книги / Общая и неорганическая химия

В рассматриваемой системе

Ag+ I– = 1,56 10–12 10–1 = 1,56 10–13,

что значительно превышает ПРAgI. Следовательно, произойдет разрушение комплексного соединения.

ТЕМА 7. СВОЙСТВА p-ЭЛЕМЕНТОВ И ИХ СОЕДИНЕНИЙ

Подгруппа бора. Общая характеристика элементов. Отличия бора и алюминия от других элементов подгруппы.

Бор и алюминий. Общая характеристика, нахождение в природе, способы получения. Химические свойства бора и алюминия. Соединения бора, их получение и свойства. Борные кислоты; химическая связь, строение и свойства. Галогениды; их получение и свойства; химическая связь и строение молекул. Фтороборная кислота и ее соли. Карбонаты. Нитрид бора, химическая связь, строение молекул и свойства. Боразол. Применение бора и алюминия и их соединений.

Галлий, индий, таллий. Общая характеристика элементов. Методы получения. Сопоставление свойств со свойствами алюминия. Соединения Тl (I). Применение галлия, индия, таллия и их соединений.

Подгруппа углерода. Общая характеристика элементов. Отличие свойств углерода и кремния от свойств других элементов подгруппы.

Углерод. Общая характеристика, нахождение в природе. Аллотропия. Строение и свойства графита, алмаза и карбида. Получение искусственных алмазов. Активированный уголь, его адсорбционные свойства. Химические свойства углерода.

Углеводороды. Карбиды металлов, кислородные соединения: методы их получения; классификация; зависимость свойств от характера химической связи.

Соединения с галогенами. Фреоны, их свойства. Фосген. Соединения с серой; сероуглерод, способы получения и свой-

ства. Сероокись углерода. Тиоугольная кислота и ее соли.

61

Соединения с азотом. Дициан, способы получения, строение молекулы и свойства. Синильная кислота и цианиды, их получение

исвойства. Комплексные соединения, содержащие ион СN–. Роданистоводородная кислота и ее соли, получение и свойства. Применение углерода и его соединений.

Кремний. Общая характеристика элемента, нахождение в природе, методы получения кремния, его структура и свойства; кремний как полупроводник.

Силикаты и алюмосиликаты. Кремнекислородный тетраэдр – основная структурная группа в кристаллических решетках силикатов. Понятие о различных типах кристаллических решеток силикатов. Кварц, его структура и свойства. Кремниевые кислоты. Силикагель. Растворимое стекло. Общие сведения о строении, свойствах

иполучении различных видов стекла и керамики. Ситаллы. Цеолиты. Водородные соединения, соединения с галогенами, их полу-

чение и свойства, строение их молекул. Гидролиз. Фторокремниевая кислота, получение и свойства.

Карбид кремния, его свойства и получение. Применение кремния и его соединений.

Германий, олово, свинец. Общая характеристика элементов, получение, свойства. Аллотропные модификации олова. Химические свойства германия, олова и свинца. Соединения с водородом.

Галогениды, сульфиды германия, олова и свинца: их получение

исвойства. Сопоставление устойчивости, кислотно-основных свойств

иокислительно-восстановительной активности соединений германия, олова и свинца. Применение простых веществ и соединений.

Подгруппа азота. Общая характеристика элементов. Отличие азота и фосфора от другихэлементовподгруппы.

Азот. Общая характеристика элемента, нахождение в природе. Химическая связь. Причины инертности азота. Проблема связанного азота и пути ее решения. Лабораторные и промышленные способы полученияазота.

Соединения с водородом. Аммиак, химическая связь и строение молекулы; лабораторные и промышленные методы получения;

62

свойства аммиака. Соли аммония, их свойства. Амиды, имиды, нитриды металлов; их свойства.

Гидроксиламин, строение молекулы; получение, свойства. Гидразин, получение и свойства; химическая связь в молекуле

гидразина и ее строение. Гидраты гидразина и гидроксиламина, их свойства. Соли гидразония и гидроксиламмония, их свойства.

Азотистоводородная кислота; химическая связь в молекуле и ее строение; получение и свойства. Азиды, способы их получения, свойства.

Оксиды азота: химическая связь и строение молекул; способы получения и свойства. Нитрозилы металлов, химическая связь, строение и свойства. Кислородсодержащие кислоты: получение, свойства и применение. Царская водка. Нитраты, их получение и свойства. Термическое разложение нитратов.

