Распределение электронов
Графическое изображение распределения электронов на внешних уровнях и определение химических свойств атомов этих элементов. Исчисление процентной и молярной концентрации водного раствора. Особенности процессов диссоциации сильных и слабых электролитов.
Рубрика | Химия |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 10.12.2016 |
Размер файла | 71,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Российский государственный профессионально-педагогический университет»
Институт электроэнергетики и информатики
Кафедра информационных технологий
Контрольная работа по химии
Вариант № 01
Выполнил студент: Чучкалов Н.В.
Группа: ЗКТ-412
Екатеринбург 2016
2. Запишите электронные конфигурации атомов элементов с зарядами ядер +20 и +35. Покажите графически распределение электронов на внешних уровнях и определите химические свойства атомов этих элементов.
+20 Ca (кальций). Высшая степень окисления (+2), так как находится во 2-ой группе. S-элемент.
Электронная формула:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
+35 Br (бром). Наивысшая степень окисления в соединениях с кислородом равна (+7)
Степень окисления в соединениях с водородом равна (-1).
Электронная формула:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5
32. К какому типу солей относятся: питьевая сода NaHCO3, кальцинированная сода Na2CO3, двойной суперфосфат Са(Н2РО4)2, малахит (СuОН)2СО3? Назовите эти вещества по систематической номенклатуре.
NaHCO3 Гидрокарбонат натрия (тип-кислая соль);
Na2CO3 Карбонат натрия (тип-средняя соль соль);
Са(Н2РО4)2 Дигидрофосфат кальция (тип-кислая соль);
(СuОН)2СО3 Гидроксокарбонат меди (тип-основная соль);
52. Как изменяются основные свойства оксидов элементов IIА-группы? Ответ подтвердите расчетом ?G°298 реакций взаимодействия оксидов металлов с диоксидом углерода (IV) для СаО и MgO: ЭО(т) + СО2(г) = ЭСО3(т), где Э - Са, Mg.
Металлические свойства элементов II -A группы увеличиваются от Be к Ra, т.е. сверху вниз. В соответствии с этим металлы II -A группы увеличивают восстановительную способность, т.к. увеличивается радиус атома элементов и таким образом легче отдают электроны.
Это можно увидеть на примере двух реакций с оксидами металлов CaO и MgO:
1) MgO + CO2 > MgCO3
2) CaO + CO2 > CaCO3
Рассчитаем энергию Гиббса ДG для этих реакций по формуле ДG = ДG(продуктов) - ДG(реагентов)
Находим табличные значения ДG для CaO, MgO, CO2, CaCO3, MgCO3 и подставляем в ф-лу:
1) ДG1 = - 1012,15 - (- 569,3 +(-394,4)) = -48,45 кДж/моль
2) ДG2 = - 1128,35 - (-603,5 +(-394,4)) = -130,5 кДж/моль
Исходя из закона Гесса, чем отрицательнее значение энергии Гиббса (ДG), тем произвольнее протекает реакция. Элемент Ca находится ниже Mg, соответственно реакция оксида кальция с углекислым газом осуществляется легче.
82. В 1 л водного раствора содержится 577г H2SO4. Плотность раствора - 1,34 г/см3. Вычислите процентную и молярную концентрации этого раствора.
m(р-ра) = V*p = 1000*1,34 = 1340 г
Процентная концентрация:
W% = m(р.в.)/m(р-ра) *100%
W% = 577/1340 *100% = 43,06%
Молярная концентрация:
C = m/MV(л)
С = 577/98*1 = 5,888 моль/л
электролит электрон атом химический
92. Напишите уравнения электролитической диссоциации следующих электролитов: А1С13, H2SO3, HC1, Na2HPO4, Cu(OH)2. Перечислите особенности процессов диссоциации сильных и слабых электролитов.
Диссоциация сильных электролитов:
AlCl3 -> Al3+ + 3Cl-
HCl -> H+ + Cl-
Диссоциация слабых электролитов (немного по-другому записывается):
H2SO3 <=> H+ + HSO3- (первая ступень)
HSO3- <=> H+ + SO32- (вторая ступень)
Na2HPO4 <=> 2Na+ + HPO42- (первая ступень)
HPO42- <=> H+ + PO43- (вторая ступень)
Cu(OH)2 - диссоциации не подвергается, так как является нерастворимым основанием.
Электролиты, которые в растворе существуют только в виде ионов, принято называть сильными. Те электролиты, которые в растворенном состоянии находятся частично в виде молекул и частично в виде ионов, называются слабыми.
Процесс диссоциации сильных электролитов идет до конца. Диссоциация слабых электролитов обратима.
102. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций между водными растворами: а) карбоната натрия и серной кислоты; б) силикатом натрия и хлористоводородной кислоты; в) йодида калия и нитрата свинца (II).
a) карбоната натрия и серной кислоты
молекулярная форма:
Na2CO3+H2SO4 ->Na2SO4+CO2+H2O
ионная форма
2Na+ +CO32- +2H+ +SO4(2-)------>2Na(+)+SO4(2-)+CO2+H2O
сокращенная ионная форма:
CO3(2-)+2H(+)----->CO2+H2O;
Б) силикатом натрия и хлористоводородной кислоты
молекулярная форма:
Na2SiO3 + 2HCl = SiO2 + 2NaCl + H2O
ионная форма
2Na(+) + SiO3(2-) + 2H(+) + 2Cl(-) = SiO2 + 2Na(+) + 2Cl(-) + H2O
сокращенная ионная форма:
SiO3(2-) + 2H(+) = SiO2 + H2O
или
молекулярная форма:
Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl;
ионная форма:
2Na(+) + SiO3(2-) + 2H(+) + 2Cl(-) = H2SiO3 + 2Na(+) + 2Cl(-);
сокращенная ионная форма:
SiO3(2-) + 2H(+) = H2SiO3.
в) йодида калия и нитрата свинца (II)
молекулярная форма:
2KI + Pb(NO3)2 = PbI2 + 2KNO3;
ионная форма:
2K(+) + 2I(-) + Pb(2+) + 2NO3(-) = PbI2 + 2K(+ )+ 2NO3(-);
сокращенная ионная форма:
2I- + Pb2+ = PbI2.
132. Вычислите осмотическое давление раствора, в литре которого содержится 0,2 моль неэлектролита при 180С.
Р осм = См*R*T = 0.2*8.314*(180+273)*1000 = 753248.4 Па
142. Методом электронного баланса подберите коэффициенты в уравнениях реакций. Укажите окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления.
FeSO4 + КСlOз + H2SO4 > Fe2(SO4)3 + КС1 + Н2О, Р + НJOз + Н2О > Н3РО4 + HJ.
6FeSO4 + KClO3 + 3H2SO4 > 3Fe2(SO4)3 + KCl + 3H2O
2Fe+2 - 2e > 2Fe+3 | 6 | 3 - восстановитель, окисление
Cl+5 + 6e > Cl- | 2 | 1 - окислитель, восстановление
6P + 5HIO3 + 9H2O > 6H3PO4 + 5HI
P0 - 5e > P+5 | 6 - восстановитель, окисление
J+5 + 6e > J- | 5 - окислитель, восстановление 152.
Разберите работу гальванического элемента. Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов, составьте суммарное ионное уравнение окислительно-восстановительной реакции в гальваническом элементе и вычислите его ЭДС.
Сr | СrС13 || FeSO4 | Fe, СCr+3= 10-3 моль/л, CFе+2 =10-2 моль/л
ЭДС гальванического элемента
Гальванический элемент (ГЭ) - это устройство, в котором энергия химической реакции превращается в электрическую. В основе работы гальванического элемента лежит ОВР.
Сr | СrС13 || FeSO4 | Fe,
СCr+3= 10-3 моль/л, СFe2+= 10-2 моль/л.
Пользуясь уравнением Нернста, вычисляем значения электродных потенциалов хрома и железа в растворах заданной концентрации:
ECr3+/Cr0 = E0Cr3+/Cr0 + (0,59/2)lgCCr3+ = -0,913 + (0,059/2)lg10-2 = -0,972 (В)
EFe2+/Fe0 = E0Fe2+/Fe0 + (0,59/2)lgCFe2+ = -0,44 + (0,059/2)lg10-2 = -0,5 (В)
E (Cr3+/Cr0) < E (Fe2+/Fe0)
следовательно, более активным металлом является хром, он будет отрицательным электродом - анодом, а железо - катодом.
Таким образом, Cr - анод (А) и Cr - восстановитель, Fe - катод.
(-)Cr | CrCL3 || FeSO4 | Fe (+)
Электроны двигаются от хрома к железу.
Запишем электронные уравнения процессов, протекающих на электродах, и составим суммарное уравнение.
(-) (А) Cr0 - 3e = Cr3+ |2 - процесс окисления;
(+)(K) Fe2+ + 2e = Fe0 |3 - процесс восстановления.
2Cr0+ 3Fe2+= 2Cr3+ + 3Fe0
Записываем молекулярное уравнение окислительно-восстановительной реакции, лежащей в основе работы гальванического элемента:
2CrCl3 + 3FeSO4> Cr2(SO4)3 + 3FeCl2
Рассчитываем ЭДС гальванического элемента:
Eэдс = Ек - Еа = ECr3+/Cr0 - EFe2+/Fe0 = -0,5-(-0,972) = 0,475 (В)
ЭДС гальванического элемента 0,475 Вольт.
