Обозначим молекулярную массу бинарного соединения за М. Если молекула оксида содержит n атомов кислорода, то молекула кислоты имеет n+2 атомов кислорода, а ее молекулярная масса равна М+36. Решаем систему уравнений: 16n/M=0,47 и 16(n+2)/(M+36)=0,615 относительно n и М. Получаем М=68, n=2. Следовательно формула имеет вид ЭxO2 и 1 моль оксида содержит 68-16*2=36 г второго элемента. Далее проверяем все полученные значения x:
при x=1 атомная масса элемента равна 36, что близко к Cl, но оксид ClO2 получается из HClO3 с отщеплением всего 1/2 молекулы воды на молекулу кислоты и еще с выделением кислорода, что не соотвествует условиям задачи;
при x=2 атомная масса элемента равна 16, что соотвествует кислороду, но O3 не является бинарным соединением;
при x=3 атомная масса элемента равна 12, что соответствует оксиду C3O2, образующемуся из малоновой кислоты CH2(COOH)2 с отщеплением 2 молекул воды и имеет линейное строение, что соответствует условиям; при x=4 атомная масса элемента равна 9, что соотвествует бериллию, но оксид Be4O2 не существует;
при x=5 атомная масса элемента равна 7,2, что близко к атомной массе лития, но при значениях x>4 значение валентности элемента становится меньше 1, что невозможжно.
Следовательно формула оксида C3O2. Его структура O=C=C=C=O; получают его дегидратацией малоновой кислоты.
а) 2H2O + Cl2 + SO2 → 2HCl + H2SO4
б) Br2 + Na2SO3 + H2O → 2HBr + Na2SO4
в) I2 + SO2 + 2H2O → H2SO4 + 2HI
г) Cl2 + 2FeSO4 + 6KOH → 2K2SO4 + 2KCl + 2Fe(OH)3
д) Br2 + SnCl2 + 6NaOH → 3H2O + 2NaCl + 2NaBr + Na2SnO3
е) -
ж) Br2 + 2Fe(OH)2 + 2NaOH → 2Fe(OH)3 + 2NaBr
з) O2 + 4Fe(OH)2 + 2H2O → 4Fe(OH)3
и) O2 + 2SnCl2 + 8HCl → 2H2O + 2H2SnCl6
к) 2SnCl2 + O2 + 8NaOH → 2Na2SnO3 + 4NaCl + 4H2O
л) Cl2 + 2KI → 2 KCl + I2
м) 3Cl2 + KI + 3H2O → 6HCl + KIO3
н) Cl2 + 2KBr → Br2 + 2KCl
о) Br2 + H2S → 2HBr + S
п) 4Cl2 + H2S + 4H2O → 8HCl + H2SO4
р) 4Br2 + H2S + 4H2O → H2SO4 + 8HBr
с) Cl2 + NaNO2 + H2O → 2HCl + NaNO3
Ео (2Н (+)/Н2) = 0 В
Водородный электрод - Катод (окислитель)
Ео (Zn(2+)/Zn) = − 0,76 B
Ео (2Н (+)/Н2) = 0 В
По правилам в схеме гал-кого элемента анод записывается слева, катод - справа.
А (-) Zn | Zn(+) || H(+) (1М) | H2, Pt K(+)
Процессы окисления-восстановления на электродах.
Анод (-) Zn(0) – 2e → Zn(2+) | 1 – окисление на аноде
Катод (+) 2H(+) + 2e → H2↑ | 1 – восстановление на катоде
Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение токообразующей реакции, которая в ионном виде выражает происходящую в элементе реакцию.
Zn(0) + 2H(+) → Zn(2+) + H2↑
Электродные потенциалы электродов по уравнению Нернста при 298 градусах К
Е (анода) = Е (Zn(2+)/Zn) = Ео (Zn(2+)/Zn) + (0,059/2)*lg[Zn(2+)] = − 0,76 + 0,0295*[Zn(2+)]
E(катода) = Ео (2Н (+)/Н2) = 0 B
ЭДС гальванического элемента
Е = E(катода) – Е (анода) = 0 – (− 0,76 + 0,0295*[Zn(2+)]) = 0,76 – 0,0295*[Zn(2+)]
Стандартная ЭДС гальванического элемента, соответствующая молярной концентрации ионов цинка в растворе электролита равной 1 моль/л.
Ео = 0,76 В
Водородный электрод - Анод (восстановитель)
Ео (Ag(+)/Ag) = + 0,799 B
Ео (2Н (+)/Н2) = 0 В
Серебряный электрод опущен в раствор своей соли с молярной концентрацией ионов серебра [Ag(+)].
A(-) Pt, H2 | H(+) (1М) || Ag(+) | Ag K(+)
Процессы окисления-восстановления на электродах.
Анод (-) H2 – 2e → 2H(+)| 1 - окисление на аноде
Катод (+) Ag(+) + e → Ag↓ | 2 -восстановление на катоде
Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение токообразующей реакции, которая в ионном виде выражает происходящую в элементе реакцию.
2Ag(+) + H2 → 2Ag↓ + 2H(+)
Приведенная реакция невозможна как химическая реакция, но осуществима в гальваническом элементе, когда водородный электрод является восстановителем.
Электродные потенциалы электродов по уравнению Нернста при 298 градусах К
Е (анода) = Ео (2Н (+)/Н2) = 0 B
Е (катода) = Е (Ag(+)/Ag) = Ео (Ag(+)/Ag) + (0,059/1)*lg[Ag(+)] = + 0,799 + 0,059*[Ag(+)]
ЭДС гальванического элемента
Е = E(катода) – Е (анода) = + 0,799 + 0,059*[Ag(+)] – 0 = + 0,799 + 0,059*[Ag(+)]
Стандартная ЭДС гальванического элемента, соответствующая молярной концентрации ионов серебра в растворе электролита равной 1 моль/л.
Ео = 0,799 В