Оксогалогениды азота, их получение и свойства; строение молекул и химическая связь. Применение азота и его соединений.

Фосфор. Общая характеристика элемента, нахождение в природе. Аллотропные модификации, их строение и свойства; методы получения фосфора.

Фосфин, соли фосфония, фосфиды металлов: получение, свойства, химическая связь и строение молекулы.

Оксиды, их получение и свойства, строение. Кислородсодержащие кислоты, способы получения, строение молекул, химическая связь и свойства. Фосфаты, способы их получения и свойства. Изополи- и гетерополисоединения фосфора.

Мышьяк, сурьма, висмут. Общая характеристика элементов, нахождение в природе, получение и свойства. Водородные соединения, соединения с металлами, кислородные соединения элементов (III, V): строение молекул, получение и свойства. Гидроксиды элементов (III) и (V): получение, свойства. Сопоставление окислитель- но-восстановительных свойств висмутатов, стибатов, арсенатов, фосфатов и нитратов. Тригалогениды, пентагалогениды и сульфиды мышьяка (III, V): получение и свойства. Применение мышьяка, сурьмы и висмута и их соединений.

63

Подгруппа кислорода. Общая характеристика элементов. Кислород. Общая характеристика; строение молекул; лабора-

торные и промышленные способы получения, физические и химические свойства; оксиды.

Озон, его получение; строение, свойства и применение. Сопоставление свойств озона и кислорода. Озониды.

Вода. Аномалии физических свойств. Диаграмма состояния; химические свойства, окислительно-восстановительная характеристика, взаимодействие с простыми и сложными веществами. Электронодонорные свойства молекулы воды. Кристаллогидраты, их строение и свойства. Оксониевые соединения.

Перекись водорода, методы ее получения, строение молекулы. Кислотные и окислительно-восстановительные свойства. Перекисные соединения, способы их получения и свойства.

Понятие о способах очистки сточных вод и отходящих газов промышленности. Применение кислорода.

Сера. Общая характеристика, нахождение в природе, методы получения, аллотропные модификации, физические и химические свойства. Сероводород, строение молекулы, получение и свойства сульфиды, их гидролиз; классификация сульфидов по их растворимости в воде, кислотах и растворах основных сульфидов; использование сульфидов в химическом анализе. Полисульфиды. Соединения серы с кислородом. Диоксид и триоксид; строение молекул получение и свойства.

Кислородсодержащие кислоты. Сернистая кислота и ее соли. Окислительно-восстановительные свойства сернистой кислоты и сульфидов. Серная кислота, получение, строение молекул и свойства. Взаимодействие серной кислоты с металлами. Соли серной кислоты, их свойства. Олеум и дисерная кислота, их свойства. Политионовые кислоты и политионаты. Тиосерная кислота и тиосульфат натрия, получение, строение молекул и свойства. Пероксокислоты (надкислоты) серы, их получение, строение молекул и свойства. Пероксосульфаты.

64

Соединения с галогенами; строение. Фториды серы. Хлороксиды серы (хлористый тионил, хлористый сульфурил). Хлорсерная (хлорсульфоновая) кислота; получение, строение молекул и свойства. Применение серы и ее соединений.

Селен, теллур и полоний. Общая характеристика элементов, степени окисления, нахождение в природе, аллотропия селена и теллура. Селено- и теллуроводород. Селениды и теллуриды. Диоксиды селена и теллура; их получение и свойства. Селенистая и теллуристая кислоты. Селениты и теллуриты. Селеновая и теллуровая кислоты. Селенаты и теллураты. Сопоставление окислительновосстановительных свойств соединений серы, теллура и селена. Краткая характеристика полония и его соединений. Применение простых веществ и соединений.

Водород и подгруппа фтора.

Общая характеристика элементов; формы нахождения и распространенность в природе.

Водород. Его место в периодической системе; общая характеристика; изотопы; характеристика молекулы; термическая диссоциация; физические и химические свойства; лабораторные и промышленные методы получения. Гидриды, их классификация, способы получения и свойства. Гидридо-комплексы, их свойства. Общая характеристика водородных соединений неметаллов. Применение водорода и его соединений.

Фтор, хлор, бром, йод. Общая характеристика галогенов, нахождение в природе, химическая связь в молекулах. Получение, физические и химические свойства; изменение окислительной активности в подгруппе. Взаимодействие галогенов с водой и растворами щелочей.

