На образование каких веществ это указывает? Отметьте выделение бурых паров брома и фиолетовых - йода в соответствующих пробирках. По запаху (ОСТОРОЖНО!) определите выделение диоксида серы - во второй и сероводорода- в третьей пробирках.

 

Опыт 2.3.2 Восстановление дихромата калия

 

В три пробирки внести по 2...4 капли дихромата калия, подкислить 1...2 каплями 2н серной кислоты, добавить по 2...3 капли в первую пробирку иодида калия или натрия, во вторую - столько же какого-либо бромида, в третью - хлорида натрия.

Растворы перемешать чистой стеклянной палочкой. В каком случае восстановление дихромата калия произошло?

Составить уравнения реакций, описать их признаки.

Ответьте на следующие вопросы:

· Почему при внесении H₂SO_{4 конц}. в пробирку с хлоридом калия протекает обменная реакция, а в пробирках с бромидом и иодидом калия - окислительно-восстановительные реакции?

· Раствор K₂Cr₂O₇ имеет оранжевую окраску. Если дихромат калия взаимодействует с бромидом калия, то должен образоваться бром, также имеющий оранжевую окраску. Таким образом, внешние признаки реакции как бы “отсутствуют”. Как можно подтвердить или опровергнуть протекание реакций? Экспериментальные данные сопоставьте с теоретическими расчетами. Согласуются ли они между собой?

 

· В какой последовательности изменяются восстановительные свойства галогенид-ионов? Как это можно объяснить?

 

Техника безопасности

 

Все опыты со свободными галогенами, галогеноводородными и другими концентрированными кислотами ПРОВОДИТЬ ТОЛЬКО В ВЫТЯЖНОМ ШКАФУ И С БОЛЬШОЙ ОСТОРОЖНОСТЬЮ.

В случае отравления хлором или парами брома пострадавшего следует немедленно вывести на свежий воздух и дать понюхать разбавленный раствор аммиака (2-3%) и этиловый спирт. На грудь и горло положить холодные компрессы.

При попадании жидкого брома на кожу его следует удалить сухим ватным тампоном, затем тщательно промыть кожу 10% раствором соды. При серьезном отравлении необходимо вызвать скорую помощь.

 

3 ВОПРОСЫ К КОЛЛОКВИУМУ ПО ТЕМЕ: “ГАЛОГЕНЫ ”

1. Характерные степени окисления фтора, хлора, брома, йода?

2. В каких сосудах можно хранить фтороводород? Как называется его водный раствор? Какие еще фторсодержащие кислоты вы знаете?

3. Чем объясняется низкая степень диссоциации фторо-водородной кислоты?

4. Как изменяется сила кислот в ряду: HF- HCl- HBr- HJ, и как это можно объяснить? Дайте систематические и тривиальные названия кислот.

5. Как получают галогенводородные кислоты?

6. Как называются оксиды, оксокислоты и соответствующие им соли?

7. Охарактеризуйте кислотные, окислительно-восстанови-тельные свойства оксокислот хлора, их устойчивость в водных растворах.

8. Какими способами можно получить бром?

9. Какие реакции протекают при взаимодействии концентрированной серной кислоты с хлоридом натрия, с бромидом натрия, с иодидом натрия? Напишите уравнения соответствующих реакций. Объясните, почему реакции протекают различным образом.

10. Какой состав имеют хлорная, бромная, йодная вода? Напишите уравнения взаимодействия хлорной воды с раствором гидроксида натрия.

11. Чем объяснить, что энергия диссоциации молекул галогенов увеличивается от фтора к хлору и уменьшается от хлора к йоду?

12. Чем объяснить повышение температур плавления и кипения в ряду свободных галогенов?

13. Как изменяется сила кислот в ряду: HClO-HBrO-HJO? Как изменяется окислительное действие этих кислот?

14. Какова растворимость йода в воде, спирте и других органических растворителях? Чем объясняется растворимость йода в растворе иодида калия?

15. В какой степени окисления находятся галогены в природных соединениях? Чем это объясняется?

16. Какова концентрация галогенводородных кислот, поступающих в продажу?

 

 

Задачи для домашних заданий

 

1. Напишите химические формулы для каждого из перечисленных ниже соединений и укажите степени окисления всех элементов, входящих в соединение: а) иодат-ион; б) трииодид калия; в) иодид фосфора (III); г) фторноватистая кислота.

