Задания для самостоятельной работы. Учебно-методическая разработка для студентов

КУБАНСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА НЕОРГАНИЧЕСКОЙ И АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ

САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ

РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ПО ХИМИИ

Учебно-методическая разработка для студентов

Инженерных и экономического факультетов

КРАСНОДАР, 2006

Составители: профессор Александрова Э.А., доцент Демиденко О.А., старший преподаватель Тимофеева И.Ю., ассистент Попов И.Б.

Рецензент: зав. кафедрой органической и физколлоидной химии,

д.х.н., профессор Доценко С.П.

Методические указания рекомендованы к внутривузовскому изданию на заседании кафедры неорганической и аналитической химии (Протокол № от 2006г) и методической комиссией факультета агрохимии, почвоведения и защиты растений КГАУ,

(Протокол № от 2006г).

Данная методическая разработка включает индивидуальные задания, составленные для студентов инженерных специальностей в 1993 г, переизданные в 1999 г и дополненные вопросами по темам: "Основные понятия и законы химии", "Энергетика химических процессов", «Кинетика химических реакций. Химическое равновесие», "Коллоидные системы», «Химия неметаллов». Составленные ответы по большинству тем на приводимые в данном 3-ем издании вопросы позволят осуществлять безмашинное программированное обучение студентов и самоконтроль знаний, полученных в процессе освоения 16 тем по общей и неорганической химии.

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение 4

1. Основные понятия и законы химии 5

2. Классы неорганических соединений 6

3. Строение атома и периодический закон

Д.И.Менделеева 11

4. Химическая связь, строение молекул 16

5. Комплексные соединения 18

6. Энергетика химических процессов 20

7. Кинетика химических реакций. Химическое

равновесие 22

8. Окислительно-восстановительные реакции 24

9. Концентрация растворов 26

10. Теория электролитической диссоциации 31

11. Водородный показатель, гидролиз солей 36

12. Коллоидные системы 41

13. Свойства металлов 45

14. Гальванические элементы, электролиз 50

15. Коррозия металлов 55

16. Химия неметаллов 59

ВВЕДЕНИЕ

Самостоятельная работа повышает познавательную активность студентов, способствует получению прочных знаний, приобретению навыков работы с учебной и справочной литературой.

Данная методическая разработка предназначена для студентов инженерных и экономического факультетов Кубанского госагроуниверситета и может быть использована студентами биологических факультетов при изучении рассмотренных тем. В процессе обучения студентам необходимо выработать навыки систематической самостоятельной работы, научиться работать с учебником, закрепить упражнениями теоретические знания. Для этого студентам предлагаются индивидуальные задания для самостоятельной работы по химии. Эти задания охватывают все основные разделы курса в соответствии с учебными программами.

Индивидуальные задания по перечисленным в содержании 16-ти разделам химии включают теоретические вопросы, практические упражнения и расчетные задачи. На вопросы, приведенные в индивидуальных заданиях, имеются составленные правильные ответы. Это позволяет обеспечивать самоконтроль знаний студентов по каждой теме химии, а также осуществлять самостоятельное обучение.

При выполнении самостоятельных заданий студент должен:

- изучить теоретический материал по данной теме в соответствии с требованиями программы;

- получить практические навыки в составлении уравнений реакций, отображающих химизм процессов;

- решить задачи, относящиеся к изучаемой теме.

1. ТЕМА"Основные понятия и законы химии"

Задача данной самостоятельной работы студентов состоит в повторении и углублении знаний школьной программы. При проработке этой темы необходимо:

- повторить теоретический материал, используя литературу (3,4);

- усвоить понятия: моль, молярная масса, молярный объём, эквивалент, молярная масса эквивалентов;

- выучить основные законы химии (закон сохранения массы и энергии, постоянства состава, закон эквивалентов, закон Авогадро и его следствия), пояснив их на примерах;

- уметь использовать их в химических расчетах для заполнения приведенной ниже таблицы.