162. Алюминий склепан с медью. Какой из металлов будет подвергаться коррозии, если эти металлы попадут в кислую среду? Составьте схему коррозионного гальванического элемента и укажите направление движения электронов. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электрохимической коррозии.
Изделие находится во влажном воздухе, который является электропроводящей средой, следовательно, будет протекать электрохимическая коррозия.
Составим схему коррозионного гальванического элемента:
Al ¦ H2O, O2 ¦ Cu
Вода - это нейтральная среда, поэтому окислителем (деполяризатором) является кислород - О2 воздуха. Следовательно, в этой схеме будет протекать электрохимическая коррозия с кислородной деполяризацией.
Медь имеет больший (+0, 338 B) потенциал, чем алюминий (-1,663 B), поэтому в гальваническом элементе медь будет катодом (окислителем), алюминий - анодом (восстановителем).
(-) Al ¦ H2O + O2 ¦ Cu (+)
Электроны двигаются от алюминия к меди.
Запишем электронные уравнения процессов, протекающих на электродах, и составим суммарное уравнение электрохимической коррозии.
Анод(-) Al(0) - 3e > Al(3+) | 4 - процесс окисление
Катод(+) 2H2O + О2 + 4e > 4OH(-) | 3 - процесс восстановление
Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение, которое в ионной форме, выражает происходящую в гальванической паре реакцию.
4Al(0) + 6H2O + 3О2 > 4Al(3+) + 12OH(-)
Составим молекулярное уравнение окислительно-восстановительной реакции, протекающей при электрохимической коррозии:
4Al + 6H2O + 3О2 > 4Al(OH)3v
Коррозировать будет алюминий. Продуктом его электрохимической коррозии является основание - гидроксид алюминия (III) (Al(OH)3).
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Характеристика строения атома. Определение числа протонов, электронов, нейтронов. Рассмотрение химической связи и полярности молекулы в целом. Уравнения диссоциации и константы диссоциации для слабых электролитов. Окислительно-восстановительные реакции.
контрольная работа [182,3 K], добавлен 09.11.2015Распределение электронов по орбиталям, которые отвечают высшему энергетическому состоянию атомов хлора и кремния. Молекулярно-ионные и сокращенные ионные уравнения реакций между нитратом свинца и хроматом калия, гидроксидом алюминия и гидроксидом калия.
контрольная работа [158,2 K], добавлен 06.11.2011Определение количества вещества. Вычисление молярной массы эквивалента, молярной и относительной атомной массы металла. Электронные формулы атомов. Металлические свойства ванадия и мышьяка. Увеличение атомных масс элементов в периодической системе.
контрольная работа [130,2 K], добавлен 24.04.2013Различия в свойствах элементов. Схожесть свойств элементов и схожесть их внутреннего строения. Электроны в атоме. Число энергетических уровней в атоме химического элемента. Определение максимального числа электронов, находящихся на энергетическом уровне.
презентация [2,9 M], добавлен 13.01.2012Определение молярной массы эквивалентов цинка. Определение концентрации раствора кислоты. Окислительно-восстановительные реакции. Химические свойства металлов. Реакции в растворах электролитов. Количественное определение железа в растворе его соли.
методичка [659,5 K], добавлен 13.02.2014Общие принципы классификации сложных и простых неорганических веществ. Размеры атомов и их взаимосвязь с положением в периодической системе элементов. Понятие электрической диссоциации и растворы электролитов. Водородная связь и мембранные сенсоры.
контрольная работа [138,6 K], добавлен 01.02.2011Химический элемент - совокупность атомов с одинаковым зарядом ядер и одинаковым числом электронов в атомной оболочке. Химическая связь. Закон постоянства состава вещества Пруста. Закон кратных отношений Дж. Дальтона. Валентность химических элементов.
контрольная работа [25,4 K], добавлен 28.03.2011Методика определения объема аммиака, необходимого для получения раствора данной концентрации. Вычисление произведения растворимости соли. Расчет жесткости воды, потенциалов электронов. Термодинамическая вероятность протекания электрохимической коррозии.
контрольная работа [36,3 K], добавлен 29.11.2013Классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра - графическое выражение периодического закона Д.И. Менделеева: история открытия, структура и роль в развитии атомно-молекулярного учения.
презентация [401,4 K], добавлен 26.09.2012Определение свойств химических элементов и их электронных формул по положению в периодической системе. Ионно-молекулярные, окислительно-восстановительные реакции: скорость, химическое равновесие. Способы выражения концентрации и свойства растворов.
контрольная работа [58,6 K], добавлен 30.07.2012