Химия. Сборник задач и упражнений

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
 
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 

 
 
 
 
А.И. АПАРНЕВ, А.А. КАЗАКОВА 
 
 
 
 
ХИМИЯ 

 
СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ  

 
Учебно-методическое пособие 

 
2-е издание, исправленное и дополненное 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
НОВОСИБИРСК 
2019 

УДК 54(075.8) 
         А 761 
Рецензенты: 
Е.М. Турло, канд. пед. наук, доцент 
Л.И. Афонина, канд. хим. наук, доцент 

Работа подготовлена на кафедре химии и химической технологии и утверждена  
Редакционно-издательским советом университета в качестве учебно-методического  
пособия для практических занятий и самостоятельной работы студентов, обучающихся  
по техническим направлениям и специальностям всех форм обучения 

Апарнев А.И. 
А 761         Химия. Сборник задач и упражнений : учебно-методическое пособие / А.И. Апарнев, А.А. Казакова. – 2-е изд., испр. и доп. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2019. – 80 с.  

ISBN 978-5-7782-3895-4 

Пособие является составной частью учебно-методического комплекса по 
дисциплине «Химия» и предназначено для студентов, обучающихся по техническим направлениям и специальностям. Работа включает в себя задачи и 
упражнения, которые могут быть использованы как для практических занятий, так и для самостоятельной работы студентов. Сборник имеет приложение, содержащее справочный материал, необходимый для решения задач. 

УДК 54(075.8) 

Апарнев Александр Иванович, Казакова Анна Александровна 

ХИМИЯ 

СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ 

Учебно-методическое пособие 

2-е издание, исправленное и дополненное 

Редактор Л.Н. Ветчакова 
Выпускающий редактор И.П. Брованова 
Дизайн обложки А.В. Ладыжская 
Компьютерная верстка Л.А. Веселовская 

Налоговая льгота – Общероссийский классификатор продукции 
Издание соответствует коду 95 3000 ОК 005-93 (ОКП) 

Подписано в печать  30.05.2019. Формат 60  84 1/16. Бумага офсетная. Тираж 100 экз.  
Уч.-изд. л. 4,65. Печ. л. 5,0. Изд. № 130. Заказ №  949.  Цена договорная 

Отпечатано в типографии 
Новосибирского государственного технического университета 
630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20 

ISBN 978-5-7782-3895-4  
 
 
 
 
 Апарнев А.И., Казакова А.А., 2015, 2019 
 Новосибирский государственный 
    технический университет, 2015, 2019 

Т е м а  1  

ТИПЫ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ 
И СТЕХИОМЕТРИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 

Реакции ионного обмена 

Задание 1. Даны вещества, участвующие в реакции ионного обмена (табл. 1). Составьте молекулярное, полное и краткое ионномолекулярные уравнения реакций. Рассчитайте молярную массу эквивалентов веществ Мэк, вступивших в реакцию. 

Т а б л и ц а  1 

Номер 
варианта 
Схема реакции 
Номер 
варианта 
Схема реакции 

1 
NiCl2 + NaOH → 
16 
CaCl2 + Na2CO3 → 

2 
Cu(NO3)2 + K2S → 
17 
CuSO4 + Na2S → 

3 
ZnCl2 + K2CO3 → 
18 
AlCl3 + Na3PO4 → 

4 
Na2SO4 +  Ba(NO3)2 → 
19 
Ba(NO3)2 + H2SO4 → 

5 
FeSO4 + NaOH → 
20 
MgSO4 + Na3PO4 → 

6 
CaCl2 + AgNO3 → 
21 
NaOH + Al2(SO4)3 → 

7 
Pb(NO3)2 + K2S → 
22 
Pb(NO3)2 + HI → 

8 
Ba(NO3)2 + Al2(SO4)3 → 
23 
HCl + Cr(OH)3 → 

9 
Mn(NO3)2 + KOH → 
24 
ZnCl2 + Na3PO4 → 

10 
Ca(OH)2 + H2SO4 → 
25 
Al(NO3)3 + K3PO4 → 

11 
AgNO3 + FeCl3 → 
26 
FeCl2 + Na2S → 

12 
ZnSO4  + Na2S → 
27 
NiCl2  + Na2CO3 → 

13 
Ca(OH)2 + HCl → 
28 
(NH4)2SO4 + BaCl2  → 

14 
KOH + Fe(NO3)2 → 
29 
H2SO4 + Mg(OH)2 → 

15 
(NH4)2CO3 + Pb(NO3)2 → 
30 
K2SiO3 + HCl → 

Окислительно-восстановительные свойства элементов 
и составление окислительно-восстановительных реакций 

