Предмет, задачи и основные категории статистики

903.

898.

885.

А) WO₃ + 3CO = W + 3CO₂ ΔG^о = ΔH^о - TΔS^о ΔH^о = 3ΔH^о(CO₂) - ΔH^о(WO₃) - 3ΔH^о(CO) = -3*393.5 + 842.7 + 3*110.5 = -6.3 кДж/моль. ΔS^о = ΔS^о(W)+3ΔS^о(CO₂)-ΔS^о(WO₃)-3ΔS^о(CO) = 32.7 + 3*213.7 – 75.9 - 3*197.5 = 5.4 Дж/(K*моль) a) T = 298 K: ΔG^о = -6.3 – 298*5.4*10^-3 = -7.9 кДж/моль. б) T = 1273 K: ΔG^о = -6.3 – 1273*5.4*10^-3 = -13.2 кДж/моль. Реакция возможна при обеих температурах

Б) WO₃ + 3C = W + 3CO ΔH^о = 3ΔH^о(CO) - ΔH^о(WO₃) = -3*110.5 + 842.7 = 511.2 кДж/моль. ΔS^о = ΔS^о(W)+3ΔS^о(CO)-ΔS^о(WO₃)-3ΔS^о(C) = 32.7 + 3*197.5 – 75.9 – 3*5.7 = 532.2 Дж/(K*моль) а) T = 298 K: ΔG^о = 511.2 – 298*532.2*10^-3 = 352.6 кДж/моль. б) T = 1273 K: ΔG^о = 511.2 – 1273*532.2*10^-3 = -166.3 кДж/моль. Реакция возможна при 1000^oC

В) WO₃ + 3Ca = W + 3CaO ΔH^о = 3ΔH^о(CaO) - ΔH^о(WO₃) = -3*635.5 + 842.7 = -1063.8 кДж/моль. ΔS^о = ΔS^о(W)+3ΔS^о(CaO)-ΔS^о(WO₃)-3ΔS^о(Ca) = 32.7 + 3*39.7 – 75.9 – 3*41.6 = -48.9 Дж/(K*моль) а) T = 298 K: ΔG^о = -1063.8 + 298*48.9*10^-3 = -1049.2 кДж/моль. б) T = 1273 K: ΔG^о = -1063.8 + 1273*48.9*10^-3 = -1001.6 кДж/моль. Реакция возможна при обеих температурах

886. TiCl₄(ж) + 2Mg(к) = Ti(к) + 2MgCl₂(к), ΔG^о = 2ΔG^о(MgCl₂)- ΔG^о(TiCl₄)=2*(-591.6) – (-726.1)=-457.1 кДж/моль. ΔG^о < 0, следовательно, магний вытеснит титан из раствора его соли.

887. Пирометаллургия заключается в проведении процесса получения меди при высокой температуре, а гидрометаллургия – в получении меди при обработке ее руды разбавленным раствором серной кислоты.

888. Способы рафинирования металлов:

а) Перегонка в вакууме – расплавленный металл вакуумируют – при этом летучие примеси удаляются из металла. Например, расплавленную губчатую медь очищают от примесей кислорода в вакууме

б) Зонная плавка – металл и примеси в расплавленном состоянии разделяются в колонне на слои (зоны). Зная положение зоны наиболее чистого металла, можно извлечь его, оставив примеси в колонне. Так очищают железо от шлаков.

в) Терморазложение летучих соединений – загрязненный металл обрабатывают веществами, переводящими его в газообразные соединения, которые впоследствии разлагают, получая чистый металл. Так получают титан через иодид титана.

г) Электролиз – под действием электрического тока металлы из расплавов (а некоторые и из растворов) выделяются в очень чистом состоянии. Так очищают медь, проводя электролиз раствора сульфата меди.

889. Общие физические свойства металлов. Большинство металлов в твердом состоянии обладают ковкостью, тепло- и электропроводностью, а также некоторыми другими свойствами. Ковкость металлов объясняется способностью плоскостей кристаллической решетки металла смещаться друг относительно друга без разрыва связей. Тепло- и электропроводность объясняются тем, что в решетке металла имеется т.н. электронный газ, т.е. свободные электроны, которые легко мигрируют от атома к атому, перенося тепло и электрический ток.

