Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Практикум по неорганической химии. Учебное пособие
.pdf
уравнения реакций взаимодействия образующихся продуктов с
водой.
3. Какой гидроксид и почему обладает более сильными ос-
новными свойствами — KOH или Ca(OH)2?
4. В 100 мл насыщенного раствора содержится 1,5 ∙ 10–6 г
хромата бария. Рассчитайте произведение растворимости хромата бария.
5. Закончите уравнения реакций:
Mg + HNO3(разб.) → Ca + H2O →
KO2 + HCl → Li + N2 →.
Вариант 9
1. Как и почему меняется поляризующее действие катионов
элементов 2 группы Периодической системы? Ответ подтвердите примерами.
2. Какие из указанных газов: H2S, H2, Cl2, CO2 будут поглощаться раствором гидроксида натрия? Напишите уравнения реакций.
3. Какая соль — BeS или BaS при одинаковых условиях в
большей степени подвергается гидролизу? Напишите уравнения
реакций.
4. Какой объем водорода (н. у.) может выделиться при гидролизе гидрида бериллия, полученного при взаимодействии 15 г
хлорида бериллия с гидридом лития в эфирном растворе?
5. Закончите уравнения реакций:
Mg(OH)2 + NH4Cl → BaO2 + Ag2O + H2SO4 →
Na + H2 → K + H2O →.
Вариант 10
1. Сравните склонность к гидролизу солей элементов 1 и
2 группы Периодической системы. Дайте объяснения, напишите
уравнения реакций.
2. В чем проявляется диагональное сходство лития и магния?
Ответ подтвердите примерами.
3. Напишите уравнения реакций взаимодействия водных растворов хлорида бериллия и хлорида кальция с карбонатом натрия.
Объясните различный характер образующихся продуктов.
91
4. Чему равна сила тока, если при электролизе водного раствора хлорида магния в течение 1 часа выделилось 16,8 л водорода (н. у.)? Определите объем газа, выделившегося на аноде.
Какие процессы будут протекать на катоде и аноде при электролизе расплава хлорида магния?
5. Закончите уравнения реакций:
Be(OH)2 + KOH → Mg(NO3)2
Na2O2 + NaI + H2SO4 → Cs + O2 →.
Вариант 11
1. Почему катион Be2+ является лучшим комплексообразователем среди ионов элементов 2 группы Периодической системы?
Приведите примеры комплексов бериллия.
2. Охарактеризуйте отношение щелочных металлов к воде.
Ответ подтвердите уравнениями реакций.
3. Объясните, почему при пропускании оксида углерода (IV)
через раствор хлорида кальция осадок не выпадает, а при взаимодействии оксида углерода (IV) с раствором гидроксида кальция — образуется? Напишите уравнения реакций.
4. Какой объем 2 н. раствора серной кислоты необходимо
взять для нейтрализации 500 мл насыщенного при 20 °С раствора гидроксида кальция, растворимость которого равна 2.2 ∙ 10–2
моль/л?
5. Закончите уравнения реакций:
Ba + H2O → Mg + NH4Cl + H2O →
NaH + H2O → K2O2 + K2Cr2O7 + H2SO4 →.
Вариант 12
1. В ряду Ве(ОН)2 — Ва(ОН)2 меняются монотонно многие
свойства: термическая устойчивость, растворимость, основные
свойства. Объяснить эти закономерности.
2. Сравните характер поведения в воде хлорида натрия, сульфида натрия, фосфида натрия.
3. Опишите способы получения щелочноземельных металлов.
4. По 20 г оксида бериллия сплавили с оксидом кремния и
оксидом натрия. Какие соли и в каком количестве образовались
при этом?
92
5. Закончите уравнения реакций:
¾ ¾®
¾ ¾®
¾ ¾®
CaH2 + Cl2 → BeS + Na2S →
NaNO3
t
Li + O2 →.
Вариант 13
1. Опишите способы получения щелочных металлов.
2. Какой из металлов 2 группы Периодической системы может
растворяться в щелочи? Чем это объяснить?
3. Какой осадок начнет выпадать первым, если к раствору,
содержащему ионы Ca2+ и Ba2+ в одинаковой концентрации, постепенно по каплям добавлять разбавленный раствор сульфата
натрия?
