Общая и неорганическая химия. Химия и биогенные свойства элементов VA и

пичные кислотные соединения. При взаимодействии с основными сульфидами образуют растворимые в воде тиосоли (тиоарсенат натрия Na3AsS4, тиостибат (тиоантимонат) натрия Na3SbS4):

As2S5(к) + 3Na2S(р) = 2Na3AsS4(р)

Вряду As(V) – Sb(V) – Bi(V) стабильность соединений уменьшается, а окислительная активность сильно возрастает. Так, производные As(V) к типичным окислителям не относятся, а производные Bi(V) являются сильнейшими окислителями, причем не только

вкислой, но и в щелочной среде.

Вотличие от фосфора, токсичного в степени окисления +3 и –3, мышьяк токсичен и в степени окисления +5. Последнее обусловлено тем, что в организме человека мышьяк (V) легко восстанавливается до соединений мышьяка (III). В медицинской практике используют

NaH2AsO4 7H2О в виде 1%-ного раствора при нервных расстройствах, легких формах малокровия. Соединения мышьяка в относительно больших дозах ядовиты. Их токсичное действие обусловлено блокированием действия ферментов и других биологически активных веществ. Физиологическая роль сурьмы подобна роли мышьяка.

Мышьяк, сурьма и висмут используются как добавки к сплавам. Соединения мышьяка применяются в качестве инсектицидов для борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений.

Индивидуальные лабораторные работы

При выполнении лабораторных работ и решении расчетных задач используйте прил. 1,2.

Вариант 1

Соединения азота (–3)

1. В тигелек поместите ~ 0,5 г кристаллического хлорида аммония и нагрейте. Подержите над тигельком влажную универсальную индикаторную бумажку. Запишите величину рН. Составьте уравнение реакции разложения хлорида аммония.

41

2.В пробирку налейте 0,5–1 мл раствора гидроксида аммония

идобавьте 1–2 капли фенолфталеина. Что наблюдаете? Составьте уравнениядиссоциации гидроксида аммония. Выпишитевеличину Kд.

3.К раствору соли цинка добавьте раствор аммиака до образования осадка. Осадок растворите в 25%-ном растворе аммиака. Составьте уравнения реакций. Координационное число равно 4. Вы-

пишите величины ПР и Kн. Образуется ли комплексное соединение, если к 0,1 моль гидроксида цинка добавить 1 л 0,4 М раствора аммиака? Проведите расчеты.

4.В пробирку налейте 1–2 мл хлорной воды. К раствору добавьте несколько капель 25%-ного раствора аммиака. Что наблюдаете? Составьте уравнения реакции.

Соединения азота (+3)

5.Смешайте в пробирке по 4–6 капель насыщенных растворов нитрита натрия и хлорида аммония. Смесь осторожно нагрейте. Как только начнется выделение газа, нагревание прекратите. Запишите наблюдения. Составьте уравнение реакции.

6.К раствору пероксодисульфата аммония добавьте свежеприготовленный раствор нитрита натрия. Для обнаружения ионов SO42– добавьте раствор хлорида бария. Составьте уравнения реакций. Запишите наблюдения. Вычислите ЭДС. Сделайте вывод о свойствах соединений азота в степени окисления +3.

Соединения азота (+5) и висмута (+5)

7.Испытайте действие разбавленной и концентрированной азотной кислоты на алюминий. Запишите наблюдения. Составьте уравнения реакций.

8.В тигель поместите смесь висмутата натрия, сульфата марганца (II) и гидроксида калия в весовом соотношении 4:1:4. Сплавьте смесь. Полученный сплав охладите. Что наблюдаете? Составьте уравнение реакции.

В заключение отчета сделайте выводы:

а) об изменении кислотно-основных свойств в рядах:

HNO2 – HNO3;

42

HNO2 – HPO2 – As(OH)3 – Sb(OH)3 – Bi(OH)3;

б) об изменении устойчивости и окислительно-восстанови- тельных свойств в рядах:

NH3 – PH3 – AsH3 –SbH3;

NH3 – HNO2 – HNO3.

Объясните причину изменения кислотно-основных и окисли- тельно-восстановительных свойств.

Вариант 2

Соединения азота (– 3)

1.В тигелек поместите кристаллический сульфат аммония и нагрейте. Подержите над тигельком фильтровальную бумагу, смоченную раствором фенолфталеина. Как изменился цвет фильтровальной бумаги. Почему? Составьте уравнение реакции разложения сульфата аммония.

