И химическая идентификация углеводородов и производных 6 страница

А. Выберите соединение (1, 2, 3 или 4, таблица 22), которое за счет анализируемого в его составе элемента, данного в таблице, может выполнять в ОВР указанную в Вашем варианте роль.

Б. Обоснуйте свой ответ по пункту А с указанием, в каких случаях и почему вещество может быть только окислителем, только восстановителем или иметь двойственную способность. Назовите и обоснуйте, какие роли в ОВР могут выполнять остальные три вещества Вашего варианта. Дайте определения степени окисления, окислителя, восстановителя и процессов в ОВР, приведите формулировку закона сохранения заряда.

Таблица 22 – Варианты тестовых заданий

Вариант	Анализируемый в соединении элемент	Роль соединения в ОВР за счет анализируемого элемента	Определяемые соединения
	S	Только восстановитель	H2S	S^0	H2SO4	H2SO3
	Cl	Только окислитель	HCl	HOCl	Cl2	HClO4
	N	Только восстановитель	NH3	HNO3	HNO2	NO
	Br	Только восстановитель	KBrO4	KBrO3	KBr	Br2
	Mn	Двойственная способность	KMnO4	Mn^0	MnO2	Mn2O7
	O	Только окислитель	O2	H2O2	H2O	OF2

Продолжение таблицы 22

Вари-ант	Анализируемый в соединении элемент	Роль соединения в ОВР за счет анализируемого элемента	Определяемые соединения
	Cl	Двойственная способность	Cl2O7	Cl2	KClO4	KCl
	H	Только восстановитель	H2	NaH	H2O	HCl
	N	Только окислитель	NO	KNO2	N2	N2O5
	S	Только окислитель	Na2SO3	S^0	Na2S	SO3
	C	Только восстановитель	C^0	CO2	CO	CH4
	H	Только окислитель	CaH2	HBr	KH	H2
	Cl	Только окислитель	Cl2	NaOCl	Cl2O7	NaCl
	N	Двойственная способность	N2O5	N2O3	NaNO3	NH3
	J	Двойственная способность	KJO4	J2O5	KJ	J2O7
	Mn	Только окислитель	MnO	HMnO4	MnO2	Mn^0
	C	Двойственная способность	CO2	SiC	CH4	C^0
	Zn	Только восстановитель	ZnO	Zn^0	ZnCl2	ZnH2
	Cu	Двойственная способность	Cu2O	Cu^0	Cu(NO3)2	CuO
	Br	Только окислитель	KBr	Br2	NaBrO4	NaOBr
	S	Двойственная способность	Na2S	S^0	SO3	Na2SO4
	V	Только окислитель	V^0	VO2	V2O5	VO
	J	Только окислитель	J2	NaJ	HJO4	HJO3
	O	Только восстановитель	H2O	OF2	H2O2	O2
	Cr	Только окислитель	Cr^0	Cr2O3	CrO3	CrO
	Cu	Только окислитель	CuH	Cu^0	Cu2O	CuO
	Ag	Только восстановитель	Ag2O	AgOH	Ag^0	AgCl
	As	Только окислитель	AsH3	H3AsO4	As^0	As2O3
	P	Только окислитель	P^0	P2O3	PH3	P2O5
	Br	Двойственная способность	KBrO4	Br2	HBr	NaBr

"Электродные потенциалы и гальванические элементы"

Рекомендуемая литература: [1, гл. 9, §§ 9.2, 9.3]; [2, гл. 13, § 13.1-13.3]; [3, гл. 9, § 9.4]; [4, гл. 10, § 4-6]; [5, гл. 8, § 5, 6]; лекции.

А. Из набора ответов (1, 2, 3 или 4, таблица 23) для металла в составе электрода, указанного в таблице в Вашем варианте, подберите второй металл для составления гальванического элемента с наибольшим значением Э.Д.С. (металлы погружены в растворы собственных солей). Значения стандартных электродных потенциалов металлов приведены в таблице 24.

Б. Составьте схему устройства гальванического элемента по пункту А и краткую схему проходящих в нем процессов. Приведите уравнения реакций, проходящих на его электродах и реакции, приводящей к возникновению тока. Напишите математическое выражение для расчета Э.Д.С. составленного гальванического элемента и рассчитайте ее значение для стандартных условий.

Объясните, почему выбранный Вами металл обеспечивает наибольшее значение Э.Д.С.