Соединения с водородом; лабораторные и промышленные методы получения и свойства. Ассоциация молекул фтороводорода. Плавиковая кислота. Фториды и гидродифториды. Электронодонорные свойства фторид-иона. Получение и свойства простых и комплексных фторидов неметаллов, химическая связь в них.

Окислительно-восстановительные и кислотные свойства гало- ге-новодородов и их водных растворов. Соляная, бромистоводород-

65

ная и иодистоводородная кислоты, их свойства. Галогениды. Восстановительные и электронодонорные свойства галогенид-ионов. Соединения галогенов с кислородом. Фторид кислорода, способы получения, свойства. Оксиды хлора, брома, иода, их получение, структура и свойства; сравнение устойчивости, кислотных и окислительных свойств оксидов.

Кислородсодержащие кислоты, их соли; способы получения и свойства. Изменение устойчивости; кислотных и окислительных свойств в ряду кислородных кислот хлора, брома, иода.

ЗАДАНИЕ 7

Выполните задание, соответствующее номеру варианта.

1. Напишите электронные структуры атомов N и C. Укажите возможные степени окисления элементов. Приведите примеры соединений в разных степенях окисления.

Сравните кислотные свойства азотистой и угольной кислот. Определите степень диссоциации и рН 0,01 М растворов данных кислот. Диссоциацией угольной кислоты по второй стадии пренебречь.

Осуществите превращения по схеме KNO3 KNO2 NO O2, используя следующие реактивы: MnO, KOH, KI, H2SO4, O2, H2O.

2.Азот: строение атома, степени окисления, строение молекулы. Азотные удобрения. Нитраты, аммофос, карбамид, цианамид. Получение. Составьте уравнения реакций гидролиза карбамида, цианамида.

Азот можно получить в результате: а) разложения нитрата аммония; б) окисления сульфата аммония азотной кислотой; в) при осторожном нагревании смеси порошка калийной селитры и железных

опилок, которые окисляются до Fe2O3. На основании электронных уравнений составьте молекулярные уравнения этих реакций.

3.Аммиак. Гидроксид аммония. Соли аммония. Получение, свойства. Применение. Аммиакаты. Составьте уравнения следующих реакций:

CuSO4 + NH3(изб.) → …;

66

NH3 + H2SO4 …; NH4Cl t …;

(NH4)2Cr2O7 t ….

Как получают аммонийные соли? Что образуется при нагревании солей аммония? Покажите это на примере разложения фосфата и дихромата аммония. Как доказать, что белый налет на лабораторной посуде содержит ион аммония?

4. Соединение галогенов с отрицательной степенью окисления. Галогеноводороды. Галогеноводородные кислоты. Соли, получение, свойства. Составьте уравнения следующих реакций:

CaF2 + H2SO4(конц) …, CaI2 + H2SO4(конц) …, PI3 + H2O …,

KMnO4 + KI + H2SO4 …

Какая из галоидоводородных кислот является наиболее сильным восстановителем? Почему? Можно ли получить чистые НВr и HI действием концентрированной серной кислоты на KBr и KI? Как получают эти кислоты? Приведите соответствующие уравнения реакций.

5.Кислородные соединения хлора. Кислородсодержащие кислоты. Какая из кислородсодержащих кислот является наиболее сильной? Какая обладает наибольшей окислительной способностью? На основании электронно-ионных уравнений составьте уравнение

реакции гипохлорита натрия с CaCl2 в щелочной среде.

Сравните устойчивость и окислительную способность хлора

вразличных степенях окисления. Составьте уравнения реакций: сульфат марганца + гипохлорит натрия → …; сульфат марганца + хлорат калия + гидроксид калия → ….

6.Соединения серы (IV). Оксид, кислота, соли. Получение, свойства.

Осуществите превращения по схеме

H2SO4 SO2 Na2SO3 Na2SO4 Na2S2O3,

используя следующие реактивы: Cu, H2O, H2SO4, NaOH, KMnO4, S.

67

Изобразите графически строение серноватистой (тиосерной) кислоты. Какую степень окисления следует приписать каждому из атомов серы в этой кислоте? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакции тиосульфата натрия с хлором.

7. Напишите электронные структуры атомов О и S. Укажите возможные степени окисления. Приведите примеры соединений в различных степенях окисления.

Дайте сравнительную характеристику кислотных свойств сероводородной, серной и сернистой кислот. Определите степень диссоциации и рН 0,0001 М растворов сернистой и сероводородной кислот.

Осуществите превращения по схеме H2S S Na2SO3Na2S2O3 Na2S4O6, используя следующие реактивы: H2O, NaOH, KMnO4, S, I2.

8. Напишите электронные структуры атомов N и P. Укажите возможные степени окисления. Приведите примеры соединений в различных степенях окисления.

Осуществите превращения по схеме РН3 H3PO3 H3PO4PH3, используя следующие реактивы: K2Cr2O7, Mg, H2SO4, O2.

Сравните кислотные свойства ортофосфорной и ортофосфористой кислот. Определите степень диссоциации и рН 0,1 н растворов этих кислот.

9. Хлор. Строение атома. Возможные степени окисления. Получение, свойства. Закончите уравнения следующих реакций:

Cl2 + KOH …;

Cl2 + KOH t …;

Cl2 + Cr2(SO4)3 + KOH …

При пропускании хлора через раствор KI появляющаяся бурая окраска вскоре исчезает. Чем это можно объяснить? Составьте электронные и молекулярные уравнения происходящих реакций.

10. Фосфор. Природные соединения. Получение. Свойства. Важнейшие соединения фосфора. Фосфорные удобрения. Осуществите следующие превращения:

68

P2O3 H3PO3 PH3

HPO3

P2O5 H4P2O7

H3PO4 (NH4)3PO4

Какова основность фосфорной, фосфористой и фосфорноватистой кислот? Изобразите графически строение молекул этих кислот и определите валентность и степень окисления фосфора в каждой из них.

11.Изменение кислотно-основных свойств оксидов и гидроксидов р-элементов в периодах. Рассмотрите на примерах соединений р-элементов III периода (Al, P, S) в высшей степени окисления.

При высокой температуре алюминий взаимодействует с азотом, серой и углеродом. Во всех этих реакциях окислитель приобретает низшую степень окисления. Напишите электронные и молекулярные уравнения реакций получения нитрида, сульфида и карбида алюминия. Какие продукты образуются при обменном разложении этих соединений водой?

12.Составьте электронные структуры атомов N и Cl. Укажите

возможные степени окисления. Приведите примеры соединений в различных степенях окисления.

Осуществите превращения по схеме NaClO NaCl Cl2NaCl, используя следующие реактивы: Na2S, NaOH, H2O, CrCl3, возможен электрохимический процесс.

Предложите несколько способов очистки отходящих газов производств от оксидов азота (N2O, NO, NO2). Дайте обоснование.

13. Сероводород. Получение и свойства. Составьте уравнения следующих реакций:

K2CrO4 + H2S + H2O …,

H2S + H2TeO4 ….

Рассчитайте ЭДС.

Чем объяснить восстановительные свойства сероводорода? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций сероводорода: а) с хлором; б) с HIO3.

69

14.Соли азотной кислоты. Получение, свойства. Влияние поляризующего действия катиона на термическую устойчивость нитратов. Рассмотрите на примерах термического разложения нитратов калия, меди, серебра.

Как получают азотную кислоту в лаборатории и в промышленности? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций концентрированной азотной кислоты: а) с серой; б) с серебром.

15.Серная кислота. Олеум. Сульфаты, гидросульфаты, дисульфаты. Перекисные соединения. Получение, свойства. Осуществите следующие превращения:

FeS2 SO2 SO2Cl2 H2SO4

SO3 H2SO4

При прибавлении к сахару (С12Н22О11) концентрированной серной кислоты наблюдается обугливание и выделение газов. Объясните эти явления, составив уравнения соответствующих реакций.

16. Приведите электронные структуры атомов О и Se. Укажите возможные степени окисления. Приведите примеры соединений в различных степенях окисления.

Составьте уравнения реакции гидролиза 0,01 М раствора селенита натрия (1-я стадия). Вычислите степень гидролиза и рН раствора.

Осуществите следующие превращения: S H2S SO2 Na2SO3

Na2S2O3 Na2SO4

Na2S2O7 Na2S2O8

Назовите соединения в схеме превращений и определите степень окисления серы в этих соединениях.

17. Кремний. Получение. Свойства. Кремниевые кислоты, силикагель. Растворимое стекло. Водородные соединения. Методы получения, свойства. Кремний органические соединения.

Какие соединения называются карбидами и силицидами? Как они получаются, классифицируются и какими свойствами обладают? Напишите уравнения реакций: а) карбида алюминия с водой; б) силицида магния с соляной кислотой.

70