Химия. Сборник задач и упражнений : в 2 ч. Часть II

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 

высшего образования 

«Томский государственный архитектурно-строительный университет» 

 
 
 

А.Н. Павлова, Т.С. Шепеленко, О.А. Зубкова 

 
 
 
 

ХИМИЯ. 

СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ 

ЧАСТЬ II 

 
 

Учебное пособие 

 

Под редакцией А.Н. Павловой 

 
 
 
 
 
 
 
 

Томск  

Издательство ТГАСУ 

2019 

УДК 54(076.1) 
ББК 24.73 
 

Павлова, А.Н. Химия. Сборник задач и упражнений: в 2 ч. Часть II [Текст] : учебное пособие / А.Н. Павлова, 
Т.С. Шепеленко, О.А. Зубкова ; под ред. А.Н. Павловой. – 
Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2019. – 230 с. 

ISBN 978-5-93057-911-6 
 
Учебное пособие является второй частью сборника задач и упражнений по общей химии, подготовленного для студентов 1 курса 
ООФ ТГАСУ очной формы обучения. В рамках дисциплины «Химия» по каждой изучаемой теме приведены теоретические сведения, 
примеры решения типовых задач и 30 вариантов индивидуальных задач и упражнений для самостоятельного решения.  

Пособие предназначено для подготовки студентов к практическим занятиям, контрольным работам и для выполнения индивидуальных заданий. 

 

УДК 54(076.1)
ББК 24.73

 

Рецензенты: 
докт. техн. наук, профессор кафедры химии общеобразовательного факультета Томского государственного архитектурно-строительного университета Н.П. Горленко; 
докт. физ.-мат. наук, профессор кафедры физической химии химического факультета Томского государственного университета 
И.А. Курзина. 

 
 
 
 

ISBN 978-5-93057-911-6
© Томский государственный

архитектурно-строительный
университет, 2019

© Павлова А.Н., Шепеленко Т.С.,

Зубкова О.А., 2019

Х 46

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Введение……………………………………………………….
1. Окислительно-восстановительные реакции…….…….

1.1. Степень окисления………………………………......
1.2. Окислители и восстановители………………………
1.3. Типы окислительно-восстановительных реакций......
1.4. Эквиваленты окислителей и восстановителей…….
1.5. Примеры решения задач…………………………….
1.6. Индивидуальные упражнения и задачи…………...

2. Электрохимические процессы………………………....

2.1. Понятие об электродном потенциале металла……
2.2. Гальванический элемент……………………….…..
2.3. Электродвижущая сила гальванического элемента.
Уравнение Нернста…………………….………………..
2.4. Электролиз…………………………………………..
2.5. Количественные соотношения при электролизе.
Законы Фарадея……………………………………….....
2.6. Примеры решения задач…………………………….
2.7. Индивидуальные упражнения и задачи…….……..

3. Коррозия металлов……………………….……………..

3.1. Виды коррозии………………………….…………..
3.2. Защита металлов от коррозии…………….………..
3.3. Примеры решения задач…………………….………
3.4. Индивидуальные упражнения и задачи……….…..

4. Химия металлов………………………………………….

4.1. Классификация металлов……………………..........
4.2. Природа металлической связи ………………….....
4.3. Физические и механические свойства металлов.....
4.4. Химические свойства металлов…………………….
4.5. Получение металлов…………………………..........
4.6. Сплавы металлов…………………………………….
4.7. Примеры решения задач…………………………….
4.8. Индивидуальные упражнения и задачи……….…..

5. Химия в строительстве……………………………….

5
6
6
7
9
9
10
17
27
27
31

34
35

39
41
49
58
58
62
70
79
84
84
85
85
87
92
96
98
100
112

5.1. Минеральные вяжущие вещества………………..
5.2. Механизм твердения вяжущих веществ…………
5.3. Воздушные вяжущие вещества…………………..
5.4. Гидравлические вяжущие вещества……………..
5.5. Бетоны……………………………………………...
5.6. Примеры решения задач………………………….
5.7. Индивидуальные упражнения и задачи………….

