Учебное пособие: Химический анализ катионов

5. Электролиз водного раствора сульфата калия проводили при токе силой 5 А в течение 3 ч.

Какая масса воды при этом разложилась и чему равен объем газов (н.у.), выделившихся на катоде и аноде?

6. При электролизе водных растворов сульфата магния и хлорида меди(II), соединенных последовательно с источником тока, на одном из катодов выделился водород массой 0,25 г. Вычислите массу веществ, выделившихся на других электродах.

7. Какая масса серной кислоты, образуется в анодном пространстве при электролизе водного раствора сульфата натрия, если на аноде выделился кислород объемом 1,12 дм3 (н.у.)? Вычислите массу вещества, выделившегося на катоде.

8. Электролиз водного раствора сульфата цинка проводили в течение 5 ч, при этом на аноде выделился кислород объемом 6 дм3 (н.у.). Вычислите силу тока (электроды инертные).

9. Электролиз водного раствора нитрата серебра проводили при токе силой 2А в течение 4 ч. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на инертных электродах. Какая масса металла выделилась на катоде и каков объем газа (н.у.), выделившегося на аноде?

10. Электролиз водного раствора сульфата некоторого металла проводили при токе силой 6 А в течение 45 мин, в результате чего на катоде выделился металл массой 5,49 г. Вычислите эквивалентную массу металла.

11. Как изменится масса серебряного анода, если электролиз водного раствора нитрата серебра проводили при токе силой 2 А в течение 33 мин 20 с?

12. Электролиз водного раствора иодида натрия проводили при токе силой 6 А в течение 2,5 ч. Вычислите массу веществ, выделяющихся на электродах.

13. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих при электролизе водного раствора нитрата серебра с серебряным анодом. Масса анода уменьшается на 5,4 г. Определите расход электричества при этом.

14. При электролизе водного раствора сульфата меди(II) при токе силой 2,5 А в течение 15 мин выделилась медь массой 0,72 г. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах с медным и угольным анодами. Вычислите выход по току (т, %).

15. При электролизе расплава неизвестного вещества массой 8 г на аноде выделился водород объемом 11,2 дм3 (н.у.). Что это за вещество? Можно ли провести электролиз его водного раствора?

16. При электролизе с инертными электродами 150 см3 раствора хлорида калия с массовой долей 5 % (р = 1,05 г./см3) током силой 8 А в течение 1 ч 40 мин у анода выделился газ объемом 4,48 дм3 (н.у.).

17. Определите концентрацию щелочи в образовавшемся растворе (w, %).

Через раствор сульфата цинка(II) в течение 45,03 мин пропускали постоянный ток.

18. Определите силу тока, если известно, что на катоде и аноде выделились одинаковые объемы газов, а масса одного электрода увеличилась на 1,1 г. Электроды инертные.

19. Электролиз 200 см3 раствора сульфата меди(II) с массовой долей 6% (р = 1,02 г./см3) продолжали до тех пор, пока масса раствора не уменьшилась на 5 г. Какая масса сульфата меди(II) осталась в растворе после электролиза?

20. Через электролизер, заполненный водным раствором хлорида калия пропустили постоянный ток (электроды инертные), в результате чего масса раствора уменьшилась на 3,5 г. Для нейтрализации
оставшегося раствора был израсходован раствор серной кислоты (w = 8%) массой 20,0 г. Какова масса газообразных продуктов, образовавшихся при электролизе?

21. После электролиза водного раствора хлорида калия масса его уменьшилась на 2,16 г. Оставшаяся смесь прореагировала полностью с раствором соляной кислоты (w = 10%) массой 12,6 г.

Найдите массу каждого продукта, образовавшегося при электролизе.

22. При электролизе водного раствора хлорида натрия на катоде выделился водород объемом 13,44 дм3 (н.у.). Газ, выделившийся на аноде пропущен через горячий раствор едкого калия, при этом образовались хлорид и хлорат калия. Рассчитайте массу образовавшихся солей.

23. Электролиз водного раствора хлорида никеля(II), содержащего соль массой 129,7 г проводили при токе силой 5 А в течение 5,36 ч. Сколько хлорида никеля(II) осталось в растворе и какой объем хлора (н.у.) выделился на аноде?

24. Вычислите массу водорода и кислорода, образующихся при прохождении тока силой 3 А в течение 1 ч через раствор NaNO3.

25. Определите массу выделившегося железа при прохождении тока силой 1,5 А в течение 1 ч через растворы сульфата железа(II) и хлорида железа(III) (электроды инертные).