890. Согласно зонной теории, при образовании металлической решетки электроны распределяются по 2-м зонам: валентная зона и зона проводимости. Расстояние между этими зонами называется запрещенной зоной (ΔЕ). У металлов ΔЕ практически равно 0, поэтому металлы – хорошие проводники тока и тепла. Электроны свободно мигрируют от одного атома к другому, обусловливая тепло- и электропроводность. У полупроводников ΔЕ = 0.5 – 1.1 эВ, они проводят ток только в определенных условиях. У изоляторов ΔЕ = 1.1 – 7 эВ, электрический ток они не проводят.

891. Электродный потенциал ионов водорода в воде, рассчитанный по уравнению Нернста, при условии, что концентрация ионов водорода составляет 10^-7 г-ионов/л, равен: Е = Е⁰ + 0.059*lg (H⁺) = 0.059*(-7) = -0.41 В. Следовательно, с водой будут реагировать только металлы, стоящие до кадмия (Е⁰ = -0.40 В). 2К + H₂O = K₂O + H₂, Ba + H₂O = BaO + H₂ , 2Fe + 3H₂O = Fe₂O₃ + 3H₂

892. На воздухе поверхность магния покрывается пленкой оксида, которая не растворяется в холодной воде, но растворяется в горячей. Поверхность алюминия на воздухе также покрывается пленкой оксида, которая имеет очень маленькое произведение растворимости (1*10^-32 ), поэтому алюминий не взаимодействует ни горячей ни с холодной водой.

893. При стандартных условиях окислителем в HCl и H₂SO₄ является водород. Реакция протекает, когда потенциал окислителя больше потенциала восстановителя, поэтому при н.у. с данными кислотами взаимодействуют металлы, потенциал которых меньше водородного. При разбавлении раствора кислоты потенциал водорода уменьшается, поэтому свинец, потенциал которого близок к водородному, не взаимодействует с разбавленными кислотами, но реагирует с концентрированными.

Кислота	Концентрация	К-Ba-Ca-Na-Mg	Pb
Соляная	Разбавленная Концентрированная	Соль+Н2 Соль+Н2	Не реагирует PbCl2 +Н2
Серная	Разбавленная Концентрированная	Соль+Н2 Соль+H2S+H2O	Не реагирует PbSO4 + SO2 + H2O

894. а) Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂

б) Fe+ HCl + 6H₂O = [Fe(H₂O)₆]Cl₂ + H₂

в) 2Fe + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂

г) 2Fe + 6HCl + 6H₂O = 2[Fe(H₂O)₆]Cl₃ + H₂

Наиболее устойчивая степень окисления железа +3, в водных растворах железо координирует вокруг себя 6 молекул воды, поэтому наиболее вероятное взаимодействие г).

895. При взаимодействии металлов с серной кислотой обычно образуется смесь продуктов восстановления H₂SO₄. Состав смеси продуктов зависит от активности металла. Поэтому описать реальный процесс взаимодействия металла с кислотой одним уравнением невозможно. Обычно пишут наиболее термодинамически вероятное уравнение реакции. Реакция термодинамически тем вероятнее, чем больше разница между стандартными электродными потенциалами окислителя и восстановителя.

Полуреакция	Потенциал, В
Zn - 2e = Zn^2+	-0.76
SO4^2- + 10H^+ + 8e^- = H2S + 4H2­O	0.30
SO4^2- + 8H^+ + 6e^- = S + 4H2­O	0.36
SO4^2- + 4H^+ + 2e^- = SO2 + 2H2­O	0.22
2SO4^2- + 10H^+ + 8e^- = S2O3^2- + 5H2­O	0.29

Из таблицы видно, что наиболее вероятной реакцией будет восстановление до свободной серы: 3Zn + 4H₂SO₄ = 3ZnSO₄ + S + 4H₂O

896. Cu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O. n(SO₂) = V/Vм = 33.6/22.4 = 1.5 моль. Согласно уравнению реакции, n(Cu) = n(SO₂), следовательно, m(Cu) = n*M = 1.5*64 = 96 грамм.