6. Химическая идентификация и анализ вещества......

6.1. Классификация методов аналитической химии....
6.2. Качественный анализ……………………………...
6.3. Количественный анализ……………………..…….
6.4. Примеры решения задач…………….…………….
6.5. Индивидуальные упражнения и задачи…….……

7. Элементы органической химии………………………

7.1. Теория химического строения А.М. Бутлерова…
7.2. Изомерия. Виды изомерии………………………..
7.3. Классификация реакций в органической химии...
7.4. Общее понятие о номенклатуре органических 
соединений……………………………………………...
7.5. Алифатические углеводороды…………………….
7.6. Непредельные (ненасыщенные) углеводороды
ряда этилена (алкены, олефины)……………………….
7.7. Непредельные углеводороды ряда ацетилена (алкины).
7.8. Примеры решения задач……………………………
7.9. Индивидуальные упражнения и задачи……………

Ответы к индивидуальным задачам…………….……..
Список рекомендуемой литературы……….……….….
Приложение 1. Номера рекомендуемых вариантов задач
к индивидуальным заданиям…………………………..…..
Приложение 2. Стандартные электродные потенциалы
металлов……………………………………………..………
Приложение 3. Периодическая система элементов 
Д.И. Менделеева……………………………………………

112
114
115
120
130
138
141
145
146
147
155
169
174
185
185
186
191

195
196

199
201
202
208
219
222

224

228

229

ВВЕДЕНИЕ 

Пособие является II частью сборника задач и упражнений 

для студентов ООФ ТГАСУ, изучающих дисциплину «Химия». 
Пособие составлено в соответствии с особенностями рабочих 
программ для студентов различных специальностей и охватывает 
ряд основных разделов химии: окислительно-восстановительные 
реакции, электрохимические процессы, коррозия металлов, химия 
металлов, химия в строительстве, химическая идентификация 
и анализ вещества, элементы органической химии. 

Каждый раздел включает в себя:  
– теоретические сведения, необходимые для решения задач 
и выполнения упражнений, причем объем теоретического введения определяется степенью сложности рассматриваемой темы; 

– примеры решения основных типовых задач; 
– задачи для самостоятельного решения.  
В процессе изучения дисциплины для закрепления полученных на аудиторных занятиях теоретических знаний и практических 
навыков студенты самостоятельно выполняют индивидуальные 
задания. По каждой теме приведено 30 вариантов задач для самостоятельного решения. Часть задач взята из известных учебников 
по общей химии (см. список рекомендуемой литературы), другие 
задачи разработаны авторами. Преподаватель может моделировать 
индивидуальные задания для студентов различных специальностей 
с учетом особенностей рабочих программ или воспользоваться вариантами индивидуальных заданий, приведенных в прил. 1.  

В приложениях пособия содержатся необходимые для самостоятельного решения задач справочные материалы. Для проверки правильности решения задач в конце пособия приведены 
ответы на задачи.  

Авторы рассчитывают, что настоящее пособие будет способствовать более прочному усвоению студентами знаний по 
химии и приобретению навыков в решении практических задач, 
которые встретятся в профессиональной деятельности.  

1. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ  

РЕАКЦИИ 

 

Окислительно-восстановительными реакциями (ОВР) 

называют химические реакции, при протекании которых изменяются степени окисления элементов, входящих в состав реагирующих веществ.  

1.1. Степень окисления 

Степенью окисления называют условный электрический 

заряд, который приобрел бы данный атом, если бы электроны, 
связывающие его с другими атомами, были бы полностью смещены от данного атома к другому атому (при положительной 
степени окисления) или от других атомов к атому данного элемента (при отрицательной степени окисления).  