2. Напишите химические формулы для каждого из перечисленных ниже соединений и укажите в каждом из них степени окисления всех элементов: а) хлорноватая кислота; б) трифторид брома; в) окситетрафторид ксенона; г) йодная кислота.

 

3. В таблице даны некоторые свойства галогенидов серебра. Найдите проблемы, сформулируйте их и объясните.

 

Формула	DН^0обр., кДж/моль	Растворимость, моль/л
AgF AgCl AgBr AgJ	ѕ205 — 126 ѕ 100 — 63	15,0 1×10^-5 5×10^-7 6×10^-9

 

4. В каком валентном состоянии хлор может быть только окислителем? Привести примеры и написать структурные и электронные формулы.

5. Закончите уравнение окислительно-восстановительной реакции:

Br₂ + KCrO₂ + KOH ® K₂CrO₄ +....

Рассчитайте, сколько брома расходуется на окисление 250 мл 0,1 н раствора хромита калия.

6. Возможна ли реакция между KClO₃ и MnO₂ в кислой среде? Ответ дайте на основании расчета ЭДС окислительно-восстановительного процесса.

7. Рассчитайте ЭДС системы:

+ J ^- + H⁺ ® J₂ + H₂O

при концентрации H⁺ -ионов, равной 1 моль/л и 1Ч10^-3 моль/л, если были взяты децимолярные растворы KJO₃ и KJ. Закончите уравнение окислительно-восстановительной реакции.

8. В каком валентном состоянии хлор может быть только восстановителем?

Напишите электронные и структурные формулы. Приведите 2...3 примера реакций.

9. Используя электронно-ионный метод, закончите уравнение окислительно-восстановительной реакции:

Ca(OH)₂ + Br₂ ® Ca(BrO₃)₂ + CaBr₂ + H₂O.

К какому типу окислительно-восстановительных реакций она относится. Определите эквиваленты окислителя и восстановителя.

10. Опишите химические свойства галогеноводородов и объясните, почему свойства HF существенно отличаются от свойств аналогов.

11. Реакции выражаются схемами:

HJO₂ + P + H₂O ® H₃PO₄ + HJ,

Cl₂ + H₂S + H₂O ® H₂SO₄ + HCl.

Составьте ионно-электронные уравнения, укажите окислитель и восстановитель. Рассчитайте эквивалентные массы окислителя и восстановителя.

12. Вычислите потенциал серебряного электрода в насыщенном растворе бромида серебра (ПР_AgBr = 6 Ч 10^-13), содержащем, кроме того, 0,1 моль/л бромида калия.

13. Предскажите, какая из реакций возможна:

CaCl₂(к) + F₂(г) = CaF₂(к) + Cl₂(г),

CaF₂(к) + Cl₂(г) = CaCl₂(к) + F₂(г).

Проверьте правильность предсказания расчетами с использованием справочных данных.

14. Как изменится ЭДС системы:

MnO₄^- + H₂S + H⁺ ® Mn²⁺ + S + H₂O,

если концентрацию [H⁺] - иона увеличить с 0,005 н до 0,1 н?

 

15. Расставьте, используя электронно-ионный метод, коэффициенты в уравнении:

CrCl₃ + Br₂ + KOH ® K₂CrO₄ + KBr + KCl + H₂O.

Рассчитайте ЭДС системы

().

16. Ответьте, какие из указанных ниже реакций возможны?

а) KJ + Br₂ ®? в) KCl + J₂ ®?

б) KJO₃ + Cl₂ ®? г) KClO₃ + Br₂ ®?

Закончите возможные реакции.

 

17. Сравните стандартные окислительно-восстановительные потенциалы систем:

ClO^-_n + nH₂O + 2ne^- Cl^- + 2nOH^- (n=1, 3, 4).

Как изменяется химическая активность в ряду

ClO^- ® ClO₃^- ® ClO₄^-?

18. Могут ли совместно существовать: а) хлорная вода и бромистый водород, б) хлорное железо и иодид калия? Ответ дать, используя окислительно-восстановительные потенциалы.

19. Определите направление окислительно-восстановительной реакции:

S + HJ + H₂O HJO₃ + H₂S,

используя значения окислительно-восстановительных потенциалов. Закончите уравнение ионно-электронным методом.

20. Вычислите электродный потенциал системы ClO₃^- / Cl^-, если концентрации ионов [ClO₃^-]=0,1 моль/л, [Cl^-]=5Ч10^-4 моль/л, [H⁺] = 1Ч10^-2 моль/л.

