Лабораторная работа № 5. Опыт 1: Окислительно-восстановительные свойства простых веществ

«ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ (ОВР)»

Опыт 1: Окислительно-восстановительные свойства простых веществ.

Опыт 2: Влияние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций.

Опыт 3: Окислительно-восстановительная двойственность.

Опыт 4: Окислительные и восстановительные свойства перекиси водорода.

Опыт 5: Внутримолекулярное окисление-восстановление.

Для выполнения лабораторной работы необходимы:

Растворы химических реактивов: соляная кислота (конц. и разб.), азотная кислота (конц. и разб.), серная кислота (конц. и разб.), гидроксид натрия, бромная вода, перманганат калия, сульфит натрия, нитрит натрия, иодид калия, пероксид водорода, крахмал.

Твердые вещества: оксид марганца (IV), бихромат аммония,

Оборудование: стеклянные пробирки, стаканчики, медная проволока, цинковая пыль, универсальная индикаторная бумага, спиртовка, лучинка, стеклянная палочка, пипетки, резиновая груша.

Каждому студенту в начале семестра выдается на руки учебно-методическая разработка для подготовки и выполнения лабораторных работ (см. Список основной литературы, п. 4).

После выполнения лабораторных работ проводятся семинарские занятия, на которых рассматриваются теоретические вопросы курса и на основе полученных знаний осуществляется решение задач.

ПРИМЕРНАЯ ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ РАБОТ

Учебным планом ООП не предусмотрены.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ, ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Вопросы к экзамену

1. Основные понятия и законы стехиометрии. Атомные и молекулярные массы. Моль. Постоянная Авогадро.

2. Для всех ли соединений справедливы законы простых кратных отношений и постоянства состава? Ответ обосновать.

3. Закон эквивалентов. Фактор эквивалентности. Атомные и молярные массы эквивалентов.

4. Периодический закон. Периодическая система элементов Д.И.Менделеева. Физический смысл номера периода и группы. Правила Клечковского.

5. Развитие представлений о сложной структуре атома. Явление радиоактивности. Модели атома. Атомные спектры.

6. Нахождение электрона в атоме. Постулаты Бора. Уравнение Шредингера. Волновая функция.

7. Представление об электроне как о частице и волне. Принцип неопределенности Гейзенберга, уравнение волны Де-Бройля. Электронное облако.

8. Заполнение электронных оболочек в атомах. Принцип наименьшей энергии, принцип Паули, правило Гунда (Хунда), правила Клечковского. Привести примеры.

9..Квантово-механическая теория строения атома. Квантовые числа. Форма и ориентация орбиталей. Принцип Паули. Правило Хунда.

10. s-, p-, d-элементы, их валентные электроны. Энергия ионизации, сродство к электрону. Электроотрицательность.

11. Как изменяется в группах энергия ионизации и сродство к электрону?

12. Основные типы химической связи. Отличительные особенности ионной связи от других связей (ковалентной, металлической). Существует ли в природе чистая ионная связь. Когда химическая связь считается ионной? Приведите примеры соединений с ионной связью.

13. Обменный и донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи. Понятие валентности.

14. Теория гибридизации. Виды гибридизации. Примеры. В чем ограниченность данной теории.

15. Основные положения теории гибридизации. Как теория гибридизации объясняет пространственное строение молекул (на примере молекулы аммиака)?

16. Направленность ковалентной связи. Перекрывание негибридных орбиталей. Изобразить перекрывание орбиталей в предложенных молекулах.

17. Основные характеристики связи: длина, энергия, валентные углы. Полярность связи. Дипольный момент связи.

18. Скорость химической реакции. Зависимость константы реакции от энергетического и стерического факторов. Понятие об активном комплексе. Энергия активации.

19. Каков физический смысл константы скорости реакции, от каких параметров она зависит.

20. Скорость химических реакций. Константа скорости. Факторы, влияющие на скорость реакции. Влияние температуры. Правило Вант-Гоффа.

21. Скорость химической реакции. Физический смысл константы скорости реакции. Ее зависимость от температуры. Правило Вант-Гоффа.

22. Зависимость скорости реакций от температуры. Правило Вант-Гоффа.

23. Обратимость химических реакций. Закон действия масс. Константа равновесия.

24. Константа равновесия в реакции гидролиза. Факторы, влияющие на равновесие реакции гидролиза. Пояснить на примерах.

25. Энергия активации. Пояснить понятие графически.

26. Катализаторы и ингибиторы. Механизм их действия. Пояснить графически.

27. Катализ. Гомогенный и гетерогенный катализ. Биологические катализаторы. Принцип их действия. Ферменты, коферменты. Привести примеры.

28. Катализ. Гомогенный и гетерогенный катализ. Понятие о механизме каталитической реакций.

29. Общие сведения о растворах. Классификация по агрегатному состоянию, другим признакам. Растворители. Растворимость. Растворы электролитов и неэлектролитов.

