ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΟΞΕΙΟΑΑΝ ΑΓΩΓΗ - ΗΑΕΚΤΡΟΛΥΣΗ

Transcript

1 45 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΟΞΕΙΟΑΑΝ ΑΓΩΓΗ - ΗΑΕΚΤΡΟΛΥΣΗ Οι απαντήσεις προκύπτουν εύκολα από τη θεωρία. Ερωτήσεις - ασκήσεις - προβλήματα 13. Η3ΡΟ4: 3 + χ + (-8) = 0 ή χ = +5 Ρ 4 : ο Α.Ο. στα ελεύθερα στοιχεία είναι 0 ΡΗ3: χ + 3 = 0ήχ = - 3 Η 3 Ρ0 3 : 2 + χ + (-6) = 0 ή χ = MnC>2: χ + (-4) = 0 ή χ = +4 Κ2Μ11Ο4: 2 + χ + (-8) = 0 ή χ = +6 KMnC>4: 1 + χ + (-8) = 0 ή χ = Στις 5 πρώτες ουσίες βρίσκεται εύκολα με βάση τα προηγούμενα. Στη χλωράσβεστο:.c1 Ca CIO To C1 στο CI- έχει προφανώς Α.Ο. = -1 To C1 στο C10- έχει Α.Ο. = x όπου χ + (-2) = -1 ή χ = Η συμπλήρωση των κενών γίνεται εύκολα μελετώντας τη θεωρία. 17. Με κανόνες που εφαρμόσαμε σε προηγούμενες ασκήσεις γίνεται εύκολα η αντιστοίχηση. 18. α. Προφανώς (Σ). β. Υπάρχουν οξειδώσεις όπου δεν παρατηρείται πραγματική αποβολή ηλεκτρονίων (κατά το σχηματισμό ομοιοπολικών δεσμών) (Λ). γ. Προφανώς (Σ). δ. Όπως και το β (Λ). ε. Το οξειδωτικό οξειδώνει και το ίδιο ανάγεται (Λ). στ. Όπως και το ε (Λ).

2 Εύκολα φαίνεται ότι η σωστή απάντηση είναι η (γ), γιατί το Na οξειδώνεται από 0 > +1 και προκαλεί αναγωγή. 20. Με τις γνώσεις της θεωρίας είναι εύκολο να γίνει η αντιστοίχηση. 21. Ο πρώτος ορισμός περιλαμβάνει πραγματική και φαινομενική αποβολή ηλεκτρονίων ενώ ο δεύτερος περιλαμβάνει μόνο πραγματική αποβολή ηλεκτρονίων. 22. Η (γ) όπου οι αριθμοί οξείδωσης παραμένουν σταθεροί. 23. Στην πρώτη ο C είναι αναγωγικό σώμα γιατί οξειδώνεται. Στην δεύτερη ο C είναι οξειδωτικό σώμα γιατί ανάγεται. 24. ί. ο Ρ αναγωγικό γιατί οξειδώνεται, το ΗΝ0 3 οξειδωτικό γιατί το Ν ανάγεται από +5 > +4. ii. CO αναγωγικό γιατί ο C οξειδώνεται, FeO οξειδωτικό γιατί ο Fe ανάγεται. Με ανάλογο τρόπο βρίσκουμε το οξειδωτικό και αναγωγικό στις επόμενες αντιδράσεις. 25. Τα κενά συμπληρώνονται εύκολα αν μελετήσουμε τη θεωρία. 26. Τα κενά συμπληρώνονται εύκολα αν μελετήσουμε τη θεωρία. 27. Στη (γ) όπου το S ανάγεται από +4 > Στη (δ) όπου το Η ανάγεται από +1 > Οξειδοαναγωγικές είναι: η (α) όπου ο C οξειδώνεται από +2 > +4 και το Ο ανάγεται από 0» -2 και η (β) όπου οξειδώνονται δύο στοιχεία, ο C από +2 > +4 και ορισμένα άτομα χλωρίου από -1 > 0, ανάγεται δε το Ο από 0 > Συμπληρώνουμε ορισμένες χαρακτηριστικές από αυτές τις αντιδράσεις, τις υπόλοιπες μπορείτε εύκολα να τις συμπληρώσετε αν