21. Рассчитайте электродный потенциал системы

ClO₄^- + 8H⁺ + 8e Cl^- + 4H₂O

в начальный момент при концентрации ClO₄^- ионов, равной 0,1 моль/л, концентрации [H⁺] - ионов, равной 1Ч10^-3 моль/л.

22. При взаимодействии хлорной кислоты с иодом выделяется хлор и образуется метаиодная кислота, которая превращается в ортоиодную. Напишите уравнения этих реакций, подобрав коэффициенты ионно-электронным методом.

23. Пользуясь таблицей стандартных окислительно-восстанови-тельных потенциалов, определите возможность окисления соляной кислоты действием FeCl₃, H₂SO₄, NaClO, H₂O₂, KMnO₄, NaBiO₃. Там, где реакции возможны, напишите уравнения, расставив коэффициенты ионно-электронным методом.

24. Закончить уравнение реакции: Cl₂ +J₂ + H₂O ®.

Чему равны эквиваленты и молярные массы эквивалентов окислителя и восстановителя в этой реакции.

 

 

25. Закончить уравнение

NaClO + KJ + H₂SO₄ ®

и подобрать электронно-ионным методом коэффициенты.

26. Составьте уравнения реакций, которые надо провести, чтобы осуществить превращения:

Cl₂ ® HCl ® Cl₂ ® KClO₃ ®KCl.

27. При пропускании хлора через раствор KJ появившаяся вначале бурая окраска исчезает, и раствор становится бесцветным. Как это можно объяснить?

28. Составьте полное уравнение реакции, которую надо провести, чтобы восстановить ClO₃^- до Cl^-. В качестве восстановителя использован Fe²⁺_aq, который переходит в . Среда кислая. Вычислить стандартное значение ЭДС для этой реакции.

29. Перечислите все отличия химии фтора от химии остальных галогенов.

30. Используя электронно-ионный метод, составьте полное уравнение реакции

KClO₃ + HCl ®.

31. Перечислите все отличия химии HCl от химии HClO₄.

32. Почему для получения чистого бромистого водорода и йодистого водорода нельзя пользоваться реакцией между их солями и концентрированной серной кислотой? Какие существуют способы получения этих веществ?

33. Что называется хлорной водой? Как доказать, что в хлорной воде одновременно находятся соляная кислота, хлорноватистая кислота, растворенный хлор и вода? Как объяснить исчезновение окраски и запаха хлорной воды при добавлении к ней раствора гидроксида натрия? При подключении нейтрализованного раствора хлорной воды чувствуется запах хлора. Чем можно объяснить это явление? Напишите уравнения реакций.

34. Составьте полное химическое уравнение для каждой из перечисленных ниже реакций:

 

 

а) бром образует гипобромит-ион при взаимодействии с водным раствором основания;

б) бром реагирует с водным раствором пероксида водорода, и при этом выделяется кислород;

в) бромоводород образуется при нагревании бромида кальция с фосфорной кислотой;

г) бромоводород образуется при гидролизе бромида алюминия.

35. Почему для получения хлороводорода берут сухую поваренную соль и 70%-ный раствор серной кислоты? Можно ли увеличить концентрацию водного раствора хлороводорода, если упаривать 10%-ный (30%-ный) раствор?

36. Для окисления золота используют раствор фторида крип- тона (II) в растворе HF.

Какую роль в этой реакции играет HF? Расскажите об особенностях химии HF.

37. Имеется немало реакций, у которых, несмотря на одинаковые исходные вещества и продукты, стехиометрические коэффициенты уравнений различны. Например, при разложении HClO₃ справедливы два уравнения:

а) HClO₃ = HClO₄ + Cl₂ + 2O₂ + H₂O,

б) 11HClO₃ = 5HClO₄ + 3Cl₂ + 5O₂ + 3H₂O.

Как это можно объяснить?

38. Какие из ионов: Au³⁺, Cu⁺, Zn²⁺, Al³⁺, Na⁺ способны окислить ионы Br ^-, Cl ^- ?

39. Составьте сбалансированные уравнения полуреакций и полное ионное уравнения реакции восстановления до Cl₂ хлорид-ионном в водном растворе. Вычислите стандартный потенциал этой реакции.

40. Опишите химические свойства чистого жидкого хлороводорода и его водного раствора (соляной кислоты). В чем причина различия их химической активности? Области их применения?