30. Осмос. Осмотическое давление. Зависимость осмотического давления от температуры и концентрации.

31. Осмос. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа. Осмос в природе.

32. Растворы как фазы переменного состава. Понижение давления пара растворителя над раствором. Законы Рауля. Эбулиоскопия и криоскопия. Физический смысл эбулио- и криоскопических постоянных. Физико-химическое объяснение данных явлений.

33. Межмолекулярные взаимодействия: ориентационные, индукционные, дисперсионные.

34. Водородная связь. Образование, энергия связи. Внутримолекулярная и межмолекулярные связи. Водородная связь в биологических объектах.

35. Растворы электролитов. Сильные и слабые электролиты. Константа и степень диссоциации слабого электролита. Закон разбавления Оствальда. Активность и коэффициент активности.

36. Степень диссоциации электролитов. Сильные и слабые электролиты. Факторы, влияющие на степень диссоциации. Кажущаяся степень диссоциации.

37. Растворы электролитов. Теория электролитической диссоциации. Изотонический коэффициент, его физический смысл. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты.

38. Вода как важнейший растворитель. Ионное произведение воды. Водородный и гидроксильный показатели, их взаимосвязь.

39. Ионное произведение воды. Водородный показатель (рН). Методы измерения рН.

40. Буферные растворы, их типы. Принцип действия буферных растворов. Буферная емкость.

41. Растворимость. Произведение растворимости. Их взаимосвязь.

42. Гидролиз солей. Ионные уравнения реакций гидролиза. Факторы, влияющие на степень гидролиза. Константа и степень гидролиза.

43. Гидролиз солей. Виды гидролиза. Привести примеры.

44. Вывод формулы для расчета рН раствора соли, подвергающейся гидролизу по катиону.

45. Вывод формулы для расчета рН раствора соли, подвергающейся гидролизу по аниону.

46. Гидролиз солей. Расчет рН растворов солей, образованных слабым основанием и слабой кислотой (с выводом).

47. Гидролиз солей образованных многозарядным катионом слабого основания и анионом сильной кислоты. По каким ступеням протекает гидролиз и почему?

48. Окислительно-восстановительные реакции, их классификация. Важнейшие окислители и восстановители.

49. Окислительно-восстановительные реакции. Направление протекания реакций. Окислительно-восстановительные потенциалы. Зависимость значений потенциалов от внешних условий. Уравнение Нернста. Пояснить на примере предложенной реакции.

50. Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы. Уравнение Нернста. Направление окислительно-восстановительных реакций.

51. Электродные потенциалы. Водородный электрод. Ряд напряжений. Гальванические элементы. Химические источники электрической энергии.

52. Диссоциация комплексных соединений. Константа нестойкости. Условия образования и разрушения комплексных соединений.

53. Положение металлов в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева. Физические свойства металлов.

54. Положение металлов в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева. Химические свойства металлов.

55. Особенности строения атомов металлических элементов. Способы получения металлов.

56. Положение неметаллов в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева. Способы получения неметаллов.

57. Физические свойства и строение неметаллов.

58. Химические свойства неметаллов. Зависимость окислительных свойств неметаллов от положения внутри периода и группы.

59. Соединения неметаллов с водородом, их химические свойства.

60. Соединения неметаллов с кислородом, их химические свойства.

Вариант вопросов к коллоквиуму

1. В закрытом сосуде находятся два стакана: с чистой водой и с раствором сахара в воде. Какой процесс будет наблюдаться и до какого предела он будет проходить? Обсудите его причины.

2. Почему вода хорошо растворяет хлорид натрия, но не растворяет парафин, а бензин, наоборот, не растворяет хлорид натрия, но хорошо растворяет парафин.

3. К растворам аммиака прилили растворы, содержащие одноименные ионы: NaOH, NH₄Cl, NH₄CH₃COO. Как изменится реакция среды раствора?

Вариант задач контрольной работы

1. Если растворить 25,5 г ВаСl₂ в 750 г воды, то получится раствор, кристаллизующийся при -0,756^оС. Вычислить кажущуюся степень диссоциации соли в растворе.

2. Рассчитайте концентрацию водородных ионов в водных растворах:

а) раствор получен разбавлением водой 50 см³ 15-процентного раствора NН₄ОН до 350 см³;

б) раствор, в 650 см³ которого содержится 4,8 г СН₃СООН.

3. Какой объем воды необходим для растворения при 25^оС 1 г BaSO₄?

4. Укажите, какие соединения в водном растворе подвергаются гидролизу, а какие - не подвергаются. Напишите уравнения реакций гидролиза и объясните, почему протекает гидролиз, укажите среду растворов этих веществ: SbCl₃, K₂SO₄, CH₃COONH₄.

5. Вычислить константу гидролиза по первой ступени фосфата калия. Какова степень гидролиза соли в 0,1 М растворе и рН раствора?

Варианты тестовых заданий