897. При взаимодействии металлов с азотной кислотой обычно образуется смесь продуктов восстановления HNO₃. Состав смеси продуктов зависит от активности металла. Поэтому описать реальный процесс взаимодействия металла с кислотой одним уравнением невозможно. Обычно пишут наиболее термодинамически вероятное уравнение реакции. Реакция термодинамически тем вероятнее, чем больше разница между стандартными электродными потенциалами окислителя и восстановителя.

Полуреакция	Потенциал, В
Mg - 2e = Mg^2+	-2.37
NO3^- + 10H^+ + 8e^- = NH4^+ + 3H2­O	0.86
2NO3^- + 17H^+ + 14e^- = N2H5^+ + 6H2­O	0.84
2NO3^- + 12H^+ + 10e^- = N2 + 6H2­O	1.24
NO3^- + 4H^+ + 3e^- = NO + 2H2­O	0.96
NO3^- + 2H^+ + e^- = NO2 + H2­O	0.80

Из таблицы видно, что наиболее вероятной реакцией будет восстановление до свободного азота: 6Mg + 14HNO₃ = 6Mg(NO₃)₂ + N₂ + 7H₂O

Дано: V(HNO3) = 1 л. W% = 4% P = 1.02 г/мл. m(Са) =?

4Ca + 10HNO3 = 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O Найдем количество азотной кислоты: m(р-ра HNO3) = V*p = 1000*1.02 = 1020 г. m(HNO3) = 1020*4%/100% = 40.8 г. n(HNO3) = m/M = 40.8/63 = 0.65 моль. По реакции n(Ca) = 4/10n(HNO3) = 0.26 моль. m(Ca) = n*M = 0.26*40 = 10.4г.

899. Молибден растворяют при помощи смеси концентрированных азотной и фтороводородной кислот:

Мо + 6HNO₃ + 8HF = H₂[МоF₈] + 6NO₂ + H₂O

900. Наиболее вероятной реакцией будет та реакция, в которой потенциал окислителя будет больше потенциала восстановителя, причем разница между потенциалом окислителя и восстановителя будет максимальной. Следовательно наиболее вероятна реакция: 3Pt + 4HNO₃ + 18HCl = 3H₂[PtCl₆] + 4NO + 8H₂O.

901. Эти металлы в раствор переводят с помощью смеси концентрированных плавиковой и азотной кислот:

W + 6HNO₃ + 8HF = H₂[WF₈] + 6NO₂ + H₂O

3Nb + 21HF + 5HNO₃ = 3H₂[NbF₇] + 5NO + 10H₂O

3Ta + 21HF + 5HNO₃ = 3H₂[TaF₇] + 5NO + 10H₂O

902. Амфотерность веществ объясняется малым различием прочности связей R-H и О-Н в соединениях. Амфотерные электролиты способны диссоциировать как кислоты и как основания:

H⁺ + RO^- = ROH = R⁺ + OH^-

Zn + 2NaOH +2H₂O = H₂ + Na₂[Zn(OH)₄], Zn + 2NaOH = H₂ + Na₂ZnO₂

Cr + 3NaOH + 3H₂O = Na₃[Cr(OH)₆], 2Cr + 6NaOH = 3H₂ +2Na₃CrO₃

Дано: m(сплава) = 1 кг w%(NaOH) = 30% p = 1.33 г/мл

В одном кг сплава с 40% Ni содержится 600 г. Al. n(Al) = m/M = 600/27 = 22.2 моль. С NaOH взаимодействует только алюминий: 2Al + 6NaOH + 6H2O = 2Na3[Al(OH)6] + 3H2 По уравнению реакции n(NaOH) = 3n(Al) = 66.6 моль. m(NaOH) = n*M = 66.6*40 = 2664 г. m(раствора NaOH) = 2664*100%/30% = 8880 г. V(NaOH) = m/p = 8880/1.33 = 6.7 л.

904. Ag + Mg(NO₃)₂ = реакция не протекает, т.к. потенциал серебра больше потенциала цинка.

Mn + CuSO₄ = MnSO₄ + Cu

Zn + 2AgNO₃ = Zn(NO₃)₂ + 2Ag

Pt + CuSO₄ = реакция не протекает, т.к. потенциал платины больше медного.