2.В пробирку налейте 0,5–1 мл раствора гидроксида аммония. Проверьте рН раствора универсальной бумажкой. Запишите величину рН. Напишите уравнение диссоциации гидроксида аммония. Выпишите значение Kд.

3.К раствору соли кадмия прилейте раствор аммиака до образования осадка. Осадок растворите в 25%-ном растворе аммиака. Составьте уравнения реакций. Координационное число равно 6.

Выпишите величины ПР и Kн. Образуется ли комплексное соединение, если к 0,1 моль гидроксида кадмия добавить 1 л 0,6 М раствора аммиака? Проведите расчеты.

4.В пробирку с 2–3 каплями бромной воды прилейте несколько капель 25%-ного раствора аммиака. Что наблюдаете? Составьте уравнение реакции.

Соединения азота (+ 3)

5. В пробирку налейте ~ 0,5 мл раствора перманганата калия и добавьте свежеприготовленный раствор нитрита калия. Пробирку слегка нагрейте на спиртовке. Что наблюдаете? Составьте уравнение реакции. Вычислите ЭДС.

43

6. К подкисленному раствору иодида калия добавьте раствор нитрита калия. Что наблюдаете? Составьте уравнение реакции. Вычислите ЭДС. Какие окислительно-восстановительные свойства проявляет нитрит калия?

Соединения азота (+5)

7.Испытайте действие очень разбавленной и концентрированной азотной кислоты на цинк. Присутствие иона NH4+ докажите, используя реактив Несслера. Запишите наблюдения. Составьте уравнения реакций.

8.В тигель поместите смесь кристаллических нитрата калия, оксида хрома (III) и гидроксида калия в весовом соотношении 1:4:4. Сплавьте смесь. Укажите цвет сплава. Полученный сплав охладите

ирастворите. Что наблюдаете? Составьте уравнение реакции.

В заключение отчета сделайте выводы:

а) об изменении кислотно-основных свойств в рядах: HNO2 – HNO3;

HNO2 – HPO2 – As(OH)3 – Sb(OH)3 – Bi(OH)3;

б) об изменении устойчивости и окислительно-восстановительных свойств врядах:

NH3 – PH3 – AsH3 – SbH3,

NH3 – HNO2 – HNO3.

Объясните причину изменения кислотно-основных и окисли- тельно-восстановительных свойств.

Вариант 3

Соединения азота (–3)

1. В фарфоровый тигелек поместите кристаллический ванадат аммония и нагрейте. Над тигельком подержите влажную универсальную индикаторную бумажку. Запишите величину рН. Составьте уравнение реакции разложения ванадата аммония.

44

2.В пробирку налейте 0,5–1 мл раствора гидроксида аммония

идобавьте 1–2 капли фенолфталеина. Что наблюдаете? Составьте уравнениедиссоциации гидроксида аммония. Выпишитевеличину Kд.

3.К раствору соли меди (II) добавьте раствор аммиака до образования осадка. Осадок растворите в избытке раствора аммиака. Составьте уравнения реакций. Координационное число равно 4.

Выпишите величины ПР и Kн. Образуется ли комплексное соединение, если к 0,1 моль гидроксида меди (II) добавить 1 л 0,4 М раствора аммиака? Проведите необходимые расчеты.

4.Вколбу объемом 500 мл налейте 5–10 мл 25%-ного раствора аммиака. Встряхните колбу. Нагрейте на спиртовке в железной ложечке небольшое количество свежеприготовленного оксида хрома (III). Оксид хрома (III) получают разложением дихромата аммония. Нагретый на спиртовке оксид хрома (III) внесите в колбу с раствором аммиака. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций. Какую роль выполняет оксид хрома(III)?

Соединения висмута (+3)

5. К раствору соли висмута (III) добавьте кусочек цинка. Что наблюдаете? Составьте уравнения реакции. Вычислите ЭДС.

6. Получите гидроксид висмута (III). Отфильтруйте полученный осадок. К осадку добавьте кристаллические нитрат калия и гидроксид калия. Смесь сплавьте. Что наблюдаете? Составьте уравнения реакций. Сделайте вывод об окислительно-восстанови- тельных свойствах соединений висмута (III).

Соединения азота (+5) и висмута (+5)

7.Испытайте действие разбавленной и концентрированной азотной кислоты на медь. Запишите наблюдения. Составьте уравнения реакций.

