Пример 1

Укажите продукты реакции и на основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении:

1. Ca + HNO₃ (разб)→…; 3. Ca + NaOH → …;

2. Sn + HNO₃ (разб)→…; 4. Sn + NaOH (р-р) → …

Решение. Кальций и олово не пассивируются в разбавленной азотной кислоте, поэтому продукты реакции взаимодействия металлов с кислотами указываем, пользуясь таблицей 4.2.1. Кальций активный металл, поэтому помимо соли и воды образуется третий продукт – N₂O:

1. Ca + HNO₃ (разб)→ Сa(NO₃)₂ + H₂O + N₂O.Олово металл средней активности, поэтому помимо соли и воды образуется третий продукт – NO:2. Sn + HNO₃ (разб) → Sn(NO₃)₂ + H₂O + NO.Составим электронный баланс:

1. Ca – 2 e ^– → Ca^+2	4
N^+5+ 4 e ^–→ N^+	2

2. Sn – 2 e ^– → Sn^+2	3
N^+5+ 3 e ^–→ N^+2	2

Подставим полученные коэффициенты в уравнения:4Ca + HNO₃ (разб) → 4Сa(NO₃)₂ + H₂O + N₂O,3Sn + HNO₃ (разб)→ 3Sn(NO₃)₂ + H₂O + 2NO.Уравняем остальные элементы, входящие в уравнения:4Ca + 10HNO₃ (разб) → 4Сa(NO₃)₂ + 5H₂O + N₂O,3Sn + 8HNO₃ (разб)→ 3Sn(NO₃)₂ + 4H₂O + 2NO.Кальций не является амфотерным элементом, поэтому реакция 3 не пойдет, а продукты в реакции 4 будут следующие:Sn + NaOH + Н₂О→Na₂[Sn(OН)₄] + H₂.Составим электронный баланс:

Sn –2 e ^– → Sn^+2	1
H^++ 1 e ^–→ H^0	2

Подставим полученные коэффициенты в уравнение:Sn + 2NaOH + Н₂О→Na₂[Sn(OН)₄] + H₂.Уравняем остальные элементы, входящие в уравнение:Sn + 2NaOH + 2Н₂О→Na₂[Sn(OН)₄] + H₂.

Пример 2. Охарактеризуйте состояние сплава и определите состав каждой фазы в точке Sn: Zn = 30 %: 70 % при температуре 320 ºС. Руководствуясь видом диаграммы состояния вещества, определите, к какому типу сплавов оно относится.

Решение. Это диаграмма веществ, образующих механическую смесь. Отметим на диаграмме точку, в которой необходимо описать состав фаз (точка а). Проведем линию до пересечения с линиями диаграммы и опустим абсциссу для нахождения состава жидкой фазы. В точке а присутствуют две фазы: жидкая и твердая. Твердая фаза представляет собой кристаллы цинка; состав жидкой фазы – Zn:Sn = 40:60.

10.8. Задачи для самостоятельного решения

401–420. Укажите продукты реакции и на основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении:

401.	Pb + HNO3 (разб) →…;	Cr + HNO3 (конц)→…
402.	Pb + HNO3 (конц)→…;	Pb + KOH →…
403.	Sn + HNO3 (разб) →…;	Ag + H2SO4 (разб) →…
404.	Pb + KOH + H2O →…;	Pb + H2SO4 (конц)→…
405.	Sn + KOH + H2O →…;	Bi + H2O →…
406.	Zn + H2SO4 (конц)→…;	Ag + H2SO4 (конц)→…
407.	Hg + HNO3 (конц)→…;	Co + Ca(NO3)2 →…
408.	Ca + CuSO4 →…;	Co + HNO3 (конц)→…
409.	Mg + Al2(SO4)3 →…;	Au + HCl →…
410.	Cu + Mg(NO3)2 →…;	Zn + CuCl2 →…
411.	Mg + Cu(NO3)2 →…;	Co + CaCl2 →…
412.	Pb + AgNO3 →…;	Bi + HCl →…
413.	Ag + HNO3 (конц)→…;	Be + HNO3 (конц)→…
414.	Zn + HNO3 (разб)→…;	Hg + H2SO4 (разб)→…
415.	Zn + HNO3 (конц)→…;	Zn + KOH+H2O →…
416.	Co + H2SO4 (конц)→…;	Mg + HCl →…
417.	Bi + H2SO4 (конц)→…;	Bi + HCl → …
418.	Be + KOH + H2O →…;	Fe + H2SO4 (конц)→…
419.	Mg + H2SO4 (конц)→…;	Al + KOH+H2O →…
420.	Mg + H2SO4 (разб)→…;	Fe + HNO3 (разб)→…