Примеры вычисления степеней окисления элементов в со
единениях и ионах приведены в первой части данного учебного 
пособия (Давыдова Н.Г. Общая химия. Сборник задач и упражнений. Часть I : учеб. пособие / под ред. Н.Г. Давыдовой, подразд. 2.1). Здесь напомним некоторые важные положения, обязательные для понимания этой темы. 

1. Степень окисления атомов в простых веществах прини
мается равной нулю (Fe0; 
0
8

0
2 S
O   ;
). 

2. Алгебраическая сумма степеней окисления атомов, вхо
дящих в состав молекулы, равна нулю, а в ионе – заряду иона. 

3. Постоянную степень окисления в соединениях проявля
ют щелочные металлы (+1), металлы второй группы главной 
подгруппы, цинк и кадмий (+2).  

4. Водород во всех соединениях, кроме гидридов металлов, 

имеет постоянную степень окисления (+1); в гидридах (например, СаН2) степень окисления водорода равна (–1). 

5. Степень окисления кислорода в большинстве соединений 

постоянна и равна (–2). Исключение составляют: фторид кисло

рода OF2, где степень окисления кислорода (+2), и пероксиды, 
например, H2O2, в которых степень окисления кислорода (–1).  

7. Высшая степень окисления атома элемента равна номеру 

группы, в которой элемент расположен в таблице Д.И. Менделеева. 

8. Низшая степень окисления атома элемента вычисляется 

по разнице между номером его группы и числом восемь и по абсолютной величине не может быть больше четырех. 

Изменение степеней окисления в ходе ОВР обусловлено 

полным или частичным переходом электронов от атомов одного 
элемента к атомам другого элемента. 

1.2. Окислители и восстановители 

Процесс отдачи электронов атомом, сопровождающийся 

повышением его степени окисления, называется окислением. 
Присоединение атомом электронов, приводящее к понижению 
его степени окисления, называется восстановлением.  

Частицы (атомы, молекулы, ионы), которые отдают элек
троны, называются восстановителями. Частицы, которые присоединяют электроны, называются окислителями. Например, 
в реакции: 

                               
2

0

2

1
2
2
2

2

1
0

H
Ca(OH)
Ca 2H O
                           ( ) 

атом кальция повышает степень окисления от 0 до (+2), т. е. 
проявляет функцию восстановителя; при этом кальций отдает 
два электрона: 

Са0 – 2ē → Са+2. 

Эти электроны переходят к атомам водорода, входящим 

в состав молекулы воды; причем к каждому из двух атомов водорода – по одному электрону: 

2Н+ + 2ē →
0
2
H . 

Атомы водорода, принимая электроны, понижают свою сте
пень окисления от (+1) до 0, т. е. проявляют функцию окислителя. 

Оба процесса – окисление и восстановление – протекают 

одновременно. Общее количество электронов, отданных восста

новителем, равно общему количеству электронов, принятых 
окислителем. 

Какие вещества могут быть окислителями, а какие – восста
новителями? Это зависит от величины степеней окисления элементов, входящих в состав данных веществ. Некоторые элементы 
имеют постоянные степени окисления во всех или большинстве 
сложных веществ. Для таких элементов изменение степени окисления не характерно. Поэтому свойства веществ не зависят от присутствия в них этих элементов. Таким образом, свойства сложных 
веществ обусловлены наличием в их составе элементов с переменной степенью окисления. 

Если в состав вещества входит элемент с высшей степенью 

окисления, то он может только понижать ее, т. е. участвовать 
в процессе восстановления. Следовательно, такое вещество может 
только присоединять электроны и выступать только в роли 
окислителя. Например, свойства азотной кислоты HNO3 определяются степенью окисления азота (водород и кислород в большинстве соединений проявляют постоянные степени окисления). Азот в HNO3 имеет высшую степень окисления (+5), поэтому азотная кислота может быть только окислителем. 