41. Будут ли идти следующие реакции:

HBrO₃ + J₂ ®, KF + Cl₂ ®,

KBrO₃ + Cl₂ ®, NaBr + J₂ ®,

HClO₃ + Br₂ ®, NaJ + Br₂ ®.

42. Соляную кислоту получают в настоящее время растворением хлористого водорода в специальных поглотительных башнях. Использовавшийся ранее «сульфатный» метод получения кислоты (взаимодействие NaCl c H₂SO_4(конц.)) применяют в основном в лабораторных условиях. Перечислите преимущества нового способа по сравнению с «сульфатным».

43. Какими галогенами можно вытеснить бром из растворов бромида калия и бромата калия? Напишите соответствующие уравнения реакций в молекуляной и электронно-ионной форме.

44. Как можно получить оксокислоты хлора? Опишите их свойства. Сравните окислительную способность кислот с солями - производными этих кислот.

45. Вычислите рН 0,05 молярных растворов хлороводородной и фтороводородной кислот. В чём разница между этими кислотами?

46. В трех пробирках находится хлорид калия, бромид калия, иодид калия. Как опытным путем определить содержимое каждой из пробирок?

47. Что такое «травление стекла»? Какая реакция лежит в основе этого процесса?

48. Хлор используется для обеззараживания воды. Каков химизм обеззараживающего действия хлора? Можно ли для этой цели использовать другие галогены?

49. Составьте сбалансированные уравнения полуреакций и полное уравнение реакции окисления йода хлорноватой кислотой. В какой среде может протекать эта реакция? Ответ подтвердить расчетом ЭДС.

50. При растворении хлора и брома в воде получают хлорную и бромную воду. А почему нельзя приготовить фторную воду? Можно ли приготовить иодную воду?

51. Молекулу SCl₂ можно представить в виде двух моделей: а) без гибридизации; б) с SP³-гибридизацией электронных облаков. Сравните полученные модели (геометрия, угол связи). Сделайте вывод, какие облака (гибридизованные или нет) образуют химические связи в данной молекуле.

 

52. Почему существуют соли состава MeHF₂, но не существует гидрохлориды, гидробромиды, гидроиодиды (например: KHCl₂, KHBr₂)?

53. Чем объяснить уменьшение дипольных моментов молекул в ряду галогеноводородов:

HF HCl HBr HJ

mЧ10^-30 клЧм 5,79 3,43 2,53 1,27?

 

54. Как изменяются межъядерное расстояние и энергия связи в ряду F₂ - Cl₂ - Br₂ - J₂, и чем это объясняется?

55. Известно, что HClO₃ в свободном состоянии не существует, тогда как KClO₃ вполне устойчив. Как можно объяснить этот факт?

Пойдет ли реакция, если смешать: а) подкисленные KClO₃ и KJ; б) нейтральные растворы KClO₃ и KJ? Ответ обосновать расчетами.

56. Экспериментально показано, что ионы имеют линейную структуру. Центральные атомы несут положительный эффективный заряд, а периферические - отрицательные. Опишите строение ионов с позиций ЛКАО МО.

57. Опишите пространственную структуру MgCl₂ и MgF₂. Определите состояние гибридизации электронных орбиталей. Объясните, почему у MgCl₂ угол связи равен 180⁰, а у MgF₂ он не равен 180⁰.

58. Могут ли атомы галогенов образовывать ионные, полярные, ковалентные неполярные связи? Как согласуется эта способность атомов с величинами их потенциалов ионизации и сродства к электрону? Какие связи образуются в молекулах ClF, BrF, BrCl, JBr?

59. Из двух процессов:

H+Cl = H⁺ + Cl^- , (1)

H+Cl = H^- + Cl⁺ (2)

какой наиболее вероятен?! Почему? Какие данные нужны для ответа на этот вопрос?

60. Укажите важнейшие причины того, что йод образует молекулы JF₇, тогда как хлор образует устойчивые молекулы ClF, неустойчивые ClF₅ и не образует молекул ClF₇.

61. В водном растворе протекает реакция:

J₂+H₂S=2HJ+S, DH⁰=-73,3 кДж.

В газообразном состоянии реакция протекает в противоположном направлении

2HJ+S=J₂+H₂S, DH⁰=-20,9 кДж.

Объясните, почему?

62. Приведите все возможные объяснения того, что йодная кислота имеет формулу H₅JO₆, а не аналогичную с хлорной HClO₄.

