Раздел V. Окислительно-восстановительные реакции
1. Определите степень окисления азота в следующих соединениях:
NH3, KNO2, NH4Cl, Ca3N2, HNO3, NH4NO3.
2. Определите степень окисления хрома в следующих соединениях:
Cr2(SO4)3, K2Cr2O7, Cr2O3, CrO3, K2CrO4, K3[Cr(OH)6], CrO2Cl2, Cr2S2, NaCrO2.
3. Указать, какие из приведённых процессов представляют собой окисление и какие - восстановление:
BrO3– ––® Br2; Ca ––® Ca2+; I2 ––® IO3–;
Sn4+ ––® Sn2+; MnO2 ––® MnO4–; Cl2 ––® Cl–;
SO42– ––® S2–; S ––® SO32–; H2 ––® 2H+; NO3– ––® N2.
4. Какие из следующих реакций относятся к окислительно-восстановительным:
а) 2Cr + 3S = Cr2S3;
б) NH4Cl = NH3 + HCl;
в) 2KClO3 = 2KCl + 3O2;
г) AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3;
д) K2MnO4 + H2O = 2KMnO4 + MnO2 + KOH;
е) Al(OH)3 + KOH = K[Al(OH)4] ;
ж) 3Р + 5HNO3 + 2Н2O = 3H3PO4 + 5NO.
5. Учитывая степени окисления атомов элементов, оцените возможность протекания окислительно-восстановительных реакций между следующими веществами:
a) HNO3 (конц.) и HClO4; б) H3PO4 и HClO4;
в) NH3 и HCl; г) H2S и HBr.
6. Какие из приведённых ниже реакций относятся к реакциям межмолекулярного окисления-восстановления, внутримолекулярного и самоокисления - самовосстановления:
а) 4K2SO3 = K2S + 3K2SO4;
б) 2NH4ClO4 + 4C = 4CO + N2 + Cl2 + 2H2O;
в) (NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 + 4H2O + N2;
г) MoS2 +18HNO3 = 2H2SO4 + H2MoO4 + 18NO2 + 6Н2O;
д) 2AuCl3 + AsH3 + 9KOH = 2Au + K3AsO3 + 6KCl + 6H2O.
7. Среди приведённых превращений указать реакции самоокисления - самовосстановления:
а) 4KClO3 = KCl + 3KClO4;
б) 2CrO3 + 12HCl = 3Cl2 + 2CrCl3 + 6H2O;
в) 3S + 6KOH = 2K2S + K2SO3 + 3H2O;
г) 3HClO3 = 2ClO2 + HClO4 + H2O;
д) 2AgNO3 = Ag + 2NO2 + O2;
е) 3Те + 6NaOH = 2Na2Te + Na2TeO3 + 3H2O;
ж) NH4NO2 = N2 + 2H2O.
8. Указать окислитель и восстановитель и подобрать коэффициенты в уравнениях реакций внутримолекулярного окисления-восстановления:
а) AgNO3 ––® Ag + O2 + NO2;
б) NH4NO3 ––® N2 + H2O;
в) Pb(NO3)2 ––® PbO + NO2 + O2;
г) KMnO4 ––® K2MnO4 + MnO2 + O2;
д) KNO3 ––® KNO2 + O2;
е) Cu(NO3)2 ––® CuO + NO2 + O2 .
9. Подобрать коэффициенты в следующих окислительно-восстановительных реакциях:
a) As2O3 + HNO3 + H2O ––® H3AsO4 + NO;
б) Fe2(SO4)3 + AsH3 ––® As + FeSO4 + H2SO4;
в) KIO3 + Na2SO3 + H2SO4 ––® I2 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O;
г) KMnO4 + Ca(NO2)2 + H2SO4 ––® Ca(NO3)2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O;
д) As2O3 + I2 + КОН ––® KI + K3AsO4 + H2O;
е) Bi2O3 + Cl2 + KOH ––® KCl + KBiO3 + H2O;
ж) KClO3 + I2 + H2O ––® HIO3 + KCl;
з) Zn + HNO3 ––® Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O;
и) Ag + H2SO4 ––® SO2 + Ag2SO4 + H2O;
к) Bi + HNO3 ––® Bi(NO3)3 + NO + H2O;
л) Ca(OH)2 + Cl2 ––® Ca(ClO)2 + CaCl2 + H2O;
м) K2Cr2O7 + C2H4(OH)2 + H2SO4 ––® Cr2(SO4)3+H2C2O4+K2SO4+H2O;
н) V2S3 + KMnO4 + HCl ––® H6V10O28 + S + MnCl2 + KCl + H2O.
10. По приведённым ниже электронно-ионным схемам составьте уравнения окислительно-восстановительных реакций(в молекулярном виде) :
а)
;
б)
;
в)
.
11. Закончить уравнения и подобрать коэффициенты для окислительно-восстановительных реакций:
а) Zn + H2SO4 (разб.) ––®
б) Zn + H2SO4 (конц.) ––®
в) Al + HNO3 (разб.) ––®
г) KMnO4 + Zn + H2SO4 ––®
д) KMnO4 + Zn + KOH ––® K2MnO4 + K2[Zn(OH)4] + . . .