Таблица 23 – Варианты тестовых заданий

Вариант	Данный металл в составе электрода	Металлы для составления гальванического элемента
	Al (анод)	Zn	Mn	Ag	Fe
	Сu (катод)	Hg	Ni	Sn	Au
	Sn (анод)	Cd	Cu	Co	Pt
	Pd (катод)	Zn	Pb	Bi	Au
	Pb (анод)	Co	Pt	Al	Hg
	Ni (катод)	Fe	Sn	Ag	Cd
	Fe (анод)	Al	Mn	Ni	Bi
	Bi (катод)	Ag	Pb	Cd	Pt
	Zn (анод)	Au	Al	Fe	V
	Hg (катод)	Ni	Cr	Ag	Pd
	Mn (анод)	Ag	Cu	Zn	Hg
	Pt (катод)	Au	Sn	Al	Zn
	Co (анод)	Cd	Ag	Ni	Mn
	Сd (катод)	Cr	Co	Cu	Fe
	Cr (анод)	Al	Bi	Pd	Ni
	Сr (катод)	Mn	Pb	Pt	Mg
	V (анод)	Al	Fe	Cu	Ag
	Ag (катод)	Cu	Zn	Au	Sn
	Cd (анод)	Hg	Cr	Zn	Pb
	Au (катод)	Ni	Pb	Sn	Pt
	Ni (анод)	Bi	Cu	Pd	Zn
	Fe (катод)	Mn	Cr	Ag	Co
	Zn (анод)	Al	Au	Bi	Cd
	Sn (катод)	Cu	Pt	Ni	V
	Cr (анод)	Pb	Zn	Cu	Fe

Продолжение таблицы 23

Вариант	Данный металл в составе электрода	Металлы для составления гальванического элемента
	Сu (катод)	Co	Pd	Ag	Ni
	Ni (анод)	Al	Sn	Zn	Au
	Pb (катод)	Sn	Pt	Fe	Bi
	Mn (анод)	Cr	Ag	Ni	Zn
	Pt (катод)	Al	Zn	Au	Cu

Таблица 24 – Значения стандартных электродных потенциалов металлов

Активные металлы

Металлы	Mg^0/Mg^2^+	Be^0/Be^3^+	Al^0/Al^2^+	V^0/V^2^+	Mn^0/Mn^2^+	Cr^0/Cr^2^+	Zn^0/Zn^2+
Значения электродных потенциалов, В	-2,37	-1,85	-1,66	-1,19	-1,18	-0,91	-0,76

Металлы средней активности

Металлы	Fe^0/Fe^2+	Cd^0/Cd^2+	Сo^0/Co^2+	Ni^0/Ni^2+	Sn^0/Sn^2+	Pb^0/Pb^2+	2H^0/H2^+
Значения электродных потенциалов, В	-0,44	-0,40	-0,28	-0,25	-0,14	-0,13	0,00

Неактивные металлы

Металлы	Bi^0/Bi^3+	Cu^0/Cu^2+	Ag^0/Ag^+	Hg^0/Hg^2+	Pd^0/Pd^2+	Pt^0/Рt^2+	Au^+/Аu^0
Значения электродных потенциалов, В	+0,22	+0,34	+0,80	+0,85	+0,99	+1,19	+1,70
П р и м е ч а н и е – приведены значения стандартных электродных потенциалов для системы: металл в растворе собственной соли.

"Реакции окисления металлов"

Рекомендуемая литература: [1, гл. 11, §§ 11.2, 11.5-11.9]; [2, гл. 16, §§ 16.1, 16.3-16.5]; [3, гл. 11, § 11.3.2]; [4, гл. 10, § 5]; [5, гл. 8, § 6]; лекции.

А. Определите один из четырех данных в Вашем варианте металлов (1, 2, 3 или 4, таблица 25), который полностью окисляется указанным в Вашем варианте окислителем с образованием приведенного в таблице преобладающего продукта восстановления. При выборе ответа используйте таблицу 24.

Б. Обоснуйте свой ответ, обяснив, почему из четырех определяемых металлов только при окислении выбранного Вами металла образуется указанный в таблице преобладающий продукт восстановления. Укажите, имеются ли среди определяемых металлов такие, которые не окисляются вообще данным окислителем или пассивируются в начале окисления, и объясните, почему. Составьте уравнение реакции окисления выбранного металла, приведите уравнения электронного баланса, укажите в них названия реагентов и процессов (окислитель, восстановитель, окисление, восстановление).

С учетом особенностей строения атомов металлов объясните, почему в ОВР металлы, как правило, выполняют только роль восстановителей.