26. При прохождении через раствор электролита тока силой 0,5 А за 1 ч выделяется 0,55 г. металла. Определите эквивалентную массу металла.

Примерные вопросы к итоговой аттестации по предмету

1.         Методы качественного анализа.

2.         Способы выполнения аналитических реакций, типы реакций; чувствительность реакций.

3.         Закон действия масс, смещение ионных равновесий, значение теории электролитической диссоциации в качественном анализе.

4.         Деление катионов на группы по кислотно-основной классификации.

5.         Периодической закон и аналитическая классификация ионов.

6.         Гидролиз солей, значение гидролиза в химическом анализе.

7.         Определение рН раствора, изменение реакции среды.

8.         Произведение растворимости, превращение одних малорастворимых электролитов в другие.

9.         Значение реакций окисления-восстановления в качественном анализе.

10.      Применение реакций комплексообразования в качественном анализе.

11.      Использование органических реагентов в анализе.

12.      Классификация анионов.

13.      Анализ сухого вещества (основные приемы, этапы).

14.  Значение аналитической химии.

15.  Аналитическая химия, её задачи и значение. Методы анализа.

16.  Правила и техника выполнения лабораторных работ и ведения лабораторного журнала.

17.  Классификация катионов.

18.  Классификация анионов.

19.  Характеристика катионов 1‑й аналитической группы.

20.  Систематический ход анализа катионов 1‑й аналитической группы.

21.  Характеристика катионов 2‑й аналитической группы.

22.  Систематический ход анализа катионов 2‑й аналитической группы.

23.  Характеристика катионов 3‑й аналитической группы.

24.  Систематический ход анализа катионов 3‑й аналитической группы.

25.  Характеристика катионов 4‑й аналитической группы.

26.  Систематический ход анализа катионов 4‑й аналитической группы.

27.  Характеристика анионов.

28.  Систематический ход анализа анионов.

29.  Методы количественного анализа. Их краткая характеристика.

30.  Весовой метод анализа.

31.  Метод нейтрализации.

32.      Титрование.

33.      Концентрации растворов. Методы их вычисления.

34.      Теория индикаторов.

35.      Приготовление стандартных растворов веществ.

36.      Метод окисления-восстановления.

37.      Перманганатометрия.

38.      Йодометрия.

39.      Методы осаждения.

40.      Метод комплексонотитрования.

41.      Кривые титрования.

42.      Физико-химические методы анализа. Их краткая характеристика.

43.      Колориметрический метод.

Примерные задания к итоговой аттестации по предмету

1)         Почему открытие катиона калия гидротартратом натрия NaHC4H4Og должно проводиться в нейтральной среде? Напишите уравнение реакции.

2)         Почему осаждение катиона Na+ в виде дигидроантимоната натрия NaH2Sb04 должно проводиться в нейтральной, а не в кислой или щелочной среде?

3)         Почему перед открытием катиона К+ необходимо удалить катион NH/?

4)         При действии группового реактива на катионы второй группы получаются осадки – хлориды соответствующих катионов: AgCl и РЬС12. Какова растворимость хлоридов в воде и как это используется в анализе?

5)         Какова роль азотной кислоты при открытии катионов серебра?

6)         Какие происходят явления, если смесь солей AgCl, AgBr, Agl обработать водным раствором аммиака?

7)         Какие продукты реакции образуются при взаимодействии хлорида ртути (I) с раствором аммиака? Укажите их химические формулы.

8)         Какие химические соединения получаются при взаимодействии хлорида серебра с избытком раствора аммиака? Напишите их химические формулы.

9)         Как можно растворить осадок сульфата бария?

10)      Какой осадок выпадает первым, если к исследуемому раствору, содержащему катионы бария, стронция и кальция в равных концентрациях, постепенно приливать раствор серной кислоты?

11)      Соли каких катионов окрашивают пламя газовой горелки в желто-зеленый цвет?

12)      Какая реакция открытия катиона кальция является селективной?

13)      Как проводится открытие катиона бария в присутствии катионов стронция и кальция?

14)      Как повысить чувствительность реакции обнаружения катиона кальция серной кислотой?

15)      Как можно объяснить аналитический эффект выпадения осадка при добавлении ацетона к гипсовой воде?

16)      Как отделить катионы 2 группы от катионов 1 и 3 аналитических групп?

17)      Действием какого реагента можно отделить катионы 3 аналитической группы от катионов первой группы?