3 47 μελετήσετε τα παραδείγματα αυτά και όσα έχουμε αναφέρει στη θεωρία. 30. Mg + 2HC1 > MgCl2 + Η 2 (Mg πιο αναγωγικό από το Η 2 ). Cu + HBr > δε γίνεται γιατί ο Cu είναι λιγότερο αναγωγικός από το Η 2. Cl 2 + Mgl 2 > MgCl 2 + Ι 2 (Cl 2 πιο οξειδωτικό από το Ι 2 ) Ι 2 + NaBr» δε γίνεται (Βγ 2 πιο οξειδωτικό από το Ι 2 ) Γ 1x Fe0 + (l + 9)HN03 >3Fe(N0 3 ) 3 + 1Ν0 + 5Η 2 0 ' 3 x 1 1 2x5 Ί KMn0 4 +5Η 2 S+3H 2 S0 4 >5S+2MnS0 4 +K 2 S0 4 +8Η x x3 32. Κ 2 Cr CO + 4H 2 S0 4 >Cr 2 (S0 4 ) 3 + 3C0 2 + K 2 S H 2 0 I 3x2 1 2x Ca0Cl 2 + SnS0 4 + H 2 S0 4»CaCl 2 + Sn(S0 4 ) 2 + H 2 0 I 2x X «f S0 2 +2H 2 S >S+2S+2H 2 0 4x1 ή S H 2 S -> 3S + 2H 2 0 J 1 x 10 J 35. 5H KMn0 4 +3H 2 S0 4 > MnS0 4 + K 2 S0 4 +8H 2 0 I 5x2 1

4 To CI οξειδώνεται από 0 > +5 και ανάγεται από 0 > -1. 5x1 \ I 3C12 + 6KOH >5KC1+ lkcio, + 3Η 2 0 ι I χ 5 1 To Cl 2 δρα ως οξειδωτικό και αναγωγικό και η αντίδραση αυτή χαρακτηρίζεται αυτοοξειδοαναγωγή Ag + 4 UNO, >3AgNO, + NO + 2Η, g 22.4 L 21,6 g => x = 1.49 L 38. Cu + 2H,SO t >CuS0 4 + S H,Ο 63,5 g _ x ~ 3.36 L x = g ' ^ ακαο = ^ καθ ή y = 95,25 g 100 g y και περιεκτικότητα 95,25%. 39. Ο Cu δεν αντιδρά με το HC1. Zn + 2HC1»ZnCl, +Η 2 65 Η 22.4 L χ 4,48 L => χ = 13 β 20 g., 7 g κραματος υπάρχουν Cu η y = 35g 100 g - y και περιεκτικότητα 35%. 40. Έστω ότι το μίγμα περιέχει x mol Cu και y mol Ag. Cu + 2H,S0 4 >CuS0 4 + SO, + 2H,0 χ mol χ mol 2Ag+ 2H 2 S0 4 >Ag,S0 4 + SO, + 2H : 0 y mol V mol?

5 49 63,5x + 108y = 27,95 x + ^- 22,4 = 4,48 χ = 0.1 y = 0,2 Αρα 0,1-63,5 g = 6,35 g Cu g = 21.6 g Ag 41. Από την ηλεκτρονιακή δομή του 2<>Μ(2, 8, 8, 2) προκύπτει ότι έχει Α.Ο. = +2 στις ενώσεις του. M + 2HC1 >MC1, + Η, Μ, g 22.4 L 4.48 L Μ, = ml 0,5 mol FeSO, ή x = 0,1 mol 200 ml. x 2KMn FeS0 4 +8H 2 S0 4 >2MnS0 4 +K : S Fe 2 (S0 4 ), + + 8LLO 2 mol 10 mol ή y = 0.02 mol y 0,1 mol 1000 ml 0,1 mol KMn0 4 ω 0,02 mol ή ω = 200 ml ml 0,2 mol SnCL 40 ml x ή x = 0,008 mol 2KMn SnCL + 16HC1 >2MnCL +5SnCl 4 +2KC H,0 2 mol 5 mol 0,008 mol ή y = 0,0032 mol n 0,0032 mol και η συγκτ.ντρωση c = = = 0,016 Μ V 0.2 L 44 5Sn + xkmn() 4 + 8xllCl > xmncl, + 5SnCl x + xkci g x mol mol ή x = 2 + 4xH 2 0