63. В народном хозяйстве широко используется так называемая белильная известь (перечислите области применения). Приведите все принятые формулы написания этого соединения. Какая из них по вашему мнению, более точно отражает строение и свойства этого соединения?

64. В ряду HgCl₂ - HgBr₂ - HgJ₂ растворимость в воде резко падает (0,27, 0,017, 0,00013 моль/л). HgF₂ очень хорошо растворим, но сразу же гидролизуется с образованием HF и оксида. Объясните эти факты (растворимость, гидролиз).

65. В сосуде находится смесь газов HF, HCl, HBr, HJ. Газовая смесь выходит наружу через очень маленькое отверстие. Предскажите, как отличается состав выходящей смеси от состава оставшейся в сосуде?

66. На основании данных таблицы вычислите константы диссоциации в водных растворах HF, HCl, HBr, HJ при t=25^oC. Объясните данные таблицы и результаты вычислений.

 

	DН^0дис кДж/моль	DSдис Дж/моль
HF	-12,6	-87,1
HCl	-57,4	-56,1
HBr	-63,6	-38,1
HJ	-59,0	-13,4

 

67. Галогениды хромила CrO₂Г₂ существует только для хлора и фтора, но не для брома и йода. Почему?

68. При взаимодействии железа с хлором образуется FeCl₃ с бромом - FeBr₂. Почему?

 

69. При растворении хлора в воде протекает реакция

Cl₂+H₂O=HClO+HCl DH⁰=6 ккал.

Ответьте на следующие вопросы:

· Как влияет на смещение равновесия повышение

температуры?

· Как влияет на смещение равновесия воздействие

солнечного света?

70. Ниже приводятся значения энтальпии следующих веществ (кДж/моль):

NaF (кр) NaCl (кр) NaBr (кр) NaJ (кр)

-573 -411 -361 -288.

На основании этих данных предскажите

а) как будет изменяться растворимость этих веществ в воде?

б) как будут изменяться окислительно-восстановительные

свойства?

Чем обусловлен такой ряд значений DH⁰?

71. При действии хлора на d-элементы VI группы образуются CrCl₃, MoCl₅, WCl₆ Почему составы хлоридов различны?

72. Объясните тот факт, что при внесении горящего натрия в атмосферу HCl, горение металла продолжается.

73. Почему при действии F₂, Cl₂, Br₂ на рений образуются различные по составу галогениды: ReF₇, ReCl₅, ReBr₃?

74. Укажите, какие из хлоридов: AlCl₃, FeCl₃, ZnCl₂ могут быть получены при непосредственном взаимодействии простых веществ. Какие из этих веществ могут быть получены при взаимодействии металла с соляной кислотой? Ответ обоснуйте.

75. Утверждение, что в ряду Hclo - HClO₂ - HClO₃ - HClO₄ окислительная способность убывает, верно лишь при обычных условиях (комнатная температура, действие света). Если же сравнить окислительную способность этих кислот в других условиях (в темноте, при более низких температурах), то последняя будет возрастать от HClO к HClO₄. Попытайтесь объяснить этот факт.

76. В молекуле фтора, при отрыве от молекулы разрыхляющего электрона связь между атомами упрочняется. Это, казалось бы, должно способствовать переходу молекулы в энергетически более выгодное заряженное состояние: F₂ = F₂⁺ + e.

Почему фтор существует в виде молекул, а не в виде ионов?

77. Один из промышленных способов получения калия основан на реакции:

KCl + Na = NaCl + K.

При этом способе через расплавленный хлорид пропускают пары натрия (температура?). Покажите, что этот способ термодинамически возможен. Какие еще способы получения калия можете привести?

78. Установлено, что кислотность оксианионов галогенов в водном растворе при одинаковой степени окисления центрального атома уменьшается в ряду хлор>бром>йод. Объясните эту закономерность.

79. Константы нестойкости ионов типа ГJ₂^- в водном растворе

 

ГJ₂^- Г^-+ J₂^-

 

для Г=Cl, Br, J равны соответственно. Поставьте, по крайней мере, два-три вопроса к этим данным и объясните их.

80. Известно, что температура замерзания раствора ниже температуры замерзания чистой воды. Необходимо понизить температуру замерзания на 50⁰ С. Предложите оптимальный состав раствора, если в качестве солей можно использовать KCl, NaCl, CaCl₂, MgCl₂.