4. При выдерживании 4,44 г кристаллогидрата хлорида бария
в колбе объемом 8,88 л при температуре 327 °С избыточное
давление составило 0.2 ∙ 105 Па. Установите формулу кристаллогидрата.
5. Закончите уравнения реакций:
BaO2
t
CaH2 + H2O →
K + O2 → K2O2 + KI + H2SO4 →.
Вариант 14
1. Определите тип гибридизации орбиталей атома Be в молекуле BeF2.
2. Как получают металлы 2 группы Периодической системы?
Напишите уравнения процессов, протекающих при электролизе
водного раствора и расплава гидроксида бария.
3. Пероксиды щелочных металлов. Получение и свойства.
4. Вычислить концентрацию ионов Be2+ в 0,1 М растворе
Na2[Be(OH)4].
5. Закончите уравнения реакций:
Be + KOH + H2O → CaH2 + O2 →
NaOH + Cl2
t
Na + H2O →.
Вариант 15
1. Объясните процессы, происходящие при растворении щелочных металлов в жидком аммиаке. Какими свойствами обладают полученные растворы и почему?
93
2. Жесткость воды и способы ее устранения.
3. Гидриды щелочных металлов. Получение, свойства.
4. Сколько миллилитров 0,1 М раствора перманганата калия
потребуется для взаимодействия с 10 мл 0,5 М раствора пероксида натрия в кислой среде?
5. Закончите уравнения реакций:
Ba(OH)2 + H2O2 → Mg + NH4Cl + H2O →
Na2O2 + Cr2(SO4)3 + NaOH → Rb + O2 →.
Г лава 8
ЭЛЕМЕНТЫ 4 ГРУППЫ
ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
1. Опыты с концентрированными кислотами, а также опыты
по растворению TiCl4 в воде выполнять в вытяжном шкафу.
2. Соблюдать осторожность при работе с TiCl4 вследствие его
мгновенного гидролиза и сильного задымления продуктами гидролиза.
Реактивы:
5%-ные растворы солей: CuCl2, FeCl3, KMnO4, NH4F.
TiCl4 или Ti(OC4H9)4, 3%-ный раствор H2O2, Zn (гранулы).
Кислоты и щелочи: концентрированная и разбавленная соляная кислота, концентрированный и разбавленный растворы
NaOH.
Оборудование:
Пробирки, резиновые конусные пробки для пробирок, спиртовка.
Соединения титана (III)
Опыт 1. В подкисленный концентрированной соляной кисло-
той раствор соединения титана (IV) поместите 2–3 гранулы цинка.
Отметьте изменение окраски раствора и напишите уравнение реакции. Полученный раствор перелейте в четыре другие пробирки,
закройте их пробками и исследуйте по следующей схеме.
а) К содержимому первой пробирки прибавьте 1–2 капли
раствора хлорида меди (II). Сравните цвет полученного раствора
с окраской первоначально взятого. Какое вещество выпало в виде
белого осадка?
б) Во вторую пробирку с раствором соли титана (III) прибавьте 2–3 капли раствора хлорида железа (III) до полного исчезновения фиолетовой окраски.
95
в) В третью пробирку с раствором соли титана (III) прибавьте по каплям раствор перманганата калия. Что происходит с
окраской перманганата калия? До какой степени окисления восстанавливается марганец (VII) в кислой среде? Как согласуется
протекание этого окислительно-восстановительного процесса со
значениями соответствующих стандартных электродных потенциалов.
Четвертую пробирку с раствором соединения титана (III) сохраните для следующего опыта.
Сделайте вывод о восстановительных свойствах соединений
титана (III). Напишите уравнения соответствующих реакций.
Опыт 2. С помощью обменной реакции получите осадок
гидроксида титана (III) из раствора гидроксида натрия и раствора, полученного в Опыте 1, разделите его на две части и испытайте растворимость в избытке щелочи и в кислоте.
Сделайте вывод о кислотно-основных свойствах соединений
титана (III).