18)      Подберите несколько окислителей, которыми можно окислить катионы Сг3+ в СгО 2- или в Сг «0,2-.

19)      В какой среде будет протекать окисление катиона Сг3+ до Сг6+ при взаимодействии его: а) с пероксидом водорода, б) с перманганатом калия?

20)      Сравните А1 (ОН)3 и Zn(OH)2. Какой из этих гидроксидов выпадает в осадок раньше при осторожном добавлении едкого натра к раствору, содержащему одинаковые концентрации катионов?

21)      Почему добавление хлорида аммония способствует растворению Zn(OH)2? Приведите уравнения реакций.

22)      Подберите окислитель, определите среду и составьте уравнение реакции окисления ионов Мn2+ в ионы марганцевой кислоты.

23)      Какова роль нитрата серебра при окислении катиона Мn2+ персульфатом аммония (NH4)2S208?

24)      Можно ли открыть катион Mg2+ при одновременном присутствии в растворе катиона. Fe2*?

25)      В чем состоит сходство в свойствах Fe(OH)2 и Mg(OH)2?

26)      Наличие каких катионов возможно в растворе, если при действии щелочи на реакционную смесь, содержащую катионы 5 аналитической группы, выпадает белый осадок?

27)      Напишите ионно-молекулярное уравнение реакции обнаружения: а) катиона железа (III) в виде берлинской лазури; б) катиона железа (II) в виде турнбулевой сини.

28)      Какие из катионов в растворе окрашены?

29)      Какие катионы б аналитической гуппы присутствуют в растворе, если: а) при действии раствора щелочи на реакционную смесь образовался голубой осадок, чернеющий при нагревании; б) при действии раствора аммиака образовался синий осадок, растворимый в избытке аммиака с окрашиванием реакционной смеси в желто-бурый (или грязно-желтый) цвет?

30)      Какой катион присутствует в растворе, если при добавлении к реакционной смеси роданида аммония с изоамиловым спиртом образуется кольцо, окрашенное в ярко-синий цвет?

31)      На какие аналитические группы можно разделить анионы по их отношению к двум реактивам: хлориду бария и нитрату серебра?

32)      Почему проводят реакции с хлоридом бария в нейтральной или в слабощелочной среде, а с нитратом серебра в присутствии азот ной кислоты?

33)      На какие группы можно разделить анионы на основании их окислительных или восстановительных свойств? Какие реактивы используют в этом случае в качестве групповых?

34)      Каким реагентом и в каких условиях можно обнаружить карбонат-анион?

35)      Какой из анионов будет осаждаться первым при действии на реакционную смесь, содержащую анионы Г, Вг, С1, нитратом серебра?

36)      На чем основано открытие ацетат-ионов раствором хлорида железа (III)?

Список литературы

1.    Алексеев В.Н. Количественный анализ. М.: Госхимиздат, 1962.504 с.

2.    Барсукова 3. А. Аналитическая химия. М., Высшая школа, 1990.

3.    Воскресенский А.Г., Солодкин И. С, Семиколенов Г.Ф. Сборник задач и упражнений по аналитической химии. М., Просвещение, 1999.

4.    Гильманшина С.И. Основы аналитической химии. Курс лекций. 2=е изд. – СПб.:Питер, 2006.-224 с.: ил. – (Серия «Учебное пособие»)

5.    Жванко ЮН. Аналитическая химия и техно-химический контроль в общественном питании./ Панкратова Г.В., Мамедова З.И. / М., Высшая школа, 2002.

6.  Корснман Я.И. Задачник по аналитической химии / П.Т. Суханов; С.П. Калинкина/ Воронеж, 2001. 335 с.

7.    Лидин Р.А. Задачи по неорганической химии./ В.А. Молочко, Л.А. Андреева / М.: Высшая школа, 2001. 318 с.

8.    Романцева Л.М. Сборник задач и упражнений по общей химии./ З.Л. Лещинская, В.А. Суханова / М.: Высшая школа, 2001.405 с.

9.  Толстоусов, СМ. Эфрос. Задачник по количественному анализу. Л.: Химия, 1986. 160 с.

10. Цитович И.К. Курс аналитической химии. Москва, 1985. 399 с.

11. Основы аналитической химии, ч. I, II. Москва, 2006. 378 с.

12. Сборник вопросов и задач по аналитической химии, под редакцией В.Н. Васильева. М.: Высшая школа, 2004. 212 с.