3. Уравнять реакцию. Указать окислитель и восстановитель:

MnO₂ + KClO₃ + KOH → K₂MnO₄ + KCl + H₂O. Определить массу оксида марганца (IV), необходимую для восстановления 150 см³ 1 н раствора KСlO₃.

Дано: V=150 см3= =0,15 л сэк(KClO3)= 1 моль/л

m- ?

РЕШЕНИЕ:

Mn⁺⁴O₂ + KCl⁺⁵O₃ + KOH →

→ K₂Mn⁺⁶O₄ + KCl^- + H₂O

НОК ДМ

восст-ль Mn⁺⁴ - 2e = Mn⁺⁶ 3

6

окисл-ль Cl⁺⁵ + 6e = Cl^- 1

3Mn⁺⁴ + Cl⁺⁵ = 3Mn⁺⁶ + Cl^-

Переносим полученные коэффициенты в молекулярное уравнение, уравниваем число К⁺, а затем Н и О:

3MnO₂ + KClO₃ + 6KOH = 3K₂MnO₄ + KCl + 3H₂O

По закону эквивалентов:

n_эк(KClO₃) = n_эк(MnO₂)

V·с_эк(KClO₃) =

M_эк(MnO₂) г/моль

m = V·с_эк(KClO₃)∙

m= 0,15·1∙43,5 = 6,5 г

Ответ: m= 6,5 г

19. Металлы VIII группы уровень а

1. Используя справочные значения изменений стандартных энергий Гиббса образования веществ, определить возможность самопроизвольного протекания реакции:

OsО_4(к) +4Н_2(г) = Os_(к) + 4Н₂О_(ж) при стандартных условиях. Ответ мотивировать расчетом Δ_rG°(298K).

Дано: Уравнения химической реакции.

- ?

РЕШЕНИЕ:

Возможность самопроизвольного протекания реакции при 298К определяется знаком величины стандартного изменения энергии Гиббса в реакции:

если < 0, самопроизвольное протекание реакции при заданных условиях возможно;

если > 0, то при заданной температуре реакция невозможна. _.

Значение определяем по первому следствию из закона Гесса:

= [(Os_(к)) + 4(H₂O_(ж))] –

– [(OsO_4(к)) + 4(Н_2(г))]

	OsО4(к)	+ 4Н2 (г)	= Os(к)	+ 4 Н2О(ж)
кДж/моль	-302,5	0	0	4(-237,3)

Тогда:

= 4(-237,3) – (-302,5) = -646,7кДж.

Ответ: так как < 0, то самопроизвольное протекание реакции возможно.

2. Вычислить концентрацию ионов железа в 0,01М растворе K₃[Fe(CN)₆], содержащем, кроме того, 0,02 моль/л цианида калия. Константа нестойкости иона [Fe(CN)₆]^3- в водном растворе равна 1^.10^-31.

Дано: с=0,01 моль/л, сKCN=0,02 моль/л, = 1.10-31

[Fe3+] - ?

РЕШЕНИЕ:

Первичная диссоциация комплексных солей протекает по типу диссоциации сильных электролитов:

K₃[Fe(CN)₆]=[Fe(CN)₆]^3-+3К⁺ (17.1)

Концентрация комплексного иона [Fe(CN)₆]^3- равна 0,01 моль/л, так как из одной молекулы комплексной соли образуется один комплексный ион.

Константа нестойкости комплексного иона [Fe(CN)₆]^3- характеризует следующий равновесный процесс:

[Fe(CN)₆]^3- <=>Fe³⁺ + 6CN^- (вторичная диссоциация) (17.2)

(17.3)

Присутствие цианида калия в растворе смещает равновесие диссо-циации комплексного иона (17.2) влево вследствие возрастания концентрации одноименного иона CN^-, образующегося при диссоциации KCN:

КCN = К⁺ + СN^-

После смещения равновесия устанавливается новое равновесие. Концентрацию Fe³⁺ в новом равновесии принимаем равной х моль/л.

Общая равновесная концентрация [CN^-] равна сумме концентраций CN^-, образовавшихся при диссоциации КCN и [Fe(CN)₆]^3-:

[CN^-] = +

из [Fe(CN)₆]^3- из КCN

= 6х моль/л из [Fe(CN)₆]^3-

= ·α·= 0,02·1·1 = 0,02 моль/л,

из КCN

так как КCN сильный электролит, α=1, =1.

Тогда:

[CN^-] = (6х + 0,02) моль/л.

Вследствие малости х, принимаем: 6х + 0,02 ≈ 0,02 моль/л.

Таким образом, выражение (17.3) примет вид:

,

откуда х = [Fe³⁺] = 1,56·10^-23 моль/л

Ответ: [Fe³⁺] = 1,56·10^-23 моль/л.

3. Составить схемы электролиза и написать уравнения электродных процессов водных растворов солей: а) сульфата кобальта (II), б) хлорида палладия (II) (анод инертный). Какие продукты выделяются на аноде и катоде.

Дано: а) CoSO4, б) PdCl2. Анод инертный 1.Схема электролиза-? 2.Продукты электролиза-?

РЕШЕНИЕ а) CoSO4= Co2+ + SO42-, K(-) A(+) инертный Co2+ + 2ē = Co SO42- 2H2O+2ē=H2+2OH- 2H2O-4ē=O2+4H+

На катоде выделяется Co и Н₂, на аноде выделяется О₂.

б) PdCl₂ = Pd²⁺ + 2Cl^-

K(-) A(+) инертный

Pd²⁺ + 2ē = Pd 2Cl^- - 2ē = Cl₂

H₂O H₂O

На катоде выделяется Pd, на аноде выделяется Cl₂.