Соединения титана (IV)
Опыт 3. К подкисленному раствору соединения титана (IV)
добавьте раствор щелочи до образования осадка гидроксида титана (IV). Разделите осадок на четыре части и испытайте растворимость свежеприготовленного гидроксида титана (IV) в растворе соляной кислоты, разбавленном и концентрированном
растворах щелочи. Одну из пробирок, содержащую гидроксид
титана (IV), осторожно прокипятите. После охлаждения испытайте растворимость «состарившегося» гидроксида в кислоте.
Объясните изменение свежеприготовленного и «состарившегося»
гидроксида титана (IV). Напишите уравнения реакций «старения»
гидроксида титана (IV). Сделайте вывод о строении и свойствах
гидроксида титана (IV).
Опыт 4. К подкисленному раствору соединения титана (IV)
прилейте воды и раствор прокипятите. Что наблюдаете? Напишите уравнение реакции.
На основании опытов 3 и 4 сделайте вывод о гидролитических
равновесиях в растворах соединений титана (IV).
Опыт 5. К нескольким каплям раствора соединения титана (IV), подкисленного соляной кислотой, добавьте 2–3 капли
3%-ного раствора пероксида водорода. Отметьте появление ха-
96
рактерной для перокcокомплексов титана (IV) желто-оранжевой
окраски раствора. Напишите уравнение, считая основным продуктом реакции комплексное соединение [Ti(O2)(Н2O)4]Cl2. Приведите его графическую формулу.
К полученному раствору добавьте NH4F. Что наблюдаете?
Напишите уравнение реакции. Объясните влияние NH4F на устойчивость пероксокомплекса титана (IV).
ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
1. Как и почему изменяются радиусы элементов 4 группы
Периодической системы? В чем причина близости радиусов циркония и гафния?
2. Объясните, почему соединения титана в низших степенях
окисления (+2; +3) более устойчивы, чем аналогичные соединения циркония и гафния.
3. Какие физические и химические свойства титана и цирко-
ния обусловливают их сравнительно широкое использование?
4. Для получения металлического титана используют методы
металлотермии, электролиза, термического разложения соединений. Оцените термодинамическую возможность использования
алюминия для получения титана из TiO2; натрия — для получения титана из TiCl4. Приведите примеры соединений титана,
которые бы можно было использовать для получения титана
электролитическим путем; путем термического разложения.
5. Предложите возможно большее число реактивов, с помощью
которых можно перевести металлический титан в раствор. Напишите уравнения соответствующих реакций.
6. Напишите уравнения реакций и объясните химизм действия
смеси концентрированной азотной и плавиковой кислот на металлические цирконий и гафний. Что произойдет при нейтрализации полученных растворов концентрированным раствором
щелочи?
7. Объясните, как и почему изменяются термическая устой-
чивость, кислотно-основные и окислительно-восстановительные
свойства в ряду Ti(OН)2–Ti(OH)3–TiO2∙nH2O?
8. Сравните гидролизуемость следующих соединений: а) TiCl2
и TiCl4; б) ZrOCl2 и ZrCl4; в) TiCl4 и ZrCl4; г) TiOSO4 и ZrOSO4.
97
В растворе какого соединения из каждой пары рН меньше? Напишите уравнения гидролиза.
9. Используя метод ТКП, объясните, почему при окислении
соединений титана (III) их первоначально фиолетовая окраска
исчезает.
10. Какие свойства характерны для соединений титана (III)?
Напишите уравнения следующих реакций:
TiCl3 + O2 + H2O → TiCl3 + AuCl3 →
Ti(OH)3 + H2O + O2 → TiCl3 + KMnO4 + H2O →.
11. Объясните, как и почему изменяются температуры плавления в ряду галогенидов титана: TiF4 — TiCl4 — TiBr4– TiI4?
12. Как перевести оксиды TiO2 и ZrO2 в растворимые в воде
соединения? Напишите уравнения реакций.
13. Можно ли приготовить водные растворы хлоридов тита-
на (III) и титана (IV) путем растворения этих веществ в воде?
Какие меры предосторожности необходимо соблюдать, вливая в
воду хлорид титана (IV)?