8.К подкисленному серной кислотой раствору висмутата натрия добавьте раствор иодида натрия. Что наблюдаете? Составьте уравнение реакции.

45

В заключение отчета сделайте выводы:

а) об изменении кислотно-основных свойств в рядах:

HNO2 – HNO3;

HNO2 – HPO2 – As(OH)3 – Sb(OH)3 – Bi(OH)3;

б) об изменении устойчивости и окислительно-восстановительных свойствврядах:

NH3 – PH3 – AsH3 –SbH3;

NH3 – HNO2 – HNO3.

Объясните причину изменения кислотно-основных и окисли- тельно-восстановительных свойств.

Вариант 4

Соединения азота (–3)

1.В тигелек поместите ~ 0,5 г вольфрамата аммония и нагрейте. Подержите над тигельком фильтровальную бумажку, смоченную фенолфталеином. Запишите наблюдения. Напишите уравнение реакции разложения вольфрамата аммония.

2.В пробирку налейте 0,5–1 мл раствора аммиака и добавьте 1–2 капли фенолфталеина. Что наблюдаете? Составьте уравнение диссоциации гидроксида аммония. Выпишите величину Kд.

3.К раствору нитрата серебра добавьте раствор гидроксида натрия. Полученный осадок растворите в 25%-ном растворе аммиака. Составьте уравнения реакций. Координационное число равно 2.

Выпишите величины ПР и Kн. Образуется ли комплексное соединение, если к 0,1 моль гидроксида серебра (I) добавить 1 л 0,2 М раствора аммиака? Проведите расчеты.

4.К раствору перманганата калия добавьте несколько капель 25%-ного раствора аммиака. Нагрейте пробирку. Что наблюдаете? Составьте уравнение реакции. Вычислите ЭДС. Сделайте вывод об окислительно-восстановительных свойствах аммиака.

46

Соединения сурьмы (+3)

5. К раствору соли сурьмы (III) прилейте раствор гидроксида натрия до образования осадка. Осадок разделите на две части. Впервую пробирку добавьте раствор щелочи, во вторую – раствор серной кислоты. Запишите наблюдение. Составьте уравнения реакций. Сделайте вывод окислотно-основных свойствахгидроксидасурьмы(III).

6. К раствору соли сурьмы (III) добавьте гранулы цинка. Что наблюдаете? Составьте уравнение реакции. Вычислите ЭДС.

7. К раствору соли сурьмы (III) добавьте сульфид натрия до образования осадка. Осадок растворите в азотной кислоте. Запишите наблюдения. Составьте уравнения реакций.

Соединения азота (+5)

8.В тигель поместите смесь диоксида марганца, нитрата калия

игидроксида калия в весовом соотношении 1:4:4. Сплавьте смесь. Полученный сплав охладите. Что наблюдаете? Составьте уравнение реакции.

Взаключение отчета сделайте выводы:

а) об изменении кислотно-основных свойств в рядах:

HNO2 – HNO3;

HNO2 – HPO2 – As(OH)3 – Sb(OH)3 – Bi(OH)3;

б) об изменении устойчивости и окислительно-восстанови- тельных свойств в рядах:

NH3 – PH3 – AsH3 – SbH3,

NH3 – HNO2 – HNO3.

Объясните причину изменения кислотно-основных и окисли- тельно-восстановительных свойств.

47

Вариант 5

Соединения азота (–3)

1. В тигелек поместите ~ 0,5 г молибдата аммония и нагрейте. Подержите над тигельком фильтровальную бумажку, смоченную фенолфталеином. Запишите наблюдения. Напишите уравнение реакции разложения молибдата аммония.

2. В пробирку налейте 0,5–1 мл раствора гидроксида аммония идобавьте 1–2 капли фенолфталеина. Что наблюдаете? Составьте уравнениедиссоциации гидроксида аммония. Выпишитевеличину Kд.

3. К раствору соли кобальта (II) добавьте раствор гидроксида натрия до образования осадка. Полученный осадок растворите в избытке 25%-ного раствора аммиака. Запишите наблюдения. Составьте уравнения реакций. Координационное число равно 6. Выпишите величины ПР и Kн. Образуется ли комплексное соединение, если к 0,1 моль гидроксида кобальта (II) добавить 1 л 0,5 М раствора аммиака? Проведите расчеты.

Соединения азота (+3)

4.К 2–3 мл раствора сульфида натрия добавьте нитрит натрия

и1–2 мл разбавленной серной кислоты. Составьте уравнения реакций. Вычислите ЭДС.

5.К 1–2 мл подкисленного раствора дихромата калия добавьте нитрит калия. Что наблюдаете? Составьте уравнение реакции. Вычислите ЭДС. Сделайте вывод о кислотно-основных свойствах нитрита калия.

6.К 1 мл раствора нитрита калия добавьте раствор разбавленной серной кислоты. Опыт проводите в вытяжном шкафу. Что наблюдаете? Составьте уравнение реакции. Сделайте вывод об устойчивости азотистой кислоты.

Соединения азота (+5) и висмута (+5)

7. Проверьте действие разбавленной и концентрированной азотной кислоты на олово. Запишите наблюдения. Составьте уравнения реакций.

48

8. В тигель поместите смесь хлорида хрома (III), висмутата натрия и гидроксида натрия в весовом соотношении 1:4:4. Сплавьте смесь. Полученный сплав охладите. Что наблюдаете? Составьте уравнение реакции.

В заключение отчета сделайте выводы:

а) об изменении кислотно-основных свойств в рядах:

HNO2 – HNO3;

HNO2 – HPO2 – As(OH)3 – Sb(OH)3 – Bi(OH)3;

б) об изменении устойчивости и окислительно-восстанови- тельных свойств в рядах:

NH3 – PH3 – AsH3 –SbH3;

NH3 – HNO2 – HNO3.

Объясните причину изменения кислотно-основных и окисли- тельно-восстановительных свойств.

Вариант 6

Соединения азота (–3)

1.Смесь равных количеств кристаллических хлорида аммония

иоксида кальция хорошо перемешайте и поместите в пробирку с газоотводной трубкой. Нагрейте пробирку. Запишите наблюдения. Составьте уравнения реакций.

2.Выделившийся газ (опыт 1) пропустите в пробирку с водой. К раствору аммиака добавьте 1–2 капли фенолфталеина. Что наблюдаете? Составьте уравнение реакции. Напишите уравнение диссоциации гидроксида аммония. Выпишите величину Kд.

3.К раствору нитрата серебра добавьте раствор хлорида натрия. Полученный осадок растворите в избытке 25%-ного раствора аммиака. Запишите наблюдения. Составьте уравнения реакций. Коор-

динационное число равно 2. Выпишите величины ПР и Kн. Образуется ли комплексное соединение, если к 0,1 моль гидроксида серебра (I) добавить 1 л 0,2 М раствора аммиака? Проведите расчеты.

49

Соединения азота (+3)

4.К 1–2 мл подкисленного раствора иодида калия добавьте нитрит калия. Что наблюдаете? Составьте уравнение реакции. Вычислите ЭДС.

5.К 2–3 мл подкисленного раствора ванадата аммония добавьте раствор нитрита натрия. Что наблюдаете? Составьте уравнение реакции. Вычислите ЭДС. Сделайте вывод об окислительновосстановительных свойствах азота (+3).

Соединения азота (+5)

6.Проверьте действие разбавленной и концентрированной азотной кислоты на железо. Запишите наблюдения. Составьте уравнения реакций.

7.Втигельпоместитесмеськристаллическиххлоридамарганца(II), нитрата калия и гидроксида калия в весовом соотношении 1:4:4. Сплавьте смесь. Укажите цвет сплава. Полученный сплав охладите. Что наблюдаете? Составьтеуравнениереакции.

8.Опыт проводите в присутствии преподавателя. Поместите

впробирку небольшое количество кристаллического натрата калия. Пробирку укрепите вертикально в штативе. Нагрейте до образования расплава нитрата калия. В расплав бросьте раскаленный древесный уголь. Что наблюдаете? Составьте уравнение реакции.

В заключение отчета сделайте выводы:

а) об изменении кислотно-основных свойств в рядах:

HNO2 – HNO3;

HNO2 – HPO2 – As(OH)3 – Sb(OH)3 – Bi(OH)3;

б) об изменении устойчивости и окислительно-восстанови- тельных свойств в рядах:

NH3 – PH3 – AsH3 – SbH3;

NH3 – HNO2 – HNO3.

Объясните причину изменения кислотно-основных и окисли- тельно-восстановительных свойств.

50