81. Хлорная кислота может быть получена в чистом виде. Её устойчивость сильно повышается в водных растворах. Хлорноватая кислота устойчива только в водных растворах. Хлористая и хлорноватистая нестойки даже в водных растворах и быстро распадаются (напишите уравнения реакций). Объясните различную устойчивость этих кислот.

82. Какова массовая доля NaClO₃ в растворе, если 0,15 кг раствора, реагируя с избытком иодида калия в сернокислом растворе, образует 0,013 кг йода?

83. При изготовлении хлората калия вначале, действуя хлором на известковое молоко Ca(OH)₂, получают хлорат кальция. Обменной реакцией с KCl его переводят в KClO₃. Вычислить в тоннах расход хлора, негашеной извести и KCl, необходимый для получения 1т KClO₃, учитывая при этом, что выход продукта составляет 80% от теоретически вычисленного.

84. Сколько литров фтора надо пропустить через раствор NaBrO₃ в щелочной среде, чтобы получить 0,05 кг NaBrO₄? Вычислить молярную массу эквивалента восстановителя в этой реакции.

85. Какой объём хлора, измеренный при t=27⁰С и р=1,03х10⁵ Па, необходимо пропустить через 0,35 л 0,2 н раствора тиосульфата натрия до окисления его в серную кислоту.

86. Константа равновесия диссоциации HJ равна 0,12. Найдите равновесные концентрации реагирующих веществ, если сначала было взято 5 моль HJ. Объём сосуда, в котором происходит реакция, равен 10 л.

87. В 2 л раствора содержится 16 г HClO₄. Определите нормальную концентрацию раствора хлорной кислоты, если реакция протекает по уравнению

HClO₄ + SO₂+H₂O®HCl+H₂SO₄.

88. Сколько миллилитров 20%-ного раствора соляной кислоты (r_р-ра = 1,10 ^г/_мл) следует добавить к 4 л 0,6 н раствора HCl для получения однонормального раствора?

89. В 50 мл воды растворено некоторое количество хлороводорода, занимающее при 18⁰С и 1,01Ч10⁵ Па объём равный 4,8 л. Определите массовую долю полученного раствора соляной кислоты.

90. Определите массовую долю KJO₃ в растворе, если 6,5 г раствора, реагируя с избытком KJ в сернокислотном растворе, образует 0,635 г йода.

91. Сколько килограммов плавикового шпата, содержащего 97,5% CaF₂, и сколько литров раствора серной кислоты с =98%, (r=1,84 г/мл) потребуется для получения 1 кг HF?

92. Вычислите нормальную концентрацию раствора иодида калия, в 10^-3 дм³ которого содержится 0,0037 г KJ.

93. Сколько граммов белильной извести может быть получено, если через раствор, содержащий 1,7 г гашёной извести, пропустить 5,6 л хлора?

94. К подкисленному раствору иодида калия добавили 40 мл 0,3 н раствора нитрита калия. Вычислите массу выделившегося йода и объём оксида азота (II).

 

95. В 100 мл воды при 20⁰С растворяется 3,6 г брома. Сколько граммов бромной воды потребуется для окисления 7,6 г FeSO₄ в сернокислом растворе?

96. Сколько граммов йода выделится в сернокислом растворе при взаимодействии KJ с 150 мл раствора перманганата калия с = 6%, r_р-ра = 1,04 г/см³ ?

97. Имеется раствор массой 500 г, содержащий фторид и хлорид натрия. К половине раствора прилили избыток раствора нитрата серебра, получив осадок массой 5,74 г. К другой половине раствора добавиди избыток раствора хлорида кальция, получив осадок массой 2,34 г. Определите массовые доли хлорида натрия и фторида натрия в исходном растворе.

98. Какова нормальная концентрация 1,5 М раствора KBrO, а) как восстановителя, если KBrO окисляется до KBrO₃, б) как окислителя, если KBrO восстанавливается до KBr.

99. Начальные концентрации HCl, O₂ и Cl₂, участвующих в реакции: 4HCl + O₂ ® 2H₂O + 2Cl₂, были соответственно равны; 4,2 1,8 и 0,01 моль/л. Определите концентрации всех реагирующих веществ после того, как концентрация О₂ уменьшается до 1 моль/л. Какая массовая доля (в %) каждого из исходных веществ прореагирует к этому времени?

100. Колба с 250 г хлорной воды выставлена на солнечный свет. Выделяющийся газ (какой?) собран. Его объём оказался равным 0,112 л. Какова процентная концентрация хлора в исходном растворе?

