Контрольные задания. 1. При восстановлении водородом 10,17 г оксида двухвалентного металла образовалось 2,25 г воды, молярная масса эквивалента которой 9,00

1. При восстановлении водородом 10,17 г оксида двухвалентного металла образовалось 2,25 г воды, молярная масса эквивалента которой 9,00. Вычислите молярную массу эквивалента оксида и молярную массу эквивалента металла. Чему равна атомная масса металла? Ответ: 40,68; 32,68;65,36.

2. Молярная масса эквивалента трехвалентного металла равна 9. Вычислите атомную массу металла, молярную масса эквивалента его оксида и процентное содержание кислорода в оксиде.

Ответ: 27; 17; 47%.

3. Из 1,35 г оксида металла получается 3,15 г его нитрата. Вычислите молярную массу эквивалента металла. Ответ: 32,5.

4. Вычислите молярную массу двухвалентного металла и определите, какой это металл, если 8,34 г металла окисляются 0,680 л кислорода (н.у.). Ответ: 137,4; Ва.

5. 1,00 г некоторого металла соединяется с 8,89 г брома и с 1,78 г серы. Найдите молярные массы эквивалентов брома и металла, зная, что молярная масса эквивалента серы равна 16,0 г/моль∙экв.

Ответ: 79,9 г/ моль∙экв; 9,0 г/ моль∙экв.

6. Из 1,3 г гидроксида металла получается 2,85 г сульфата этого же металла. Вычислите молярную массу эквивалента металла.

Ответ:9 г/ моль∙экв.

7. Оксид трехвалентного элемента содержит 31,58% кислорода. Вычислите молярную массу эквивалента и атомную массу этого элемента. Ответ:17,3 г/ моль∙экв; 52 г/моль.

8. Один оксид марганца содержит 22,56% кислорода, а другой 50,50%. Вычислите молярные массы эквивалента марганца в этих оксидах и составьте их формулы. Ответ: 27,46; 7,84.

9. При сгорании серы в кислороде образовалось 12,8 г SO₂. Какая масса кислорода требуется на эту реакцию? Чему равны молярные массы эквивалентов серы и ее оксида? Ответ: 6,4; 8;16.

10. Вычислите молярные массы эквивалентов H₃PO₄ в реакциях образования: а) гидрофосфата; б) дигидрофосфата; в) ортофосфата. Ответ: 49; 98; 32,7.

11. Для растворения 16,8 г металла потребовалось 14,7 г серной кислоты. Определите молярную массу эквивалента металла и объем выделившегося водорода (н.у.). Ответ: 56,0; 3,36 л.

12. 1,60 г кальция и 2,61 г цинка вытесняют из кислоты одинаковые количества водорода. Вычислите молярную массу эквивалента цинка, зная, что молярная масса эквивалента кальция равна 20,0 г/ моль∙экв. Ответ: 32,6 г/ моль∙экв.

13. В 2,48 г оксида одновалентного металла содержится 1,84 г металла. Вычислите молярные массы эквивалентов металла и его оксида. Ответ: 23; 31.

14. Чему равна молярная масса эквивалента воды при взаимодействии ее: а) с натрием; б) с оксидом натрия. Ответ: 18; 9.

15. При восстановлении 1,2 г оксида металла водородом образовалось 0,27 г воды. Вычислите молярную массу эквивалента оксида и молярную массу эквивалента металла. Ответ: 40; 32.

16. Напишите уравнение реакций Fe(OH)₃ с соляной кислотой, при которых образуются следующие соединения железа: а) дигидроксохлорид; б) гидроксодихлорид; в) трихлорид. Вычислите молярную массу эквивалента Fe(OH)₃ в каждой из этих реакций.

Ответ: 107; 53,5; 35,7.

17. На нейтрализацию 2,45 г кислоты идет 2,00 г гидроксида натрия. Определите молярную массу эквивалента кислоты.

Ответ: 49,0 г/ моль∙экв.

18. 0,376 г алюминия при взаимодействии с кислотой вытеснили 0,468 л водорода (н.у.). Определите эквивалентный объем водорода, зная, что молярная масса эквивалента алюминия равна 8,99 г/ моль∙экв. Ответ: 11,2 л/моль.

1 9. Избытком едкого калия подействовали на растворы: а) дигидрофосфата калия; б) дигидроксонитрита висмута (III). Напишите уравнения реакций этих веществ с КОН и определите их молярные массы эквивалентов.

20. Вещество содержит 39,0% серы, молярная масса эквивалента которой 16,0, и мышьяк. Вычислите молярную массу эквивалента и валентность мышьяка, составьте формулу этого вещества. Ответ: 25; 3.