Задание 2. Даны вещества (табл. 2). Определите класс соединений, 
к которому относятся данные вещества (кислота, основание или соль), 
и рассчитайте степень окисления каждого элемента. По формуле соединения рассчитайте Мэк соединения. 

Т а б л и ц а  2 

Номер 
варианта 
Соединение 
Номер 
варианта 
Соединение 

1 
HIO3, Al(OH)3, K2SO3 
16 
H2CO3, Sn(OH)2, K2S 

2 
HClO4, In(OH)3, NiCl2 
17 
H3ВO3, Ni(OH)2, Ti2(SO4)3 

3 
H2SO3, Mn(OH)3, K2S 
18 
H2TeO3, Cd(OH)2, Mg(BrO3)2 

4 
H2CrO4, Pt(OH)2, Na2TeO3 
19 
H2S, Sr(OH)2, Cu(IO3)2 

5 
HClO3, Fe(OH)3, In2(SО4)3 
20 
H3PO4, Cr(OH)3, Bi2(SO4)3 

6 
H3VO4, Ba(OH)2, Na2CrO4 
21 
H2Cr2O7, La(OH)3, Y(NO3)3 

7 
H2GeO3, Cr(OH)2, K3AsO4 
22 
H2C2O4, Zn(OH)2, Fe2(SO4)3 

8 
H3AsO4, Fe(OH)2, K3PO4 
23 
H2SiO3, Ca(OH)2, Na2SO3 

9 
H3AsO3,V(OH)3, Na2C2O4 
24 
H3PO2, Bi(OH)3, Ba(CrO2)2 

10 
H2Se, Mn(OH)2, Ba(ClO3)2 
25 
H2MnO4, Au(OH)3, SnCl2 

11 
H2SeO3, Co(OH)2, Al2(SO4)3 
26 
НNO2, Ga(OH)3, Li2SO3 

12 
HNO3, Sb(OH)3, K2MnO4 
27 
HCN, Ce(OH)3, Ca3(PO3)2 

13 
H3PO3, Pb(OH)2, Bi(NO3)3 
28 
H2WO4, Sc(OH)3, Na2SiO3 

14 
H2Te, Hg(OH)2, Ni(NO3)2 
29 
H3SbO3, Y(OH)3, Hg2(NO3)2 

15 
H2MnO4, Be(OH)2, Li2SO4 
30 
H2SeO4, Cu(OH)2, Na3SbO4 

Задание 3. Дана схема реакции (табл. 3): 
1) определите и расставьте степень окисления атомов элементов, 
меняющих ее в процессе реакции; 
2) составьте электронный баланс с учетом принципа равенства числа отдаваемых и принимаемых электронов; 

3) укажите процессы окисления и восстановления, вещества – 
окислитель и восстановитель; 
4) расставьте множители как основные стехиометрические коэффициенты в уравнении окислительно-восстановительной реакции; 
5) подберите стехиометрические коэффициенты остальных участников реакции; 
6) рассчитайте молярные массы эквивалентов окислителя и восстановителя; 
7) укажите тип окислительно-восстановительной реакции. 