905. Активные металлы вытесняют менее активные металлы из растворов их солей. Поскольку Pt менее активна, чем Cu, Zn менее акитвен, чем Al, Cu менее активна, чем Sn, то ни один из указанных реакций напрямую не идет. В случае гидролиза:

1. 2CuSO₄ + 2H₂O = (CuOH)₂SO₄ + H₂SO₄ – платина не взаимодействует с серной кислотой

2. AlCl₃ + H₂O = AlOHCl₂ + HCl – цинк взаимодействует: Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂

3. SnCl₂ + H₂O = SnOHCl + HCl – медь не взаимодействует с соляной кислотой

Ответ – второй случай.

906. Озоновый слой в атмосфере Земли является важной защитой живых организмов от вредного ультрафиолетового излучения Солнца и космического излучения. Озон образуется из атмосферного кислорода при грозовых разрядах и при действии УФ-лучей на молекулярный кислород по реакциям: 3О₂ = 2О₃ и О₂ + h٧ = 2О, О + О₂ = О₃.

907. Нарушение защитного озонового слоя Земли вызывает попадание в атмосферу таких веществ, как фреоны (фтор-, хлоруглероды),оксиды азота NOx, бромпроизводные, оксид углерода (II).

С фреонами: CFCl3 + h٧ =.CFCl2 + Cl.; С NOx: N₂O + h٧ = N₂ + O.

Cl. + О₃ = ClO + O₂ N2 + O. = 2NO

ClO + О. = Cl. + O₂ NO + O₃ = NO₂ + O₂

NO2 + O. = NO + O₂

Суммарная реакция: О 3 + О = 2О2; Суммарная реакция: О₃ + О = 2О₂

С оксидом углерода: СО + О3 = СО2 + О2.

908. Непрерывный рост в атмосфере СО2 связан с все возрастающим использованием топлива. При его сжигании в атмосферу выбрасывается огромное количество СО₂ и пыли. Концентрируясь в атмосфере, СО₂ задерживает тепловое излучение Земли. Он играет ту же роль, что и стекло в теплице, создавая «парниковый эффект». Это может привести к изменению климата на Земле, к таянию ледниковых шапок, повышению уровня мирового океана, затоплению огромного количества земель.

909. Причиной неуклонного возрастания СО в атмосфере является все возрастающее использование автомобильного транспорта, в выхлопных газах которого в основном содержатся СО. Это вещество очень активно взаимодействует с гемоглобином крови (в 200 раз активнее кислорода), заменяя кислород, поэтому в больших количествах СО опасно для здоровья людей. В атмосфере окисление СО до СО₂ происходит крайне медленно из-за устойчивости молекулы СО, в которой между углеродом и кислородом осуществляется одна π- и одна σ- связь.

910. SО₂, выбрасываемое в атмосферу в огромных количествах, нарушает экологическое равновесие в природе. Наибольшие количества этого вещества выбрасывают предприятия цветной металлургии за счет окислительного обжига сульфидных руд, и тепловые электростанции.

911. Попадая в атмосферу, SО₂ взаимодействует с парами воды, образуя сернистую кислоту: SО₂ + Н₂О = Н₂SO₃. Выпадая вместе с осадками, сернистая кислота вызывает разрушение металлических конструкций, уменьшает продуктивность почв, вызывает рост кислотности водоемов, гибель их обитателей.

912. Причиной выпадения кислотных дождей является взаимодействие SО_2, выбрасываемого предприятиями, с парами воды с образованием сернистой кислоты: SО₂ + Н₂О = Н₂SO₃. Кислотные дожди вредят сельскохозяйственным угодьям, вызывают гибель обитателей водоемов, разрушают металлические и строительные конструкции.

913. Наиболее опасными для человека являются: ртуть, свинец и кадмий. Источниками загрязнения окружающей среды свинцом являются автомобили, в выхлопных газах которых содержится свинец (в бензин добавляют этилат свинца – специальную добавку). Свинец и кадмий попадают также с выбросами предприятий черной и цветной металлургии, при сжигании отходов и мусора. Ртуть попадает в окружающую среду при использовании в сельском хозяйстве ртутьсодержащих фунгицидов, а также содержится в продуктах сгорания топлива.

914. Круговорот азота в природе: 1 НNO₃ и нитраты 2

8 6

N₂ 5 белок

7 4

9 NH₃ и соли аммония 3

Первичное образование кислородсодержащих соединений азота связано с грозами(1). Нитраты и соли аммония являются материалом для выработки белковых веществ(2, 4). Под воздействием специальных бактерий останки белков претерпевают ряд изменений, при этом азот из них переходит в аммиак и соли аммония(3). Частично продукты гниения превращаются в нитраты(5). Часть азота при лесных и степных пожарах, а также при гниении и деятельности некоторых видов бактерий выделяется в свободном состоянии(6, 7, 8). Другой вид бактерий в присутствии органических веществ способен переводить свободный азот в аммиак(9).

915. Круговорот кислорода в природе:

916. Круговорот углерода в природе: 1 зеленые растения 2

4 5

атмосфера и гидросфера 3 животные

7 минералы 6

Растениями из атмосферы и океана извлекается СО₂(1). Животные поедают растения (2). Дыхание животных и растений, тление их останков(3, 4) постоянно возвращает углерод в атмосферу и гидросферу. Часть останков минерализуется (5, 6) с образованием ископаемых углей, нефтей и др. Часть углерода из атмосферы и океана в результате неорганических реакций также отлагается в виде минералов(7). Выветривание горных пород(8) приводит к пополнению углерода в атмосфере.

917. Круговорот серы: H₂SO₄ и сульфаты

1 2

S 3 белок

5 H₂S и сульфиды 4

При взаимодействии серы с кислородом воздуха и водой образуется сначала сернистая, а затем серная кислота (1). H₂SO₄ сразу же после образования вступает во взаимодействие с солями более слабых кислот, находящихся в почве или воде, с образованием сульфатов. Сульфаты отлагаются в виде минералов в горных породах, накапливаются в реках. При взаимодействии сульфатов с органическими веществами выделяется сероводород (3). Часть сульфатов извлекается из почв и вод растениями, преобразуются в содержащие серу белковые вещества (2), которые затем усваиваются животными. При отмирании живых организмов белковые вещества разлагаются, и сера освобождается в виде сероводорода (4). Сероводород легко окисляется до свободной серы с помощью кислорода воздуха, а также под действием особого вида бактерий (5).

918. Круговорот фосфора: Р_почвы Р_белка

Статистика – это самостоятельная общественная наука, которая изучает количественную сторону массовых явлений и процессов, исследует закономерности общественного развития в конкретных условиях, места и времени. Статистика изучает статистические закономерности, которые в отличие от динамических проявляются только в массовых процессах.

Теория статистики – наука о наиболее общих принципах и методах статистического исследования социально-экономических явлений. Она разрабатывает понятийный аппарат и систему категорий статистической науки, рассматривает методы сбора, сводки, обобщения и анализа статистических данных, т. е. общую методологию статистического исследования массовых общественных процессов. Таким образом, теория статистики – методологическая основа всех отраслевых статистик.

Предметом статистики выступают размеры и количественные соотношения качественно определенны социально-экономических явлений, закономерности их связи и развития в конкретных условиях места и времени. В определении предмета статистики подчеркивается несколько характерных особенностей статистики, как науки. Статистика изучает:

- массовые общественные явления при помощи статистических показателей и их динамику;

- количественную сторону массовых общественных явлений и дает количественное, цифровое освещение общественных явлений;

- количественную сторону общественных явлений в неразрывной связи с их качественным содержанием, наблюдает в обществе процесс перехода количественных изменений в качественные;

- количественную сторону общественных явлений в конкретных условиях места и времени, характеризует явления общественной жизни в конкретных пространственных и временных границах;

- количественные связи между общественными явлениями, с помощью специальной методологии; используют математические методы при исчислении ряда статистических показателей, в свою очередь гуманитарные и естественные науки широко используют в своих исследованиях статистические методы сбора, обработки и анализа данных.

Дата добавления: 2015-04-24