21. Избытком соляной кислоты подействовали на растворы: а) гидрокарбоната кальция; б) гидроксодихлорида алюминия. Напишите уравнения реакций этих веществ с НСl и определите их молярные массы эквивалентов.

22. При окислении 16,74 г двухвалентного металла образовалось 21,54 г оксида. Вычислите молярные массы эквивалентов металла и его оксида. Чему равна атомная масса металла? Ответ: 28; 36; 56.

23. На нейтрализацию 9,797 г ортофосфорной кислоты израсходовано 7,998 г NaOH. Вычислите молярную массу эквивалента и основность H₃PO₄ в этой реакции. На основании расчета напишите уравнение реакции. Ответ: 49; 2.

24. При взаимодействии 3,24 г трехвалентного металла с кислотой выделяется 4,03 л водорода, измеренного при н.у. Вычислите молярную массу эквивалента и атомную массу металла. Ответ: 9; 27.

25. В оксидах азота на два атома приходится: а) пять; б) четыре; в) один атом кислорода. Вычислите молярные массы эквивалента азота в оксидах и молярные массы эквивалента оксидов.

Ответ: 2,8; 3,5; 14.

26. Одна и та же масса металла соединяется с 1,591 г галогена и с 70,2 см³ кислорода, измеренного при н.у. Вычислите молярную массу эквивалента галогена. Ответ: 126,9.

27. На нейтрализацию 0,943 г фосфористой кислоты Н₃РО₃ израсходовано 1,291 г КОН. Вычислите молярную массу эквивалента кислоты и ее основность. Ответ:41; 2.

28. Определите фактор эквивалентности и молярную массу эквивалента фосфора, кислорода и брома в соединениях PH₃, H₂O, HBr.

29. Некоторая масса металла вытесняет из кислоты 1,4 л водорода (н.у.). Эта же масса металла вытесняет 12,95г свинца из раствора его соли. Определите эквивалентную массу свинца. Ответ: 103,6.

30. Хлорид некоторого металла содержит 79,8% хлора. Определите молярную массу эквивалента этого металла, учитывая, что молярная масса эквивалента хлора равна 35,5, а степень окисления металла в хлориде равна +3. Какой это металл? Ответ: 9, Al.

СТРОЕНИЕ АТОМОВ

Пример 1. Определите, в каком периоде, группе, подгруппе находится элемент, электронная формула которого имеет следующее окончание: 1) …4р⁶5s¹; 2) …4s²4p³; 3) …5d³6s². К какому семейству элементов он относится, какую максимальную степень окисления он может проявлять?

Решение.

1. Элемент, у атома которого электронная формула имеет окончание …4р⁶5s¹, относится к числу s-элементов 5-го периода (поскольку в атоме этого элемента 5 электронных уровней) главной подгруппы I группы (т.к. на s-подуровне внешнего уровня содержится только один электрон, а на …4р⁶ – это окончание электронной формулы благородного газа криптона Kr, на котором заканчивается 4-й период). Максимальная степень окисления этого элемента +1 (она совпадает с номером группы, в которой находится данный s-элемент).

2. Элемент, у атома которого электронная формула имеет окончание …4s²4p³, относится к числу р-элементов 4-го периода (поскольку в атоме этого элемента 4 электронных уровня) главной подгруппы V группы (т.к. для р-элементов суммарное число s- и р-электронов внешнего уровня равно номеру группы, в которой находится данный р-элемент). Максимальная степень окисления этого элемента равна +5 (она совпадает с номером группы).

3. Элемент, у атома которого электронная формула имеет окончание …5d³6s², относится к числу d-элементов 6-го периода (поскольку в атоме этого элемента 6 электронных уровня) побочной подгруппы V группы (т.к. для d-элементов суммарное число s-электронов внешнего уровня и d-электронов предвнешнего уровня равно номеру группы, в которой находится данный d-элемент). Максимальная степень окисления этого элемента равна +5 (она совпадает с номером группы).

Пример 2. Что такое квантовые числа? Какие значения они могут принимать?

Решение.

Движение электрона в атоме носит вероятностный характер. Околоядерное пространство, в котором с наибольшей вероятностью может находиться электрон, называется атомной орбиталью (АО). Атомная орбиталь, как любая геометрическая фигура, характеризуется тремя параметрами (координатами), получившими название квантовых чисел (n, l, m_l). Квантовые числа принимают не любые, а определенные, дискретные (прерывные) значения. Соседние значения квантовых чисел различаются на единицу. Квантовые числа определяют размер (n), форму (l) и ориентацию (m_l) атомной обитали в пространстве. Занимая ту или иную атомную орбиталь, электрон образует электронное облако, которое у электронов одного и того же атома может иметь различную форму.

