S-, p-, d- и f-элементы. Отличие амфотерных оксидов от основных и кислотных оксидов. Ионно-молекулярные и молекулярные уравнения совместного гидролиза

1.  Сколько и какие значения может принимать магнитное квантовое число m_e при орбитальной квантовом числе l=0,1,2 и 3? Какие элементы в периодической системе носят названия s-, p-, d- и f-элементов? Приведите примеры.

Решение:

при l =0,  m_e = 0; (1значение)

при l = 1,  m_e= -1, 0, +1; (3значения)

при l =3,  m_e= -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3. (7значений)

s-элементы – элементы, у которых s-подуровень заполняется электронами последним. К s-элементам относятся первые два элемента каждого периода.

p-элементы – элементы, у которых p-подуровень заполняется электронами последним. К p-элементам относятся элементы второго периода (кроме первых двух).

d-элементы – элементы, у которых d-подуровень заполняется электронами последним. К d-элементам относятся элементы от иттрия до кадмия.

f-элементы – элементы, у которых f-подуровень заполняется электронами последним. К f-элементам относятся лантаноиды от лантана до лютеция.

36. Чем отличаются амфотерные оксиды от основных и кислотных оксидов? (Примеры).

Решение:

Амфотерные оксиды обладают двойственной природой и взаимодействуют с растворами щелочей, так и с растворами кислот с образованием соли и воды. То есть они проявляют и основные и кислотные свойства.

Амфотерные оксиды:          _t

Al₂O₃ + 2NaOH +  7H₂O              2Na        Al(OH)₄*2H₂O

 

Al₂O₃ + 6HCI = AlCI₃ = 3 H₂O

Кислотные оксиды:

SO₃ + 2NaOH  =   Na₂SO₄ + H₂O

      Основные оксиды:

       CaO + H₂ =    Ca SO₄ + H₂O

67. Чем можно объяснить, что при стандартных условиях невозможна экзотермическая  реакция H₂(г)+CO₂(г) =H₂O(ж) + CO(г); DH=-2,85 кДж. Зная тепловой эффект реакции и стандартные абсолютные энтропии соответствующих веществ, определите DG₂₉₈ этой реакции.

Решение:

H₂(г)+CO₂(г) =H₂O(ж) + CO(г)

DG⁰_x.p.=DH⁰_x.p.-TDS⁰_x.p.

Вычисляем DS⁰_x.p.=(DS⁰H₂O +DS⁰_CO) - (DS⁰CO₂ +DS⁰_H2);

 DS⁰_x.p = (69.96+197.4) – (213.6 +130.6) =  267.36-344.2 = -76.84 Дж/моль.град =- 0.7684 к Дж/моль.град

Изменение свободной энергии (энергии Гиббса) вычисляют:

DG⁰_x.p.=-2,85 – 298*(- 0.7684 ) = -2,85 + 22,898 = +20,048 кДж.

Экзотермическая реакция  (DH⁰        0) самопроизвольно не протекает, если при

DS⁰           0 окажется, что G⁰_x.p.>0.

В нашем случае DH⁰        0 (-2,85 кДж)

 

DS⁰       0   (-0,07684 кДж/моль.град)

G⁰_x.p.>0. (+20,048 кДж)

100. Что получится при действии гидроксида натрия на смесь равных объемов оксида азота  (11) и оксида азота (1V), реагирующих согласно уравнению

NO + NO₂          N₂ O ₃?

Решение:

N₂O₃ + 2NaOH = 2NaNO₂ + H₂O

 Так как гидроксид натрия вступает в реакцию с оксидом азота (III), то в системе уменьшается количество продукта реакции. Принцип Ле Шателье указывает, что удаление из равновесной системы какого-либо вещества приводит к смещению равновесия в направлении, соответствующем образованию дополнительного количества данного вещества. В данном случае равновесие сместиться в сторону образования продуктов реакции.

144. Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения совместного гидролиза, происходящего при смешивании растворов K²S и. Каждая из взя­тых солей гидролизуется необратимо до конца.

Решение:

Соль K²S гидролизуется по аниону. Соль  CrCl₃ гидролизуется по катиону.

S^2- + H₂O              HS^-  + OH^-

Cr³⁺ + H₂O             CrOH²⁺ +H⁺

Если растворы солей находятся в одном сосуде, то идет взаимное усиление гидролиза каждой из них, ибо ионы Н⁺ и ОН^- образуют молекулу слабого электроли­та Н₂0. При этом гидролитическое равновесие сдвигается вправо и гидролиз каждой из взятых солей идет до конца с образованием Сr(ОН)з и H₂S. Ионно-молекулярное уравнение

2Cr³⁺ + ЗS ^2- + 6Н₂О = 2Cr(ОН)з + ЗH₂S ,

молекулярное уравнение

2CrCl₃ + 3K²S +  6Н₂О =2Cr(ОН)з + ЗH₂S + 6KL

162. На основе электронного строения атомов укажите, могут ли быть окислителя­ми:

г) катион водорода;

з) сульфид ионы;

Решение:

г) H₁ 1s¹ атому водорода до заполнения последнего электронного уровня не хватает одного электрона, поэтому он может быть окислителем.

з) S₁₆ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴

 Анионы неметаллов (кислотные остатки бескислородных кислот) могут проявлять высокую восстановительную способность. Это связано с тем, что они могут отдать не только электроны, обуславливающие отрицательный заряд анионов, но и собственные валентные электроны.

182ж,у не существует, поэтому сделали 181. Написать уравнения реакций, происходящих при электролизе следующих растворов:

ж) сульфата алюминия

у) нитрата кальция

Решение:

ж) Al₂(SO₄)₃

 

1) Al₂(SO₄)₃                  2Al³⁺ + 3SO₄^2-

 

E⁰Al⁰/ Al³⁺ = -1.66 B

2) Катод (-)  2H₂O +2e = H₂ + 2OH^-

     Анод (+)  2H₂O -4e = 4H⁺ + O₂

 

3) 2H₂O +2e = H₂ + 2OH^-                2

    2H₂O -4e = 4H⁺ + O₂                      1

                электролиз

4) 2H₂O                  2H₂ + O₂

 

 

у)  Ca(NO₃)₂

 

1) Ca(NO₃)₂                         Ca²⁺  +2NO₃^-

 

E^oCa²⁺/Ca⁰ = -2.87 B

2) Катод (-)  2H₂O +2e = H₂ + 2OH^-

    Анод (+)   2H₂O -4e = 4H⁺ + O₂

3) 2H₂O +2e = H₂ + 2OH^-                2

    2H₂O -4e = 4H⁺ + O₂                      1

                электролиз

4) 2H₂O                  2H₂ + O₂

 

197.  Сравните механизмы протекания химической и электрохимической коррозии. Приведите примеры.

Решение:

Химическая коррозия – это разрушение металла окислением его в окружающей среде без возникновения электрического тока.        Протекает она в средах, не проводящих электрический ток (сухие        газы, керосин, нефть и т. д.). Примеры чисто химической коррозии   редки. Она имеет место при термической обработке металлов, в ДВС, соплах ракетных двигателей и т.д.