14. Используя значение электродного потенциала системы:
Ti3+ + H2O ⇄ TiO2+ + 2H+ + e‾ Eo = 0,10 В,
определите можно ли: а) окислить соединения титана (III) соединениями железа (III); меди (II); б) восстановить соединения титана (IV) соединениями олова (II)?
15. Осуществите превращения:
TiO2→ TiCl4 →TiOCl2 → TiCl3 →TiOCl2 → TiO2 → K2TiO3.
ГЛАВА 9
ЭЛЕМЕНТЫ 5 ГРУППЫ
ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
1. Все опыты с концентрированными кислотами выполнять
в вытяжном шкафу.
2. Прокаливание веществ на песчаной бане проводить в вы-
тяжном шкафу.
Реактивы:
5%-ные растворы солей: KMnO4, KI, BaCl2, CuSO4, AgNO3,
Pb(NO3)2.
Насыщенный раствор NH4VO3, 30% раствор H2O2.
Кислоты и щелочи: концентрированные и разбавленные сер-
ная и соляная кислоты, 2 н. раствор H2SO4, концентрированный
и разбавленный растворы NaOH, 2 н. раствор NaOH.
Кристаллические вещества: Zn (гранулы), Sn (гранулы),
NH4VO3, V2O5, H2C2O4.
Оборудование:
Пробирки, резиновые конусные пробки для пробирок, спир-
товка, песчаная баня, фильтровальная бумага.
Соединения ванадия (II)
Опыт 1. К насыщенному раствору метаванадата аммония
(или натрия) прибавьте концентрированную соляную кислоту и
несколько гранул цинка. Наблюдайте последовательное изменение
цвета раствора: желтый → зеленый → голубой → зеленый → сиреневый. Объясните изменения цвета. Напишите уравнения реакций последовательного восстановления метаванадат-иона.
Полученный раствор сиреневого цвета сохраните для опытов
2 и 3.
Опыт 2. К полученному в предыдущем опыте сиреневому
раствору прибавьте раствор щелочи и отметьте образование осад-
99
ка гидроксида ванадия (II). Разделите осадок на две части и
испытайте его растворимость в избытке щелочи и кислоте. Напишите уравнения реакций и сделайте вывод о кислотно-основных свойствах гидроксида ванадия (II).
Опыт 3. К сиреневому раствору ванадия (II) прибавьте по
каплям раствор KМnO4. Что наблюдаете? Напишите уравнение
реакции. Сделайте вывод о восстановительных свойствах ванадия (II).
Соединения ванадия (III)
Опыт 4. В пробирку налейте по ~1 мл метаванадата (V) ам-
мония и концентрированной соляной кислоты. Опустите в раствор
2–3 гранулы олова и нагрейте. Наблюдайте последовательное
изменение цвета раствора: желтый → зеленый → голубой → зеленый. Напишите уравнение реакции образования хлорида ванадия (III) из метаванадата аммония.
Полученный раствор сохранить для опыта 5.
Опыт 5. В две пробирки внесите ~1 мл полученного в предыдущем опыте зеленого раствора хлорида ванадия (III). В каждую пробирку добавьте по каплям разбавленный раствор щелочи до выпадения осадка гидроксида ванадия (III). Разделите
осадок на две части и исследуйте его отношение к растворам
кислоты и щелочи. Почему присутствие Sn(OH)2 не мешает исследованию свойств V(OH)3? Сделайте вывод о кислотно-основных свойствах гидроксида ванадия (III).
Соединения ванадия (IV)
Опыт 6. В сухой цилиндрической пробирке смешайте не-
сколько кристалликов щавелевой кислоты Н2С2О4 и столько же
порошка оксида ванадия (V). Закрепите пробирку в штативе.
Нагрейте смесь. Отметьте получение оксида ванадия (IV) темносинего цвета. Немного полученного оксида перенесите в две
пробирки и прибавьте в одну 4–5 капель 2 н. раствора щелочи,
в другую столько же 2 н. раствора серной кислоты. Обе пробирки осторожно нагрейте до растворения осадка. Отметьте окраску полученных растворов. Напишите уравнения реакций:
а) восстановления оксида ванадия (V) щавелевой кислотой,
учитывая, что одним из продуктов является оксид углерода (IV);
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]