Заполните таблицу №1 в соответствии с вашим вариантом

№	Вещество	молярная масса, М, моль	Масса, m, г	Количество вещества, n, моль	Объем газа при нормальных уловиях, V, л	Число молекул, N	Количество моль эквивалентов, nэк
	H3PO4
H2S↑				5.6
	Co(OH)3
CO↑					3,01∙1023
	CaO
N2O3↑
	HNO3
SO2↑
	CaCO3
O2↑				44,8
	Al(OH)3					6,02∙1022
CO2↑
	MgSO4
HCl↑				11,2
	FeCl3			0,1
Cl2O↑
	H2SO4					18,06∙1023
NO↑
	NaOH
N2O↑				33,6
	Na2S
NO2↑					6,02∙1021
	K2SiO3
Cl2↑
	Ca(NO3)2					12,04∙1023
H2↑
	Ca(OH)2		18,5
N2↑					6,02∙1024
	CrCl3			0,5
ClO2↑				89,6

2. ТЕМА: "Классы неорганических соединений"

Успешное усвоение курса химии невозможно без знания основных классов неорганических соединений. Задача данной самостоятельной работы состоит в контроле знаний школьной программы этого раздела химии студентами вуза.

При проработке этой темы необходимо:

- усвоить классификацию неорганических соединений и их номенклатуру;

- изучить общие химические свойства оксидов, кислот, оснований и солей, а также способы их получения;

- обратить внимание на то, что свойства оксидов зависят от свойств образующих их элементов; все солеобразующие оксиды неметаллов являются кислотными, свойства же оксидов металлов зависят от степени окисления металлов и с увеличением степени окисления металла основной характер оксидов убывает, а кислотный усиливается;

- усвоить генетическую связь между классами неорганических соединений;

- получить практические навыки в составлении химических формул и написании уравнений реакций.

Задания для самостоятельной работы

Вариант №1

1. Какие соединения называются оксидами? Какие из приведенных оксидов Fe₂O₃, CrO₃, NO₂, P₂O₅, MnO, MnO₂ являются кислотными? Напишите уравнения реакций взаимодействия кислотных оксидов со щелочами.

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Fe→Fe₂O₃+НСl →?→Fe(OH)₃ ?→Fe₂(SO₄)₃.

3. Напишите уравнения реакций взаимодействия гидроксида кальция с серной кислотой, приводящих к образованию средней, кислой и основной солей. Назовите полученные соли.

Вариант №2

1. Какие вещества называются основаниями? Напишите формулы гидроксидов, которые соответствуют оксидам: MgO, Fe₂O₃, CrO, Mn₂O₃, SnO. Напишите уравнения реакций взаимодействия их с кислотами.

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Al→Al₂O₃ +Н₂SO₄→?→Al(OH)₃ +NaOH→?→AlCl₃.

3. С какими из перечисленных веществ может взаимодействовать гидроксид кальция: а) оксид магния, б) оксид углерода (ІV), в) сульфат меди(ІІ), г) фосфорная кислота, д) гидросульфат кальция, е) гидрокарбонат магния? Напишите уравнения соответствующих реакций.

Вариант №3

1. Какие из приведенных гидроксидов обладают амфотерными свойствами: Zn(OH)₂; Mg(OH)₂; Al(OH)₃; Mn(OH)₂? Подтвердите амфотерность гидроксидов соответствующими уравнениями реакций.

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

С→CO₂→CaCO₃ ? + H₂O→?→Ca(H₂PO₄)₂ → Ca₃(PO₄)₂

3. Напишите химические формулы солей: а) сульфат меди(ІІ); б) гидросульфат меди(ІІ); в) сульфат гидроксомеди(ІІ).

Вариант №4

1. Какие вещества называются солями? Какие новые соли можно получить при взаимодействии ниже приведенных солей: CuSO₄; AgNO₃; K₃PO₄; BaCl₂?