Таблица 25 – Варианты тестовых заданий

Вариант	Окислитель	Преобладающий продукт восстановления	Определяемые металлы
	HNO3 конц.	NO2	Au	Fe	Al	Cu
	H2SO4 разб.	Н2	Pb	Cu	Hg	Zn
	HNO3 разб.	N2	Sn	Ti	Al	Hg
	H2O, pH=7, 25 ^0С	H2	Mg	Ca	Al	Zn
	H2SO4 конц.	SO2	Cu	Al	Mn	Pd
	HNO3 очень разб.	NH4NO3	Mg	Ni	Pb	Cu
	HCl	H2	Mg	Pb	Cu	Ag
	H2O, р-р NaOH	H2	Fe	Be	Mg	Hg
	HNO3 разб.	N2O	Be	Al	Hg	Fe
	H2SO4 конц.	H2S	Fe	Mg	Cu	Au
	HNO3 очень разб.	NO	Ag	Ca	Cd	Pd
	HNO3 разб.	N2O	Mg	Cu	Zn	Cо
	H2SO4 конц.	SO2	Al	Cu	Sn	Mg
	H2O, р-р KOH	H2	Cd	Mn	Al	Cu
	HNO3 разб.	N2	Zn	Cd	Ag	Bi
	H2SO4 конц.	S^0	Al	Ni	Be	Cu
	HNO3 разб.	NO	Cu	Al	Ni	Pt
	H2SO4 конц.	S^0	Mg	Al	Co	Hg
	HNO3 очень разб.	NO	Fe	V	Pb	Ag
	H2O, pH=7	H2	Ba	Mn	Pb	Ag
	HNO3 очень разб.	N2	Fe	Cr	Be	Hg
	H2SO4 конц.	S^0	Sn	Fe	Zn	Ag
	HNO3 разб.	N2O	Mn	Pd	Sn	Ag
	HNO3 очень разб.	NH4NO3	Hg	Pb	Cd	Be
	H2O, р-р NaOH	H2	Mg	Zn	Ag	Ni
	HNO3 конц.	NO2	Hg	Ti	Ni	Pd
	H2SO4 конц.	H2S	Cd	Zn	Pb	Ag
	HNO3 очень разб.	NO	Zn	Au	Hg	Al

Продолжение таблицы 25

Вариант	Окислитель	Преобладающий продукт восстановления	Определяемые металлы
	HNO3 конц.	NO2	Zn	Cr	Al	Fe
	H2SO4 разб.	Н2	Fe	Cu	Pd	Pb

"Коррозия и защита металлов"

Рекомендуемая литература: [1, гл. 10, §§ 10.1-10.4]; [2, гл. 13, § 13.4]; [3, гл. 38, § 38.5]; [4, гл. 11, § 1-5]; лекции.

А. Из набора ответов (1, 2, 3 или 4, таблица 26) для своего варианта выберите вещество, которое выполняет указанную в таблице роль в процессе электрохимической коррозии (ЭХК) в данной микрогальванической системе. При выборе ответа воспользуйтесь таблицей 24.

Б. Приведите схему проходящей в данной системе электрохимической коррозии с указанием анода, катода и возникающих на них двойных электрических слоев; деполяризатора, областей подхода деполяризатора и удаления продуктов его восстановления. Напишите уравнения первичных и вторичных реакций, назовите в них реагенты и процессы.

Таблица 26 – Варианты тестовых заданий

Ва-ри-ант	Микрогальваническая система, в которой проходит ЭХК	Роль определяемого вещества в процессе ЭХК	Варианты определяемого вещества
	Стальная поверхность частично покрыта оксидами железа и контактирует с раствором электролита (условия неодинаковой аэрации, рН>7)	Составная часть катода	O2	H2O	FexOy	Fe
	Изделие состоит из железа и меди, контактирующих друг с другом, и находится во влажном воздухе (рН=7)	Продукт восстановления на катоде	OH^-	H2O	O2	H2
	Изделие из железа покрыто поврежденным слоем алюминия и контактирует с раствором HCl	Составная часть анода	AlCl3	Al	Fe	HCl
	Изделие из железа покрыто поврежденным слоем цинка и контактирует с влажным воздухом (рН=7)	Деполяризатор	H2O	Zn(OH)2	Fe	O2
	Изделие из серебра с включением хрома контактирует с раствором H3PO4	Вторичный продукт ЭХК	Cr3(PO4)2	Ag3PO4	O2	CrO