101. Для получения углекислого газа из CaCO₃ взято 73 г раствора HCl. После того, как вся кислота была израсходована, объём выделившегося газа оказался равным 5,6 л. Найти процентную концентрацию взятого раствора кислоты.

102. К 100 г 17% раствора азотнокислого серебра прибавили 100 г 17% раствора HCl. Определить процентное содержание веществ, оставшихся в растворе после отделения осадка.

103. Какие продукты и в каком количестве образуются при разложении 1,23 г бертолетовой соли, если реакция протекает:

· в присутствии катализатора;

· без катализатора.

104. Вычислить активную молярную концентрацию водного раствора плавиковой кислоты, содержащего 40% HF и имеющего плотность 1,155 г/см³.

105. 2 л Cl₂ пропустили через горячий раствор 20% раствора KOH (масса раствора KOH 500 г). Раствор охладили, в результате чего выпали кристаллы KClO₃. Рассчитайте, сколько граммов KClO₃ получилось, а также концентрацию вещества (какого?) в полученном растворе.

106. Раствор содержит NaBr и NaCl. Процентные концентрации их одинаковы. Определить процентные концентрации солей, если для их полного осаждения из 1 кг раствора потребовалось взять 1 л 8% раствора AgNO₃ (плотность равна 1,07 г/мл).

107. При взаимодействии 17,8 г трехвалентного металла с хлором образуется 54,2 г хлорида MeCl₃. Какой был взят металл для получения хлорида? Сколько граммов MnO₂ и сколько миллилитров 37% HCl (плотность равна 1,19 г/мл) нужно взять для получения необходимого количества хлора, если в реакцию вступило 70% хлора?

108. 5,85 г NaCl реагирует с концентрированной серной кислотой. Выделившийся газ пропущен через 200 мл 10% раствора AgNO₃ (плотность 1,1 г/мл). Сколько граммов осадка образовалось, и сколько граммов AgNO₃ осталось в растворе?

109. Сколько граммов хлорида натрия выкристаллизуется из 600 г раствора, насыщенного при 80⁰С при охлаждении его до 0⁰С. Растворимость NaCl составляет 38 г при 80⁰С и 35,8 г при 0⁰С.

110. Рассчитать активную молярную концентрацию 37% соляной кислоты (r = 1,19 г/мл).

111. Константы гидролиза галогенов имеют следующие значения:

Cl₂ Br₂ J₂

К_г 3Ч10^-4 4Ч10^-9 5Ч10^-13.

Напишите уравнения реакций и выражения К_г при взаимодействии галогенов с водой. В каком направлении смещается равновесие при добавлении к водным растворам галогенов кислот и щелочей?

112. Вычислите D реакций образования галогенидов Г(F^-,Cl^-,Br^-,J^-) AgГ(к) и CaГ₂(к) из ионов в растворе. Как изменяется растворимость солей серебра и кальция в ряду:

F^- — Cl^- — Br^- — J^-?

113. Чему равны эквивалент и молярная масса эквивалента перхлората калия, если он восстанавливается до:

· диоксида хлора;

· свободного хлора;

· хлорид - иона.

114. Определите тепловой эффект реакции, протекающей при пропускании хлора через горячий раствор KOH.

115. Изотонический коэффициент раствора 178,5г KBr в 900 г воды равен 1,7. Определите давление водяного пара над этим раствором при 50⁰С, если давление паров воды равно 12334 Па.

116. Охарактеризуйте кислотно-основные свойства NaCl и SbCl₅, KF и PF₅. Приведите уравнения реакций гидролиза и взаимодействия указанных пар галогенидов.

117. Вычислите значения для процесса:

4HCl(г) + O₂(г) 2Cl₂(г) + 2H₂O(г).

В каком направлении протекает эта реакция самопроизвольно при стандартных условиях?

118. Вычислите реакций взаимодействия HГ(г) с H₂SO₄(ж), имея в виду образование свободного галогена, SO₂(г) и H₂O(ж). Какие из галогенидов водорода вступают в указанное взаимодействие? Как изменяется восстановительная активность в ряду HF — HCl — HBr — HJ и чем это объясняется?

119. Какова величина константы равновесия для стандартных условий в реакции:

KMnO₄ + HBr + H₂SO₄ ® MnSO₄ + HBrO +K₂SO₄ + H₂O.

Подберите коэффициенты в уравнении электронно-ионным методом.

120. При растворении в воде 23,38 г NaCl поглощается 2,14 кДж теплоты. Высчитайте теплоту растворения NaCl.