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Cu→CuCl₂ +NaOH →?→Cu(HSO₄)₂→?→CuO

3. Укажите, с какими из перечисленных веществ может взаимодействовать серная кислота: а) оксид углерода (ІV); б) кальций; в) нитрат бария; г) оксид железа(ІІІ); д) гидроксид алюминия; е) сульфат гидроксокальция? Напишите уравнения соответствующих реакций.

Вариант №5

1. Напишите уравнения реакций получения следующих солей: а) дигидрофосфата кальция; б) сульфата гидроксомеди (ІІ), в) гидрокарбоната магния, г) хлорида гидроксоалюминия.

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: Zn→ZnSO₄→Zn(OH)₂+NaOH→?→ZnSO₄

3. Какие из указанных веществ реагируют с гидроксидом натрия:

HNO₃, CaO, CO₂, CuSO₄, Al(OH)₃, P₂O₅ ? Напишите уравнения соответствующих реакций.

Вариант №6

1. Какие вещества называются кислотами? Напишите формулы следующих кислот: а) фосфорной, б) хлорной, в) хлороводородной, г) хромовой, д) серной, е) борной.

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Mg →MgSO₄ + KOH →? →(MgOH)₂SO₄ →MgSO₄→ →MgCO₃

3. Напишите уравнения реакций взаимодействия гидроксида кальция с серной кислотой, приводящих к образованию средней, кислой и основной соли. Назовите полученные соли.

Вариант №7

1. Напишите уравнения реакции образования: KMnO₄, Ca₃(PO₄)₃, BaSO₄ в результате взаимодействия: а) основного и кислотного оксидов; б) основания и кислотного оксида; в) основного оксида и кислоты.

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: P→Р₂О₅→H₃PO₄→Ba(H₂PO₄)₂→Ba₃(PO₄)₂+H₂SO₄→?

3.Назовите перечисленные соединения: MgOHCl, Fe(OH)₃, (CuOH)₂SO₄, AlOH(NO₃)₂. Напишите уравнения реакций получения этих соединений.

Вариант №8

1. Какие из приведенных оксидов обладают амфотерными свойствами:CaO, ZnO, Al₂O₃, CrO₃, FeO? Напишите уравнения соответствующих реакций.

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

K₂O→KOH→KHCO₃→? →CaCO₃→Ca(HCO₃)₂ ?

3. Назовите перечисленные кислоты: HMnO₄, H₂CrO₄, HNO₃, H₂SiO₃, H₃PO₄, H₂SO₃. Выпишите кислотные остатки и укажите их заряд.

Вариант №9

1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно получить: сульфид свинца, хлороводород, сульфат бария, гидроксид железа(Ш), гидрофосфат кальция, кремниевую кислоту.

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Al→Al₂ (SO₄)₃ + KOH →? → AlCl₃→AlPO₄.

3. Укажите, какие из перечисленных веществ могут взаимодействовать с водой: а) оксид кальция; б) медь; в) натрий; г) оксид фосфора(V);

д) оксид кремния(ІV); е) оксид серы(VІ). Напишите уравнения соответствующих реакций.

Вариант №10

1. Какие соли называются основными? Напишите уравнения реакций получения возможных основных солей из гидроксида железа (Ш) и превращения их в среднюю соль.

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

CaCO₃→ CaO→ Ca (H₂PO₄)₂→CaHPO₄→Ca₃ (PO₄)₂ + + H₂SO₄ →?

3. Напишите уравнения реакций, доказывающих кислотный характер оксидов: SeO₂, SO₃, Mn₂O₇, P₂O₅, CrO₃.

Вариант №11

1. Какие химические свойства характерны для оснований? Напишите уравнения соответствующих реакций для гидроксида бария и гидроксида магния.

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

S→SO₃→ H₂SO₄→CuSO₄→? →CuO→Cu (NO₃)₂.