е) Cl2 + I2 + H2O ––®
ж) HgO + H2O2 ––® Hg + . . .
з) Bi2S3 + HNO3 ––® Bi2(SO4)3 + . . .
и) K2Cr2O7 + KNO2 + H2SO4 ––®
к) FeCl2 + KClO3 + HCl ––® FeCl3 + . . .
л) H3AsO3 + H2O2 ––® H3AsO4 + . . .
м) KClO4 + Ti2(SO4)3 + H2O ––® KC1 + TiOSO4 + . . .
н) Ca(ClO)2 + H2O2 ––® CaCl2 + . . .
о) KNO3 + Zn + KOH ––® NH3 + K2[Zn(OH)4] + . . .
п) BiCl3 + SnCl2 + NaOH ––® Bi + Na2[Sn(OH)6] + ...
р) Cr2(SO4)3 + H2O2 + KOH ––® K2CrO4 + . . .
с) NiS + HNO3 ––® Ni(NO3)3 + S + . . .
т) UO2(NO3)2 + Zn + HCl ––® U(NO3)2 + . . .
у) ReO2 + O2 + NaOH ––® Na3ReO5 + . . .
ф) Co2O3 + HCl (конц.) ––® Cl2 + ...
12. Напишите уравнения реакций взаимодействия между следующими веществами:
а) углеродом и азотной кислотой, при этом углерод окисляется до CO2, азотная кислота восстанавливается до NO;
б) йодoводородом и перманганатом калия в сернокислой среде, при этом перманганат калия восстанавливается до сульфата марганца и выделяется элементарный йод;
в) йодидом калия и дихроматом калия в сернокислой среде, при этом выделяется элементарный йод и дихромат калия восстанавливается до сульфата хрома (III).
Для всех этих реакций составьте электронно-ионные схемы и подберите коэффициенты.
13. Закончить уравнения реакций, записать их в молекулярной форме:
а) Cr3+ + BiO3– + H+ ––® Bi3+ + Cr2O72– + . . .
б) IO3– + SO2 + H2O ––®
в) MnO4– + I– + H2O ––®
г) MnO4– + Mg0 + H+ ––®
д) S2O32– + Cr2O72– + H+ ––®
е) Cr2O42– + Br– + H+ ––®
14. Можно ли окислить HBr с помощью растворов перманганата калия и бихромата калия в водном растворе? Подтвердить расчётом.
15. Можно ли окислить HCl с помощью бихромата калия в водном растворе? Подтвердить расчётом.
16. Могут ли протекать окислительно-восстановительные реакции между следующими веществами:
а) HBr и PH3 ; б) H2S И HNO3; в) K2Cr2O7 и H3PO3; г) KMnO4 и I2.
17. Используя окислительно-восстановительные потенциалы полуреакций, определить, можно ли окислить бихроматом калия в кислой среде хлорид, бромид и йодид калия?
18. Используя окислительно-восстановительные потенциалы приведенных ниже полуреакций, определить наиболее вероятный продукт восстановления йодат-ионов под действием сернистой кислоты в кислой среде:
19. Учитывая стандартные окислительно-восстановительные потенциалы следующих полуреакций, сделать вывод о том, может ли сера окисляться азотной кислотой до серной:
20. Используя стандартные окислительно-восстановительные потенциалы следующих полуреакций, сравнить окислительно-восстановительные свойства в кислой среде простых веществ ряда кислород - теллур:
21. Учитывая окислительно-восстановительные потенциалы следующих полуреакций, рассмотреть, как влияет среда раствора на окислительные и восстановительные свойства пероксида водорода:
22. Учитывая стандартные электродные потенциалы, укажите, в каком направлении будет протекать реакция:
CrCl3 + Br2 + КОН ––® K2CrO4 + KBr + H2O.
23. Возможна ли реакция между MnO2 и KClO3 в кислой среде?
24. Какой из окислителей: MnO2, PbO2, K2Cr2O7, KMnO4 – является наиболее эффективным по отношению к KCl с целью получения Cl2?
25. В каком направлении должна протекать при стандартных условиях реакция:
2 Fe3+ + 2I– ––® I2 + 2 Fe2+?
26. Используя стандартные электродные потенциалы сернистой кислоты в разных средах, оценить её способность выступать в роли восстановителя и окислителя:
27. Используя стандартные электродные потенциалы, сравнить восстановительную активность в кислой среде ионов S2–, SO32–, S2O42–.
28. Учитывая электродные потенциалы, оценить, какую роль будет играть азотистая кислота в реакциях с йодид- и перманганат-ионами:
29. Определить, используя электродные потенциалы металлов, идёт ли практически до конца процесс вытеснения оловом свинца из его соли?
30. Чем объяснить, что таллий, в отличие от алюминия, растворяется в воде, хотя его электродный потенциал () более положителен по сравнению с электродным потенциалом алюминия ()?