Т а б л и ц а  3 

Номер 
варианта 
Схема реакции 

1 
KNO2 + K2Cr2O7  + H2SO4 → KNO3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O 

2 
NaI + NaIO3 + H2SO4 → I2 + Na2SO4 + H2O 

3 
SnCl2 + K2Cr2O7 + HCl → SnCl4 + CrCl3 + KCl + H2O 

4 
CuS + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO2 + H2SO4 + H2O 

5 
MnSO4 + NaBiO3 + HNO3 → HMnO4 + Bi(NO3)3 + Na2SO4 +  
+ NaNO3 + H2O 

6 
HNO2 + KMnO4 + HNO3 → Mn(NO3)2 + KNO3 + H2O 

7 
K2Cr2O7 + KBr  + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + Br2 + K2SO4 + H2O  

8 
KMnO4 + Na2S + H2SO4 → MnSO4  + S + Na2SO4 + K2SO4 + H2O 

9 
KNO2 + (NH4)2SO4 → N2 + K2SO4 + H2O 

10 
NiCl2 + HNO3 → Ni(NO3)2 + Cl2 + NO + H2O 

11 
KBr + KBrO3 + H2SO4 → Br2 + K2SO4 + H2O 

12 
K2MnO4 + HCl → KMnO4 + MnO2  + KCl + H2O 

13 
(NH4)2Cr2O7  + KI + H2SO4  → Cr2(SO4)3 + I2 + K2SO4 +  
+ (NH4)2SO4 + H2O 

14 
HIO3 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + I2  + H2O 

15 
Bi2O5 + MnSO4 + HNO3 → Bi(NO3)3 + HMnO4 + H2SO4 + H2O 

16 
C + K2Cr2O7 + H2SO4 → CO2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O  

17 
K2CO3 + Cl2 → CO2 + KCl + KClO3  

О к о н ч а н и е  т а б л .  3 

Номер 
варианта 
Схема реакции 

18 
FeCl2 + HCl + K2Cr2O7 → FeCl3 + CrCl3 + KCl + H2O 

19 
As2O3 + KMnO4 + H2O + H2SO4 → H3AsO4 + K2SO4 + MnSO4 

20 
Cu2O + KMnO4 + H2SO4 → CuSO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O 

21 
KCl + KMnO4 + H2SO4 → Cl2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O 

22 
FeSO4 + KClO3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + KCl + H2O 

23 
Cr2(SO4)3 + Br2 + NaOH → Na2CrO4 + NaBr + Na2SO4 + H2O 

24 
MnSO4 + KMnO4 + H2O → MnO2 + H2SO4 + K2SO4 

25 
H2S + H2SO4 → SO2 + H2O 

26 
Al + K2Cr2O7 + H2SO4  → CrSO4 + Al2(SO4)3 + K2SO4 + H2O  

27 
HClO3 → ClO2 + Cl2O7 + H2O 

28 
Au + H2SeO4 + HCl → HAuCl4 + SeO2 + H2O  

29 
Co(NO3)2  → Co2O3 + NO + O2 

30 
K2MnO4 + CO2  → KMnO4 + MnO2  + K2CO3 

Задание 4. Закон эквивалентов 
1. При сгорании 20 г металла образовалось 33,32 г оксида этого металла. Рассчитайте молярную массу эквивалентов этого металла. 
2. При разложении 0,05 г оксида металла образовалось 10 мл кислорода (н.у.). Рассчитайте молярную массу эквивалентов металла. 
3. Хлорид металла содержит 65,5 % хлора. Рассчитайте молярную 
массу эквивалентов металла. 
4. На сжигание 1,5 г двухвалентного металла требуется 0,69 л кислорода (н.у.). Рассчитайте молярную массу и молярную массу эквивалентов этого металла. 
5. Рассчитайте молярную массу эквивалентов металла, зная, что 
28,5 г его при взаимодействии с водородом образуют 30 г водородного 
соединения. 
6. При восстановлении водородом 5,3 г оксида двухвалентного металла образовалось 1,2 г воды, молярная масса эквивалентов которой 
равна 9 г/моль. Рассчитайте молярную массу эквивалентов оксида и 
металла. Чему равна молярная масса металла? 

7. На нейтрализацию 0,943 г фосфорной кислоты израсходовано 
1,077 г гидроксида калия. Рассчитайте основность фосфорной кислоты. 
8. Молярная масса эквивалентов металла равна 100 г/моль. Рассчитайте объем кислорода (н.у.), образующегося при разложении 2,16 г 
оксида этого металла. 
9. Сколько граммов сульфата натрия содержал раствор, если в результате взаимодействия его с избытком хлорида бария образовалось 
11,6 г BaSO4? 
10. На восстановление 15 г оксида металла потребовалось 4225 мл 
водорода (н.у.). Рассчитайте молярную массу эквивалентов металла. 
11. Для нейтрализации 0,6 г гидроксида натрия потребовалось 
0,945 г одноосновной кислоты. Рассчитайте молярную массу кислоты. Какая кислота была взята для реакции? 
12. При разложении 1 г оксида металла выделилось 0,52 л кислорода. Рассчитайте молярную массу эквивалентов металла. 
13. Оксид металла содержит 28,65 % кислорода, а соединение того 
же металла с галогеном – 48,72 % галогена. Рассчитайте молярную 
массу эквивалентов галогена. 
14. При взаимодействии 22 г металла с кислотой выделилось 8,4 л 
водорода (н.у.). Рассчитайте молярную массу эквивалентов металла. 
Сколько литров кислорода потребуется для окисления этого же металла? 
15. При окислении 16,74 г двухвалентного металла образовалось 
21,54 г оксида. Рассчитайте молярную массу металла и молярную массу эквивалентов металла и его оксида. 
16. При взаимодействии 4,86 г трехвалентного металла с кислотой 
выделилось 6,05 л водорода (н.у.). Рассчитайте молярную массу эквивалентов металла и его молярную массу. Назовите металл. 
17. Одно и то же количество металла соединяется с 0,14 л кислорода и 3,173 г галогена. Рассчитайте молярную массу эквивалентов галогена. 
18. При взаимодействии 13,1 г двухвалентного металла с кислотой 
выделилось 5 л водорода (н.у.). Рассчитайте молярную массу эквивалентов металла и его молярную массу. Назовите металл. 
19. При взаимодействии с кислотой 0,376 г алюминия вытеснили 
0,468 л водорода (н.у.). Рассчитайте молярный объем эквивалентов 
водорода, зная, что молярная масса эквивалентов алюминия равна 
9 г/моль. 

20. На нейтрализацию 9,8 г ортофосфорной кислоты израсходовано 
8 г NaOH. Рассчитайте молярную массу эквивалентов и основность 
H3PO4 в этой реакции. 
21. Некоторое количество металла, молярная масса эквивалентов которого равна 27,9 гмоль, вытесняет из кислоты 700 мл водорода (н.у.). 
Определите массу металла. 
22. При взаимодействии 5,95 г некоторого вещества с 2,75 г хлороводорода получилось 4.40 г соли. Рассчитайте молярные массы эквивалентов вещества и образовавшейся соли. 
23. Рассчитайте молярную массу эквивалентов металла, если на восстановление 1,017 г его оксида израсходовано 0,28 л водорода (н.у.). 
24. В оксиде одновалентного металла массой 2,48 г содержится 1,84 г 
данного металла. Рассчитайте молярную массу эквивалентов металла и 
его оксида. 
25. При взаимодействии 87,6 г металла с кремнием по реакции  
2 М + Si = М2Si образуется 114,4 г силицида. Рассчитайте атомную 
массу металла и определите, какой это металл. 
26. При взаимодействии 12,8 г двухвалентного металла с кислотой 
выделяется 4,38 л водорода (н.у.). Рассчитайте молярную массу и молярную массу эквивалентов металла. Определите, какой это металл. 
27. При взаимодействии 23,5 г металла с бромом по реакции  
2 М + Br2 = 2 МВr образовалось 45,46 г бромида. Рассчитайте атомную 
массу металла и определите, какой это металл. 
28. Молярная масса эквивалентов металла равна 137 г/моль. Рассчитайте массу металла, образующегося при разложении 22,1 г оксида 
этого металла. 
29. При взаимодействии 30 г одновалентного металла с фосфором 
по реакции 3М + Р = М3Р образовалось 41,9 г фосфида. Рассчитайте 
молярную массу эквивалентов металла. 
30. Для нейтрализации 2,6 г гидроксида калия потребовалось 1,45 г 
двухосновной кислоты. Рассчитайте молярную массу кислоты. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Т е м а  2  

СТРОЕНИЕ АТОМА 

Задание 1. Дана электронная конфигурация валентной оболочки 
атома (табл. 4). 
1. Определите, какой это элемент. Напишите его полную электронную формулу. Укажите электронное семейство. 
2. Распределите валентные электроны по энергетическим ячейкам 
и укажите валентность элемента в невозбужденном (основном) и возбужденном состояниях. 
3. Для атома элемента в основном состоянии укажите значения 
квантовых чисел для валентных электронов. 
4. Объясните связь электронного строения атома элемента с его 
положением в периодической системе Д.И. Менделеева (период, группа, подгруппа). 
5. Определите высшую, все возможные промежуточные и низшую 
степени окисления элемента и приведите примеры соединений, в которых элемент проявляет эти степени окисления. 
6. Составьте электронные формулы для элемента в высшей и низшей степени окисления и охарактеризуйте окислительно-восстановительные свойства элемента в этих степенях окисления. 
7. Составьте возможные формулы оксидов, гидроксидов и кислот 
(бескислородные и кислородсодержащие), образованные данным атомом элемента. 

Т а б л и ц а  4 

Номер 
варианта 
Электронная 
формула 
Номер 
варианта 
Электронная 
формула 
Номер 
варианта 
Электронная 
формула 

1 
3s23p5 
11 
5s25p2 
21 
6s26p2 

2 
4s24p4 
12 
3d84s2 
22 
4s24p2 

3 
3d64s2 
13 
2s22р3 
23 
3d54s2 

4 
3d104s1 
14 
5s25p3 
24 
4s24p5 

5 
4s24p1 
15 
6s26p1 
25 
6s26p3 

О к о н ч а н и е  т а б л .  4 

Номер 
варианта 
Электронная 
формула 
Номер 
варианта 
Электронная 
формула 
Номер 
варианта 
Электронная 
формула 

6 
3d24s2 
16 
4d15s2 
26 
3s23p1 

7 
3s23p3 
17 
3d24s2 
27 
5s25p4 

8 
2s22р1 
18 
5s25p5 
28 
4s24p3 

9 
3d54s1 
19 
3s23p2 
29 
5s25p1 

10 
3d34s2 
20 
4d25s2 
30 
4d55s2 

Задание 2. Вопросы и упражнения. 
1. Какие ионы более сходны по строению внешних электронных 
оболочек: Cd2+ и Ag+ или Сd2+ и Ba2+? Ответ подтвердите, записав полные электронные конфигурации данных ионов. 
2. Напишите полные электронные формулы атомов углерода (С), 
кремния (Si) и титана (Ti). К какому семейству по формирующим (валентным) электронам относится каждый из этих элементов? 
3. Какова электронная формула внешних электронных оболочек 
ионов: Cs+ , Cu2+ , Mn2+ , S2–? У каких из этих ионов внешняя электронная оболочка сходна с электронной оболочкой атомов инертных газов? 
4. Сколько электронов содержат в наружном слое следующие ионы 
элементов четвертого периода: Ca2 + , Cr3 + , Zn2 + , Se2–, Br–. Какие из 
них сходны по строению электронной оболочки с атомами инертных 
газов? 
5. Какие ионы элементов P и Cl одинаковы по своему строению с 
атомом аргона? Ответ подтвердите, записав электронные конфигурации валентных оболочек данных ионов. 
6. Как изменяются окислительно-восстановительные свойства элементов третьего периода при переходе от натрия к хлору? Объясните 
это с точки зрения электронного строения атомов. 
7. Атомы каких элементов могут иметь валентные электроны, характеризуемые суммой n + l, равной 1, 2, 3? 
8. Одинаково ли строение электронных оболочек: а) у ионов хлора 
и ионов кальция; б) у ионов натрия и брома? 
9. Сколько электронов содержат в наружном слое следующие ионы 
элементов пятого периода: Sr2+ , Mo3+ , Cd2+ , Te2–, I–. Какие из них 
сходны по строению электронной оболочки с атомами инертных газов?