3. Напишите уравнения реакций образования BaCO₃, Na₃PO₄, Ca(NO₃)₂ в результате взаимодействия: а) основного и кислотного оксидов; б) основного оксида и кислоты; в) соли и кислоты.

Вариант №12

1. Напишите уравнения реакций, приводящие к образованию: а) кремниевой кислоты; б) фосфорной кислоты; в) хлороводородной кислоты.

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Mg→MgCl₂→Mg (OH) ₂→Mg (HCO₃)₂→MgCO₃→MgO.

3. Назовите следующие соединения: MnO₂, FeO, NaHSO₄, Al(OH)₃, P₂O₅, NO₂, H₂SO₃. Какие из них могут взаимодействовать с гидроксидом натрия? Напишите уравнения соответствующих реакций.

Вариант №13

1. С какими химическими соединениями взаимодействуют кислоты? Напишите уравнения соответствующих реакций для серной и фосфорной кислот.

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Al→Al₂ (SO₄)₃→Al (OH) ₃ + NaOH →? →AlCl₃.

3. Назовите соли: Ba (HSO₄)₂, Al(OH)₂ CI, NaHCO₃. Напишите уравнения реакций получения этих солей.

Вариант №14

1. Какие соединения называются солями? Напишите уравнения реакций получения следующих солей: Cu (NO₃)₂, CaCO₃, Ca (H₂PO₄)₂, Mg (HCO₃)₂, (MgOH)₂SO₄.

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения:(NH₄)₂CO₃→NH₃→NH₄OH→NH₄H₂PO₄→ →(NH₄)₂HPO₄→(NH₄)₃PO₄.

3. С какими из перечисленных веществ может взаимодействовать серная кислота: Ag, Ca (OH) ₂, NO₂, Fe₂O₃, Mn₂O₇, Na₂ZnO₂, Ca? Напишите уравнения соответствующих реакций.

Вариант №15

1. Какие из указанных гидроксидов могут образовывать основные соли: Cu (OH) ₂, Ca (OH) ₂, NaOH, Al (OH) ₃, KOH? Напишите уравнения реакций получения основных солей.

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Na→NaOH→Na₂ZnO₂→ZnSO₄→Zn (OH) ₂ ?

3. Какие из указанных веществ взаимодействуют с гидроксидом калия: N₂O₃, H₂S, MnO, H₃PO₄, FeCl₃, Mn (OH) ₄? Напишите уравнения соответствующих реакций.

3. ТЕМА "Строение атома и периодический закон Д.И.Менделеева"

Строение атома и периодический закон Д.И.Менделеева являются вопросами, составляющими теоретическую основу всего курса общей химии.

При изучении этой темы следует:

- ознакомиться с протонно-нейтронной теорией строения атома;

- уяснить значения квантовых чисел для энергетической характеристики состояния электронов в атоме, принцип Паули, правило Гунда и порядок заполнения электронных уровней, подуровней и орбиталей;

- выяснить взаимосвязь между положением элемента в периодической системе и строением его атома;

- рассмотреть изменение свойств элементов в периодах и группах с точки зрения строения их атомов;

- приобрести навыки в составлении моделей атомов, электронных формул, определения числа валентных электронов и возможных степеней окисления.

При ответе на первый вопрос темы "Строение атома и периодический закон" следует придерживаться такого плана:

а) написать химический символ элемента, указав заряд ядра атома, равный его порядковому номеру в периодической системе, и рядом указать число протонов и нейтронов в ядре. Затем указать номер периода и номер группы и название подгруппы;

б) показать строение атома 3-мя способами: 1) используя модель Косселя, 2) электронной формулой, 3) графической электронной схемой (для электронного слоя, содержащего валентные электроны);

в) определить, является элемент металлом или неметаллом, а также определить к какому электронному семейству (s-, p-,d- или f-семейство) он относится;

г) определить возможные степени окисления в основном и возбужденном состояниях атома и составить формулы характерных соединений (водородных и кислородных).