Продолжение таблицы 26

Ва-ри-ант	Микрогальваническая система, в которой проходит ЭХК	Роль определяемого вещества в процессе ЭХК	Варианты определяемого вещества
	Изделие из железа с включением кобальта контактирует с раствором NaCl	Составная часть анода	O2	Co	Fe	NaCl
	Стальная поверхность частично покрыта оксидами железа и контактирует с раствором NaCl (условия неодинаковой аэрации)	Деполяризатор	O2	H2O	H^+	NaCl
	Изделие из железа покрыто поврежденным слоем олова и контактирует с разбавленным раствором HCl	Составная часть катода	FeCl2	HCl	Fe	Sn
	Изделие из хрома покрыто поврежденным слоем меди и контактирует со слабощелочным раствором электролита	Вторичный продукт ЭХК	Cu(OH)2	Cr(OH)2	H2	O2
	Изделие состоит из железа и цинка, контактирующих друг с другом и со слабокислым раствором электролита	Продукт восстановления на катоде	H2O	H2	Zn(OH)2	Fe(OH)2
	Изделие из цинка частично покрыто оксидом цинка и контактирует с раствором NaCl (условия неодинаковой аэрации)	Вторичный продукт ЭХК	ZnCl2	ZnO	Zn(OH)2	O2
	Изделие из меди с включением цинка контактирует с влажным воздухом (рН=7)	Деполяризатор	O2	ZnO	H2O	H^+
	Изделие из железа с включением хрома контактирует с раствором НCl	Составная часть катода	HCl	Cr	FeO	Fe
	Изделие из железа покрыто поврежденным слоем алюминия и контактирует с раствором кислот	Составная часть анода	FeO	Fe	Al2О3	Al
	Стальная поверхность частично покрыта оксидами железа и контактирует с раствором кислот (условия неодинаковой аэрации)	Деполяризатор	Fe	FexOy	O2	H^+
	Изделие из железа с включением углерода контактирует с раствором NaOH	Продукт восстановления деполяризатора	H2O	O2	OН^-	FeO

Продолжение таблицы 26

Ва-ри-ант	Микрогальваническая система, в которой проходит ЭХК	Роль определяемого вещества в процессе ЭХК	Варианты определяемого вещества
	Изделие из никеля покрыто поврежденным слоем серебра и контактирует с влажным воздухом (рН=7)	Составная часть катода	Ag	Ni	O2	H2O
	Изделие из золота контактирует с алюминиевой деталью в растворе Na2SO4	Деполяризатор	O2	Au	Na2SO4	Al2O3
	Стальная поверхность частично покрыта оксидами железа и контактирует с раствором электролита (условия неодинаковой аэрации, рН=7)	Составная часть анода	FexOy	Fe	O2	H2O
	Изделие состоит из железа с включением углерода и контактирует с раствором уксусной кислоты	Продукт восстановления на катоде	H2O	FexOy	H2	Fe(OH)2
	Изделие из железа покрыто поврежденным слоем цинка и контактирует с разбавленным раствором HCl	Вторичный продукт ЭХК	H2	Zn(OH)2	FeCl2	ZnCl2
	Изделие из железа с включением углерода контактирует с раствором NaOH	Составная часть катода	Fe	C	O2	NaOH
	Сплав никеля и платины, контактирующих со слабо-щелочным раствором элек-тролита	Деполяризатор	O2	NiO	H2O	H2
	Стальная поверхность частично покрыта оксидами железа и контактирует с раствором NaOH (условия неодинаковой аэрации)	Составная часть анода	O2	FexOy	Fe(OH)2	Fe
	Изделие из железа с включением марганца контактирует с влажным воздухом (рН=7)	Вторичный продукт ЭХК	H2O	Mn(OH)2	Fe(OH)2	O2
	Изделие из алюминия частично покрыто оксидом алюминия и контактирует с раствором HCl (условия неодинаковой аэрации)	Деполяризатор	AlCl3	Al2O3	H^+	H2
	Изделие из олова с включением меди контактирует с раствором H2S	Продукт восстановления на катоде	H2	H^+	Sn(OH)2	SnS

Продолжение таблицы 26

Ва-ри-ант	Микрогальваническая система, в которой проходит ЭХК	Роль определяемого вещества в процессе ЭХК	Варианты определяемого вещества
	Изделие из железа покрыто поврежденным слоем олова и контактирует со слабощелочным раствором	Составная часть катода	Fe	Sn	O2	FexOy
	Изделие состоит из алюминия и никеля, контактирующих друг с другом, и находится во влажном воздухе (рН=7)	Составная часть анода	Al(OH)3	Ni	O2	Al
	Стальная поверхность частично покрыта оксидами железа и контактирует с раствором электролита (условия неодинаковой аэрации, рН<7)	Деполяризатор	H^+	FexOy	H2O	H2

"Классификация и номенклатура органических соединений"

Дата добавления: 2014-10-22