6 Αν μελετήσουμε τη θεωρία είναι εύκολο να απαντήσουμε στις ερωτήσεις αυτές. 46. Απλή, στηρίζεται στη μελέτη της θεωρίας. 47. Πολύ απλή. 48. Στηρίζεται στους ορισμούς που αναφέρουμε στη θεωρία ,5. g Ag - g Cu - 1 = -2 ή χ = 1,5875 g 5,4 g χ H 2-4e * H Faraday 1 mol Άρα, σωστό είναι το (β) Β r" >Br, 2F χ 2 1 mol 0,04 mol ή χ = 0,08 F 20H"-2e" >Η,0 + Ο-, F~ 0,5 mol, ή y = 0,04 mol 0 2 0,16 F y 52. Στην άνοδο θα σχηματιστεί Ι 2 και στην κάθοδο Η C 108 gag χ Q I 0,108 g 96,5 C = 9650 s 0,01 A ή x = 96,5 C 54. Η σωστή απάντηση είναι η (γ). 55. Στο δοχείο από χαλκό μπορούν να αποθηκευθούν όλα τα διαλύματα, ενώ στο δοχείο από αργίλιο μπορούν να αποθηκευθούν τα διαλύματα KC1, MgS0 4 και Mg(N0 3 ) 2.

7 α. 6Hg + xk 2 Cr xHCl»6HgCl x + 2xCrCl 3 + 2xKCl g _ χ mol -=>x=l 10 g 25 mol 3000 β. 6Hg + K 2 Cr HC1 - y mol y mol 6 + 7XH 2 0 6HgCl + 2QC1, + 2KC1 + 7H zo 3Hg + K 2 Cr HC1 >3HgCl 2 + 2CrCl 3 + 2KC1 + 7H 2 0 ω mol mol 3 (y +ω) 200 = 10 (1) y ω _ 45 6 J " 3000 α = - 0,04 0,04 + 0,01 (2) y = ο,οι ω = 0,04 = 0,8 = 80% οξειδώθηκε σε Hg Fe + CuS g α. - 5g ->FeS0 4 +Cu 63,5 g χ = 5,67 g Αν αντιδράσει όλος ο σίδηρος θα παραχθούν 5,67 g Cu. Επομένως θα αντιδράσει ποσότητα σιδήρου μικρότερη από 5 g και το επιχαλκωμένο έλασμα θα ζυγίζει α g όπου 5 < α < 5,67. Επομένως θα ζυγίζει 5,075 g. β. Αν αντιδράσουν y mol Fe θα έχουμε: Fe + CuS0 4 > FeS0 4 + Cu y mol y mol 63,5x x = 5,075 <=> y = 0,01 Αποτέθηκαν δηλαδή 0,01-63,5 g = 0,635 g Cu

8 Έχουμε 8 g S ή mol S = 0,25 mol S S + OT ^SOT 0,25 mol 0,25 mol S0 2 +C1 2 +2H 2 0 >H 2 S0 4 +2HC1 0,25 mol 0,25 mol 0,5 mol H 2 S Na()H >Na 2 S0 4 +2H 2 0 0,25 mol 0,5 mol HC1 + NaOH >NaCl + H 2 0 0,5 mol 0,5 mol 1 L 0,5 mol NaOH x (0,5+ 0,5) mol x = 2 L 59. Q = I t = ( ) 2 C = 1930 C C lgh, 35,5 gcl 2, = = η x =0,02 g καιν = 0,71 g 1930C x y Κατά την ηλεκτρόλυση η μάζα του διαλύματος ελαττώνεται γιατί απομακρύνονται Η 2 και Cl 2. Η μάζα του τελικού διαλύματος θα είναι (2000-0,02-0,7l)g= 1999,27 g.