Если в состав вещества входит элемент с низшей степенью 

окисления, то он может только повышать ее, т. е. участвовать 
в процессе окисления. Такое вещество может только отдавать 
электроны и выступать только в роли восстановителя. Например, свойства бромоводорода HBr определяет бром, который 
в этом соединении имеет низшую степень окисления (–1), поэтому HBr может быть только восстановителем. 

Если в состав вещества входит элемент в промежуточной 

степени окисления (который, следовательно, может и повышать, 
и понижать ее), то вещество может быть как окислителем, так 
и восстановителем, в зависимости от свойств химического партнера. Так, свойства сульфита серы Na2SO3 определяются степенью 
окисления серы, которая входит в состав этого вещества в промежуточной степени окисления (+4). Вследствие этого Na2SO3 про

являет окислительно-восстановительную двойственность: в реакции с окислителем, например с перманганатом калия KMnO4, 
сульфит натрия выступает в роли восстановителя, а при взаимодействии с восстановителем, например с сероводородом H2S, – 
в роли окислителя. 

1.3. Типы окислительно-восстановительных реакций 

Различают три основных типа ОВР. 
1. Реакции межмолекулярного окисления-восстановления. 

В таких реакциях элемент-окислитель и элемент-восстановитель 
входят в состав молекул различных веществ. Приведенная выше 
реакция взаимодействия кальция с водой ( ) относится к этому 
типу ОВР. 

2. Реакции внутримолекулярного окисления-восстановления. 
В 
таких 
реакциях 
элемент-окислитель 
и 
элемент
восстановитель входят в состав одного вещества, например: 

2
2

0
1
2
1

2
4Ag O
Ag O
. 

3. Реакции самоокисления-самовосстановления (диспропор
ционирования).  

Это окислительно-восстановительные реакции, при протека
нии которых повышается и понижается степень окисления одного 
и того же элемента (т. е. окисляется и восстанавливается один 
и тот же элемент); при этом часть атомов этого элемента отдает 
электроны другой части атомов этого же элемента, например: 

4

7

4

1
5

3
КCl 3КClO
КClO
. 

1.4. Эквиваленты окислителей и восстановителей 

Эквивалентом называют реальную или условную частицу 

вещества, которая может замещать, присоединять, высвобождать 
или быть каким-либо другим способом эквивалентна одному 
иону водорода в кислотно-основных или ионообменных реакциях 
или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.  

В соответствии с этим определением молярная масса экви
валента восстановителя (окислителя) Мэ равна его молярной 
массе М, деленной на число электронов n, которые присоединяет 
(высвобождает) одна молекула окислителя (восстановителя) 
в данной окислительно-восстановительной реакции: 

n
M
Μэ
.
(1.1)

Так как одно и то же вещество в разных окислительно
восстановительных реакциях может присоединять (отдавать) разное число электронов, то молярная масса эквивалента также может иметь различные значения. Так, известный окислитель пер
манганат калия 
4

7

KMnO
 в зависимости от кислотности среды, 

в которой протекает реакция, восстанавливается: в кислой среде 
– до Mn+2; в нейтральной и слабощелочной – до Mn+4; 
в сильнощелочной – до Mn+6. Поэтому молярная масса эквивалента перманганата калия имеет три числовых значения. 

 

1.5. Примеры решения задач 

 
Пример 1 
Исходя из степени окисления брома в соединениях: КBr, 

Br2, BrF3, BrO2, HBrO4, определите, какое из веществ может быть 
только окислителем, какое – только восстановителем, а какое 
проявляет окислительно-восстановительную двойственность. 

Решение 
1. Определим степень окисления брома в указанных хими
ческих соединениях: 

4

7

2

4

3

3
0
2

1

KBr;Br ;Br F ;Br O ;HBr O
. 

2. В бромиде калия 
Br 
K

1

 бром находится в низшей степени 

окисления, поэтому это химическое соединение может проявлять 

только функцию восстановителя; в бромной кислоте 
4

7

HBr O
бром