121. Вычислите значение рH и концентрацию ионов водорода хлорноватистой кислоты, концентрация которой в растворе равна 0,1 моль/л.

122. Пользуясь термохимическим уравнением

NH₃(г) + HCl(г) = NH₄Cl(кр) кДж,

найдите теплоту образования NH₄Cl.

123. Вычислите изменение энтальпии при стандартных условиях реакции:

5KClO₃(тв) + 6Р(тв) = 5KCl(тв) + 3Р₂О₅(тв).

Объясните причину взрыва, который может происходить при ударе или растирании смеси бертолетовой соли с красным фосфором.

125. Для какой из связей величины l и m имеют большее значение: а) H - F или H - J, б) C - F или C - J?

В какой последовательности по убывающей полярности связей надо расположить молекулы: CF₄, CCl₄, BCl₃, BF₃, SiF₄, JBr?

126. При 300⁰С степень термической диссоциации йодоводорода составляет 20%. Каковы при этой температуре равновесные

концентрации Н₂ и J₂ в системе: H₂ + J₂ 2HJ, если равно

весная концентрация HJ равна 0,96 моль/л?

127.Фтороводород в водном растворе концентрации 0,1 моль/л диссоциирует на 8%. Вычислите К_д фтороводородной кислоты и рН этого раствора.

128. Раствор KJO₃, в 500 мл которого содержится 5,35 г соли, оказывает при 17⁰С осмотическое давление 221 кПа. Вычислите изотонический коэффициент и кажущуюся степень диссоциации соли в растворе.

129. Рассчитайте тепловой эффект реакции

2Р(тв) +5Cl₅(г) = 2РCl₅(тв)

по тепловым эффектам следующих реакций:

2P(тв) + 3Cl₂(г) = 2PCl₃(ж) ккал,

PCl₃(ж) + Cl₂(г) = PCl₅(тв) ккал.

130. Вычислите рН 0,1 М растворов: HF, HCl, HBr, HJ. Нужно ли для получения ответа проводить четыре отдельных расчета? Рассчитайте активную концентрацию ионов Н⁺.

131. По стандартным энтальпиям образования оксидов: F₂O, Cl₂O, ClO₂, Cl₂O₇, J₂O₅ оценить возможности их синтеза в стандартных условиях из простых веществ.

132. Константа равновесия реакции:

2HJ H₂ + J₂

при 360⁰С равна 0,0162, а при 445⁰С равна 0,0240. Вычислите DG⁰ процесса диссоциации йодоводорода при этих температурах.

133. Ниже приведены значения произведения растворимости (ПР) галогенидов серебра при 25⁰С

AgCl 1,56Ч10^-10;

AgBr 4,00Ч10^-13;

AgJ 0,32Ч10^-15_.

Рассчитать DG⁰ процесса растворения и сравнить полученные значения.

134. Один из промышленных методов получения калия состоит во взаимодействии между расплавленным KOH и жидким натрием (температура?)

KOH + Na = NaOH + K.

Докажите, что эта реакция возможна.

135. Рассчитайте температуру замерзания раствора иодида натрия при концентрации соли:

а) 0,9 г/100 г Н₂О, б) 15 г/100 г Н₂О.

136. Сливаются равные объемы растворов HCl и NaOH одинаковой концентрации. Каков будет рН раствора?

137. Для монофторида йода DG⁰ = -117,7 кДж/моль. Но, несмотря на отрицательную величину энергии Гиббса, JF при стандартных условиях (р=101,3 кПа, Т=298,15 К) неустойчив, даже если он находится в инертном контейнере. Почему?

138. Система: смесь алюминиевой фольги и твердого хлорида железа (II) устойчива при 298 К в том смысле, что она не претерпевает видимых изменений во времени. Определите, является ли эта устойчивость термодинамической или кинетической?

139. Соединение NF₃ довольно устойчивое, однако реакция

2NF₃ + 3H₂ = 6HF + N₂

протекает легко. Почему? Может ли по этой реакции образоваться аммиак 2NF₃ + 3H₂ = 2NH₃ + 3F₂? Ответ подтвердите расчетами термодинамических параметров.

140. Найдите температуру, при которой окислительные свойства О₂ и Cl₂ будут одинаковы.

 

 

Приложение

Таблица 1 - Варианты домашних заданий

 

№ вари- анта	Номера задач	№ вари анта	Номера задач