421–432. Руководствуясь видом диаграммы состояния вещества (рис. 10.8.1–10.8.3), определите, к какому типу сплавов оно относится. Охарактеризуйте состояние сплава и определите состав каждой фазы в указанной точке. 421. Рис. 10.8.1. Sn: Zn = 95 %: 5 %; Т = 210 ºС. 422. Рис. 10.8.1. Sn: Zn = 90 %: 10 %; Т = 200 ºС. 423. Рис. 10.8.1. Sn: Zn = 40 %: 60 %; Т = 280 ºС. 424. Рис. 10.8.2. Au: Pt = 50 %: 50 %; Т = 1400 ºС. 425. Рис. 10.8.2. Au: Pt = 80 %: 20 %; Т = 1200 ºС. 426. Рис. 10.8.2. Au: Pt = 20 %: 80 %; Т = 1700 ºС. 427. Рис. 10.8.3. Mg: Sb = 90 %: 10 %; Т = 650 ºС. 428. Рис. 10.8.3. Mg: Sb = 30 %: 70 %; Т = 800 ºС. 429. Рис. 10.8.3. Mg: Sb = 15 %: 85 %; Т = 600 ºС. 430. Рис. 10.8.3. Mg: Sb = 10 %: 90 %; Т = 503 ºС. 431. Рис. 10.8.3. Mg: Sb = 5 %: 95 %; Т = 650 ºС. 432. Рис. 10.8.3. Mg: Sb = 85 %: 15 %; Т = 550 ºС.

433. Предложите способ выделения магния из морской воды, если предположить, что весь магний находится в ней в виде хлорида. Составьте уравнения соответствующих реакций.

434. Напишите уравнения реакций, которые будут проходить при электрохимическом рафинировании кобальта, содержащего примеси серебра и цинка. 435. Напишите уравнения реакций, которые будут проходить при электрохимическом рафинировании никеля, содержащего примеси висмута и кадмия.

436. Укажите, к диэлектрикам, проводникам или полупроводникам относятся приведенные ниже вещества:

Вещество	S	P	Au	B	Fe
Ширина запрещенной зоны (Δ Е), эВ	9,7	1,5	–	1,55	–

437. Имеются два оксида Mo₂O₃ и PbO. Какие восстановители – С, СО или Al – можно предложить для получения чистых металлов? Ответ поясните. Запишите уравнения соответствующих реакций. 438. Имеются два оксида Cr₂O₃ и ZnO. Какие восстановители – С, СО или Al – можно предложить для получения чистых металлов? Ответ поясните. Запишите уравнения соответствующих реакций. 439. Укажите, к диэлектрикам, проводникам или полупроводникам относятся приведенные ниже вещества:

Вещество	InSb	AlP	C	Si	Pb
Ширина запрещенной зоны (Δ Е), эВ	0,27		5,6	1,12	–

440. Укажите, к диэлектрикам, проводникам или полупроводникам относятся приведенные ниже вещества:

Вещество	TiBi	CuBr	Ag	β-Sn	Ge
Ширина запрещенной зоны (Δ Е), эВ	–	2,94	–	–	0,78

Контрольные вопросы

1. Чем объясняются такие свойства металлов, как электропроводность и пластичность?

2. Почему хром, железо и бериллий не растворяются в концентрированной азотной кислоте?

3. Чем объясняется тот факт, что медь, серебро и висмут не растворяются в соляной кислоте?

4. Укажите необходимое условие взаимодействия металлов с растворами щелочей.

5. Влияет ли активность металлов на состав продуктов, образующийся при их взаимодействии с концентрированной серной кислотой?

6. Какой тип диаграмм образуют металлы, не растворимые друг в друге?

7. Какой тип диаграмм образуют металлы, неограниченно растворимые друг в друге?

8. Какой тип диаграмм образуют металлы, образующие химическое соединение?

9. Какой вывод можно сделать о свойствах материала, зная величину ширины запрещенной зоны?

Дата добавления: 2014-11-06