Формы электронных облаков аналогичны АО. Их также называют электронными или атомными орбиталями. Электронное облако характеризуется четырьмя квантовыми числами(n, l, m_l, m_S). Эти квантовые числа связаны с физическими свойствами электрона, и число n (главное квантовое число) характеризует энергетический (квантовый) уровень электрона; число l (орбитальное) – момент количества движения (энергетический подуровень), число m_l (магнитное) – магнитный момент, m_S – спин. Спин электрона возникает за счет вращения его вокруг собственной оси. Электроны в атоме должны отличаться хотя бы одним квантовым числом (принцип Паули), поэтому в АО могут находиться не более двух электронов, отличающихся своими спинами (m_S = ±1/2). В табл. 9 (приложение) приведены значения и обозначения квантовых чисел, а также число электронов на соответствующем энергетическом уровне и подуровне.

Пример 3. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 16 и 22. Покажите распределение электронов этих атомов по квантовым (энергетическим) ячейкам.

Решение.

Электронные формулы отображают распределение электронов в атоме по энергетическим уровням, подуровням (атомным орбиталям). Электронная конфигурация обозначается группами символов nl^x, где n - главное квантовое число, l – орбитальное квантовое число (вместо него указывают соответствующее буквенное обозначение – s, p, d, f), x - число электронов в данном подуровне (орбитали). При этом следует учитывать, что электрон занимает тот энергетический подуровень, на котором он обладает наименьшей энергией – меньшая сумма n+l (правило Клечковского). Последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней следующая:

1 s → 2 s → 2 p → 3 s → 3 p → 4 s → 3 d → 4 p → 5 s → 4 d → 5 p → 6 s → (5 d ¹) → 4 f → 5 d → 6 p → 7 s → (6 d ¹-2) → 5 f → 6 d → 7 p

Так как число электронов в атоме того или иного элемента равно его порядковому номеру в таблице Д.И. Менделеева, то для элементов № 16 (сера) и № 22 (титан) электронные формулы имеют вид

₁₆S 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴;

₂₂Ti 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s².

Электронная структура атома может быть изображена также в виде схем размещения электронов в квантовых (энергетических) ячейках, которые являются схематическим изображением атомных орбиталей (АО). Квантовую ячейку обычно обозначают в виде прямоугольника , а электроны в этих ячейках обозначают стрелками. В каждой квантовой ячейке может быть не более двух электронов с противоположными спинами . Орбитали данного подуровня заполняются сначала по одному электрону с одинаковыми спинами, а затем по второму электрону с противоположными спинами (правило Хунда):

Пример 4. Определите сумму значений главного и орбитального квантовых чисел последнего электрона внешнего уровня атома брома.

Решение.

Бром Br является р -элементом VII группы 4-го периода, следовательно, конфигурация внешнего электронного уровня атома атома брома такова: …4 s² 4 p⁵. Поскольку номер периода определяет значение главного квантового числа n, а для р -подуровня орбитальное орбитальное квантовое число l =1, то для последнего электрона внешнего уровня сумма n + l = 4 + 1 = 5.

Пример 5. Изотоп 101-го элемента – менделевия (256) был получен бомбардировкой α-частицами ядер атомов эйнштейния (253). Составьте уравнение этой ядерной реакции и напишите его в сокращенной форме.

Решение.

Превращение атомных ядер обусловливается их взаимодействием с элементарными частицами или друг с другом. Ядерные реакции связаны с изменением состава ядер атомов химических элементов. С помощью ядерных реакций можно из атомов одних элементов получить атомы других.

Превращения атомных ядер как при естественной, так и при искусственной радиоактивности записывают в виде уравнений ядерных реакций. При этом следует помнить, что суммы массовых чисел (цифры, стоящие у символа элемента вверху слева) и алгебраические суммы зарядов (цифры, стоящие у символа элемента внизу слева) частиц в левой и правой частях равенства должны быть равны. Данную ядерную реакцию выражают уравнением

Часто применяют сокращенную форму записи. Для приведенной реакции она имеет вид:²⁵³Es(α, n)²⁵⁶Md. В скобках на первом месте пишут бомбардирующую частицу, а на втором, через запятую, - частицу, образующуюся при данном процессе. В сокращенных уравнениях частицы , , , обозначают соответственно α, p, d, n.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: