Врублевский А. И. Тренажер по химии
.pdf§ 30. Металлы побочных групп (групп В) |
371 |
2Fe+3+6e = 2Fe®
С°-2 е = С+2
2.Хлорид железа (II) образуется в реакции железа с соля ной кислотой (в реакции с хлором продуктом будет хлорид железа (III)):
Fe° + 2Н+|С1 = Fe+2CL + Н® Т.
2Н+1+2е = Н®
Fe°-2e = Fe+2
3. В данном переходе изменяется степень окисления же леза от +2 (FeCl2) до +3 (Fe(OH)3). Переход осуществляем в две стадии:
a)FeCl2 + 2КОН = Fe(OH)2^ + 2КС1; б) Fe2+ + 20Н - = Fe(OH)2^.
4Fe+2 (OH)2 + 0® +2H20 = 4Fe+3 (0H)3.
Fe+2 - e = Fe+3
O® + 4e = 20~2
4.Обрабатываем гидроксид железа (III) серной кислотой:
a)2Fe(OH)3 + 3H2S04 = Fe2(S04)3 + 6H20;
6)Fe(OH)3 + ЗН+ = Fe3+ + 3H20.
5.Переход связан с изменением степени окисления желе за от +3 (Fe2(S04)3) до +2 (FeS04), поэтому осуществляем его в две стадии:
a)Fe23(S04)3 +3Mg® = 3Mg+2S04 + 2Fe°;
2Fe+3 +6e = 2Fe® |
1 |
Mg® - 2e = Mg+2 |
3 |
6) Fe® + H ;'S04 = Fe+2S04 + H® t .
§ 30. Металлы побочных групп (групп В) |
|
|
373 |
||
Си |
-> CuS |
СиО |
Си(ОН)2 |
Си |
|
|
Cu(N03) |
СиО |
7 |
ч Си |
-> CuS04. |
|
|
Решение |
|
|
|
1. |
Нагреваем смесь серы и меди: |
|
|
||
|
|
t° |
Cu+2S~2. |
|
|
|
Cu° + S0 |
|
|||
|
|
Си0 -2 е = Си+2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
S° + 2e = S'2
2. Обжигом сульфида меди (II) получаем оксид меди (II):
2CuS-2 +30“ |
t° |
гси О ^ + гБ ^ о , Т. |
О02 +4е = 20~2
12
S"2 -6 e = S+4
3. Оксид меди (II) в воде нерастворим , переход осущ еств
ляем в две стадии, вначале получив соль:
a) CuO + 2НС1 = СиС12 + Н20;
СиО + 2Н+ = Си2+ + Н20;
б) СиСЦ + 2К0Н = Cu(OH)2i + 2КС1;
Си2+ + 20Н - = Си(0Н)21.
4. Данный переход также осуществляем в две стадии:
|
Cu(OH)2 |
t° |
СиО + Н20; |
a) |
= |
||
|
|
t° |
|
б) |
Си+20 + Н 2 |
= |
Си0 + Н 2’0 . |
|
Си+2 +2е = Си0 |
||
|
Щ - 2 е = 2 |
Н+1 |
|
374 § 30. Металлы побочных групп (групп В)
5. Растворяем медь в азотной кислоте:
Cu° + 4HN+50 3(KOHU) = Cu+2(N 03)2 + 2N+40 2T + 2Н20.
3(конц.)
Си0 -2 е = Си+2
N+5 + e = N+4
Вслучае HN03(pa36.) вместо N 02 образуется N0. Крометого, переход можно осуществить принципиально другим путем:
|
Cu° + 2Ag+N 0 3 = Cu+2(N 03)2 + 2Ag°sl. |
||
|
Си0 - 2е = Си+2 |
||
|
Ag+1 + е = Ag° |
|
|
6. |
Прокаливаем нитрат меди (II) и получаем оксид меди (II): |
||
|
t° |
2Cu0 + 4N+40 21+ 0" t . |
|
|
2Cu(N+50 32)2 = |
||
|
2N +2e = 2N+4 |
||
|
20 _2-4 e = 0° |
|
|
7. |
Восстанавливаем оксид меди (II) водородом (или С, СО, А1): |
||
|
|
t° |
|
|
Cu+20 + Н2 |
= |
Си0 + Н 2'0 . |
Cu+2 +2е =Си0
Н2 -2 е = 2Н+1
8.Растворяем медь в концентрированной серной кислоте (в H2S04(pa36.) медь не растворяется):
Cu° + 2H,S+60 , |
t° |
|
Cu+2S04 + S+40 2T + 2Н20. |
||
2 |
4 |
|
S+6+2e = S+4
Си0 -2 е =Си+2
1. Осуществите превращения по схемам:
Железо
1) Fe20 3 —>FeCl2 Fe(OH)2 -> Fe(OH)3 -» Fe20 3; 2) FeS2 S02 H2S04 Fe2(S04)3 -» FeCl3;
§ 30. Металлы побочных групп (групп В) |
375 |
3)Fe -» FeCl3 -» Fe(N03)3 -» Fe2(S04)3 -» Fe(N03)3;
4)Fe —» FeS —» Fe20 3 —> FeS04 —> Fe2(S04)3;
5)Fe -> Fe2(S04)3 -» FeCl3 -» Fe(N03)3 -» Fe20 3;
6)Fe -» Fe2(S04)3 -» FeS04 -» FeCl3 -» Fe(OH)3;
7)FeCl2 -» Fe(OH)2 -» Fe -> FeCl3 -> Fe(N03)3;
8)Fe20 3 -> Fe -» FeCl2 -» Fe(OH)2 -> Fe(OH)3;
9)Fe -» Fe(N03)3 -» Fe20 3 -» FeS04 -» Fe;
10) |
Fe -» FeS04 Fe(OH)3 -» FeCl3 -> Fe; |
|
11) |
FeS -> H2S -> S02 -» FeS Fe20 3; |
|
12) |
Fe(N03)3 -> Fe(N03)2 -> Fe(OH)2 -» Fe(OH)3 |
Fe; |
13) |
FeCl3 -> FeCl2 -> FeCl3 -» FeS04 -» Fe2(S04)3. |
|
Me<?6. Дми/с
14)CuS04 —» CuS —» CuO —»Cu —> CuCl2;
15)Cu(OH)2 -» Cu -» Cu(N0 3)2 -» CuO -» Cu(OH)2;
16)ZnS —»ZnO —>Zn —> Zn(N 03)2 —> Na2Z n02;
17)CuO -» Cu(OH)2 -» Cu -» Cu(N0 3)2 -» Cu;
18) Cu CuS04 -» Cu(OH)2 Cu(N 03)2 -» N 0 2
19)CuO -» Cu(OH)2 -> Cu -» CuS04 -» CuS;
20)Zn —> ZnO —> Zn(OH)2 —» ZnS04 —» ZnCl2;
21) |
Cu —> CuCl2 - » CuOHCl - » Cu(OH)2 |
Cu; |
22) |
CuS -» S02 -» CuS04 -> CuO -> Cu(N03)2; |
|
23) |
ZnS04 -> Zn(OH)2 -» ZnClj -» Zn |
ZnS; |
24) |
Zn(N 03)2 -» Na2Z n02 ZnS04 -» ZnCl2 -» Zn(N03)2; |
|
25) ZnS -» ZnO -» Na2[Zn(OH)J Zn(OH)2 -» K2Z n02; 27) CuCl, ->X —>Cu(N 03)2 - * Y ^ C u ^ Z - ^ (CH3COO)2Cu;
28) Cu20 -> X Cu(N0 3)2 -» Y -> H N 03 -> Z -» Ag20;
376 |
|
§ 30. Металлы побочных групп (групп В) |
||
30) Zn |
А (газ) —нс|_^ в |
NaOH.> А (газ) |
> Н20; |
|
31) Zn(N 03)2 -» N 0 2 |
KN03 |
0 2 -» S02 -» |
H2S04 |
|
—> Ag2S04; |
|
|
|
|
32) Fe(N03)2 -» X -» Fe(N03)2:
а) обе реакции окислительно-восстановительные (ОВР); б) ОВР только вторая; в) ОВР только первая;
I
33) AgN03-
|
|
|
|
|
HNO, w |
т, |
KCI |
^ |
х /f |
1 |
^ ъ г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F -------- ►М -------► N |
|
|||||
34) |
Гг2п з ( 1 МОТТТ.) |
КОН (ТВ), f |
) |
|
2мольНС1 |
> |
NaOH (р-р, изб.) > |
|
|||||
8моль HNQ3(разб.) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
35) |
Магнетит (1 |
М О Л Ь ) |
1 мольСО,'° 3 ... |
3моль H2SO„ (разб.) |
3 |
||||||||
к |
з моль NaOH |
> R |
3моль КОН |
> р |
|
2моль H2S04(разб.) |
„ |
|
|
||||
|
Р-Р |
|
|
|
Р-р |
|
|
|
|
|
Т |
5 |
|
36) Малахит |
|
> |
... — |
|
|
> ... |
|
|
> _____ |
|
|||
|
Н,,/- > . . . ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
37) FeS (0,6 моль) - |
|
АДаНЛ > |
А |
|жмьСО',° > |
Б |
|
|
||||||
0,2 моль Н2,/° |
Я |
HN03(kohu), t° |
f - |
|
|
|
|
|
|
||||
|
> |
|
|
^ |
> |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
38) 1 МОЛЬ O IL S |
0 2(изб.), t° > |
Д |
|
HNQ3(изб.) |
> |
Б |
1 моль NaOH |
> |
|||||
►В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р-Р |
|
1моль HCl ^ |
Y ' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
39)FeO HNQ3(конц.), /° |
|
/° |
|
|
НС1(изб.) |
|
|
AgNQ3 |
|
||||
' |
|
изб. |
|
|
* “ |
|
*“ |
р-р |
|
*’ ’ |
|
' “ ’ |
|
40) AgN03 |
) |
А |
|
нг°'°! |
> |
Б (очень разб.) |
—_Mg^e0 } |
> |
|||||
Mg |
КОН (Р-Р), 1° |
v |
HNOj |
„ |
t ° |
, |
|
|
|
||||
-Mg(N03)2 |
-KNO3 |
* |
|
|
* ■” |
|
* |
’ |
|
|
|||
30. Металлы побочных групп (групп В) |
377 |
дНС1 (конц.1
41) КМП° 4 Г К ^ 0 < ^
^ Б ( и з б .) - РНз’/0> ...
КОН, t |
P,f° |
|
:— ► ... — |
2— ► ... |
|
... N 3 ,0 0 ,^ |
СаСЬ |
> |
Cu(N 03)2
Cu(OH)2
45) CuS + HN03 (конц.) A +...; 2A+ В -►C 02 + 2H20 + N2.
ПРИМЕР 30-3. Смесь стружек цинка и меди обработали избытком раствора КОН, выделился газ объемом 2,24 дм3 (н.у.). Для полного хлорирования такого же образца потре бовался хлор объемом 8,96 дм3 (н.у.). Определите массовую долю меди в образце.
378 § 30. Металлы побочных групп (групп В)
Решение Со щелочью реагирует только цинк, а с хлором —как цинк,
так и медь.
Записываем уравнения реакций и проводим расчеты.
Zn + 2КОН + 2Н20 = KJZntOH),] + Н2Т; |
(30-1) |
|||
|
|
Си + КОН Ф. |
|
|
|
|
". |
|
|
Zn+ Cl, |
ZnCl2, |
(30-2) |
||
|
|
|
0,40 моль |
|
|
|
«2 |
|
|
Си+С1, |
СиС12. |
(30-3) |
||
M(Zn) = 65 r/моль; M(Cu) = 64 г/моль; |
|
|||
И(Н,) = ^ |
|
= ^ 1 = 0,10 (моль). |
|
|
2 |
Vm |
22,4 |
|
|
|
|
tn |
7 |
|
Из уравнения (30-1) следует: |
|
|||
«(Zn) = «(Н2) = 0,10 моль; |
|
|||
m(Zn) = «(Zn) М{Zn) = 0,10-65 = 6,5 (г). |
|
|||
Суммарное химическое количество хлора равно: |
|
|||
«(С12) = Х Е Ы = ЬЕЁ. = о, 40 (моль). |
|
|||
2 |
V |
т |
22,4 |
|
|
|
’ |
|
|
Из уравнения (30-2) следует:
и,(С12) = «(Zn) = 0,10 моль.
Тогда имеем:
я2(С12) = «(С12) —«,(С12) = 0,40 —0,10 = 0,30 (моль).
Из уравнения (30-3) следует:
«(Си) = «2(С12) = 0,30 моль; /«(Си) = «(Си) -Л/(Си) = 0,30-64 = 19,2 (г).
§ 30. Металлы побочных групп (групп В)__________________________ 3 7 9
Находим: |
|
w(Cu) = ---------------- |
= 19,2 = 0,747 (74,7 %). |
m(Cu) + m(Zn) |
6,5 + 19,2 |
Ответ: w(Cu) = 74,4 %.
ПРИМЕР 30-4. Оксид железа массой 7,2 г полностью про реагировал с хлороводородом массой 7,3 г. Установите фор мулу оксида железа.
Решение
АГ(НС1) = 36,5 г/моль; M(Fe) = 56 г/моль.
Пусть степень окисления железа в оксиде равна х, тогда формула оксида имеет вид FeOx/2.
Записываем уравнение реакции оксида с хлороводородом и проводим расчеты.
FeOx/2 + xHCl = FeClx + 0,5хН2О.
Из уравнения реакции следует, что: |
|
||
х |
п(НС1) |
7,3 |
л п , . |
п(О) = — = —---- - = ---------- = 0,10 (моль). |
|||
2 |
2 |
36,5-2 |
|
Находим:
т(О) = и(О)-МО) = 0,10-16 = 1,6 (г); w(Fe) = m(FeOx/2) —т(О) = 7,2 —1,6 = 5,6 (г);
„(Fe) = m(Fe)- = М = о,10 (моль). M(Fe) 56
В оксиде железа, следовательно: «(Fe):/i(0) = 0,10:0,10= 1:1.
Формула оксида FeO.
Ответ: FeO.
2. При взаимодействии 19,2 г неизвестного металла с раз бавленным раствором азотной кислоты получена соль металла (И) и 4,48 дм3 (н.у.) газа, содержащего по массе 46,67 % азота