Раздел VI. Качественный функциональный анализ органических соединений
1. В склянках без этикеток находятся жидкие вещества: гексан и гексен-1. Приведите уравнения реакций, с помощью которых можно различить эти вещества.
2. Приведите уравнения реакций, с помощью которых можно отличить водные растворы фенола и глюкозы.
3. Приведите уравнения реакций, с помощью которых можно отличить водные растворы этанола и глицерина.
4. В склянках без этикеток находятся жидкие вещества: гексанол-1 и гексин-1. Приведите уравнения реакций, с помощью которых можно различить эти вещества.
5. Опишите химические реакции, с помощью которых можно отличить водные растворы уксусной кислоты и уксусного альдегида.
6. Опишите химические реакции, с помощью которых можно отличить бензол и гексен-1.
7. Какие качественные реакции следует привести, чтобы определить этиламин и уксусную кислоту.
8. В склянках без этикеток находятся растворы: глюкоза и крахмал. Приведите уравнения реакций, с помощью которых можно различить эти вещества.
9. В склянках без этикеток находятся жидкие растворы: яичного белка, крахмала и глицерина. Опишите химические реакции, с помощью которых можно различить содержимое пробирок.
10. В склянках без этикеток находятся жидкие вещества: 2-хлорбутан, формалин и этиленгликоль. Какие качественные реакции необходимо провести, чтобы установить содержимое пробирок.
11. Какие качественные реакции следует провести, чтобы доказать наличие функциональных групп в моносахариде:
НОН2С-СН(ОН)- СН(ОН)- СН(ОН)- СН(ОН)-С=О
ê
Н
Приведите уравнения соответствующих реакций.
12. Как доказать, что в составе молока есть белок (казеин) и лактоза, имея в распоряжении только щелочь и раствор сульфата меди (II)?
Раздел VII. Изомерия и номенклатура органических соединений
1. Какие виды структурной изомерии характерны для ацетиленовых углеводородов? Напишите структурные формулы семи изомерных алкинов, имеющих состав С6Н10. Назовите каждый из них по заместительной номенклатуре ИЮПАК.
2. Какие виды структурной изомерии характерны для спиртов? Напишите структурные формулы восьми изомерных спиртов, имеющих состав С5Н11ОН. Назовите каждый из них по заместительной номенклатуре ИЮПАК. Отметьте первичные, вторичные и третичные спирты.
3. Какие соединения называют изомерами? Напишите структурные формулы всех изомерных гептанов. Какой вид структурной изомерии характерен для алканов? Укажите, сколько первичных, вторичных, третичных и четвертичных атомов углерода в каждом из них. Ответ аргументируйте.
4. У каких соединений может быть геометрическая изомерия? Существуют ли в виде цис-, транс-изомеров следующие соединения: бутен-1; бутен-2; 2-метилбутен-2; 2,4-диметилгексен-3; пропин-1? Напишите проекционные формулы для цис-, транс-изомеров. Обоснуйте выбор.
5. Какие соединения называют изомерами? Напишите структурные формулы всех изомерных ароматических углеводородов, имеющих состав С8Н10. Назовите каждый из них по номенклатуре ИЮПАК. Укажите виды структурной изомерии, характерной для ароматических углеводородов ряда бензола.
6. Напишите структурные формулы всех изомерных ароматических углеводородов, имеющих состав С9Н12. Назовите их по заместительной систематической номенклатуре ИЮПАК. Укажите виды структурной изомерии, отвечающие составу С9Н12.
7. Какие типы изомерии характерны для алкенов? Напишите формулы всех возможных структурных и геометрических изомеров алкенов, состава С4Н8. Назовите их по международной заместительной номенклатуре ИЮПАК.
8. Какие виды структурной изомерии возможны у галогенопроизводных предельных углеводородов? Напишите структурные формулы всех возможных изомеров для бромпроизводного общей формулы С4Н9Вr и назовите по международной заместительной номенклатуре ИЮПАК. Какие из этих изомеров являются первичными, вторичными и третичными галогенопроизводными? Ответ аргументируйте.
9. Какие виды структурной изомерии характерны для карбонильных соединений? Выведите формулы кетонов, изомерных альдегиду состава С5Н10О и назовите их по заместительной номенклатуре ИЮПАК.
10. Составьте структурные формулы кислот, изомерных валериановой кислоте, и назовите их по международной заместительной номенклатуре ИЮПАК. Укажите виды структурной изомерии.
11. Напишите структурные формулы всех изомерных одноосновных кислот этиленового ряда общей формулы С4Н6О2. Для каких соединений этого состава возможна пространственная изомерия, напишите проекционные формулы стереоизомеров. Укажите вид пространственной изомерии и чем она обусловлена. Назовите все возможные изомеры по международной заместительной номенклатуре ИЮПАК.
12. Напишите структурные формулы изомерных аминов состава С4Н11N. Назовите их по заместительной номенклатуре ИЮПАК. Отметьте среди них первичные, вторичные и третичные. Ответ аргументируйте. Какие виды структурной изомерии можно здесь наблюдать?