Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Практикум по неорганической химии. Учебное пособие
.pdf
газа. После охлаждения налейте в пробирку воду. Отметьте цвет
образующегося раствора и полноту растворения твердых продуктов реакции. Напишите уравнение реакции.
Опыт 11. В три пробирки налейте раствор перманганата калия и подкислите его серной кислотой. В одну пробирку прилейте раствор сульфата железа (II), в другую — нитрита калия,
а в третью — сероводородной воды. Отметьте изменения в окраске растворов. Напишите уравнения реакций.
Опыт 12. К разбавленному раствору перманганата калия в
трех отдельных пробирках прилейте соответственно разбавленную
серную кислоту, воду и концентрированный раствор щелочи.
Затем в каждую пробирку прилейте раствор сульфита натрия (в
пробирку со щелочным раствором перманганата необходимо прилить большой избыток сульфита). Отметьте изменения в окраске
растворов. Напишите уравнения реакций. Сделайте вывод о влиянии рН среды на окислительные свойства перманганатов.
Опыт 13. К подкисленному серной кислотой раствору перманганата калия прибавьте раствор пероксида водорода и с помощью тлеющей лучинки определите выделяющийся газ. Напишите уравнение реакции.
Опыт 14. К раствору соли марганца (II) прилейте раствор
перманганата калия. Отметьте изменение окраски раствора и
образование бурого осадка. С помощью индикаторной бумажки
определите реакцию среды. Напишите уравнение реакции.
На основании опытов 11–14 сделайте общий вывод об окислительных свойствах соединений марганца (VII).
ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
1. Приведите уравнения реакций, демонстрирующие химиче-
ские свойства марганца.
2. Напишите уравнения реакций взаимодействия марганца с
галогенами и серой. Объясните почему со фтором образуются
соединения в более высоких степенях окисления.
3. На примере кислородных соединений марганца в различной
степени окисления рассмотрите и обоснуйте окислительно-восстановительные свойства соединений марганца в водных растворах; влияние кислотности среды. Ответ подтвердите реакциями.
121
4. Как и почему в ряду оксидов марганца изменяется поляризующее действие элемента, склонность к образованию катионных и анионных комплексов, кислотно-основные свойства?
5. Получение и свойства оксида и гидроксида марганца (II).
Опишите и обоснуйте взаимодействие МnО и Мn(ОН)2 с водой,
водными растворами кислот и щелочей, кислородом воздуха.
6. Получение и свойства солей марганца (II). Приведите примеры реакций: а) демонстрирующих кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства солей марганца (II); б) получения солей марганца (II) на основе окислительно-восстановительных и обменных реакций в водных растворах; безводных
солей марганца (II).
7. Как и почему меняется устойчивость соединений марганца, технеция и рения в высшей степени окисления?
8. Какие оксиды образуются при прокаливании на воздухе
марганца и рения? Почему?
9. Какие соединения переходных металлов называются кластерными? Для каких переходных металлов — легких или тяжелых — характерно образование кластерных соединений и почему?
Чему равна степень окисления и валентность марганца в кластерном ионе [Mn2CO10]?
10. Напишите уравнения реакций, протекающих при действии
на перманганат калия концентрированной серной и соляной кислот.
ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
Вариант 1
1. Методы получения и свойства соединений марганца (VI).
Как и почему влияет рН среды на устойчивость манганатов в водных растворах? В какой среде и почему манганаты проявляют
большие окислительные свойства? Влияет ли рН среды на восстановительные свойства манганатов?
2. Рассчитайте потенциал марганцевого электрода, погруженного в насыщенный раствор сульфида марганца (II). Изменится
ли значение этого потенциала при подкислении раствора? Ответ
обоснуйте.
3. Используя метод ТКП, объясните устойчивость и окислительно-восстановительные свойства октаэдрических комплексов
хрома (II) и хрома (III).
122
4. Закончите уравнения реакций:
¾ ¾®
¾ ¾®
Мn + СО
t
MnO + NaOH
сплав
¾ ¾ ¾®
Cr2О3 + K2S2O7 CrСl2 + Na2S →
MnO2 + HCl(конц.) → KMnO4 + Na2SO3 + KOH →.
5. Осуществите следующие превращения:
Cr → Cr2O3 → NaCrO2 → Na2CrO4 → Na2Cr2O7 →
Cr2(SO4)3 → CrSO4.
Вариант 2
1. Как и почему изменяются химические свойства оксидов
хрома в зависимости от степени окисления?
2. Методы получения и свойства соединений марганца (VII).
Как и почему рН среды влияет на: 1) устойчивость перманганатов в водных растворах; 2) окислительные свойства; 3) характер
конечных продуктов реакций восстановления? Приведите примеры реакций.
3. Рассчитайте величину потенциала марганцевого электрода,
погруженного в насыщенный раствор Mn(CN)2. Изменится ли
значение этого потенциала при введении в раствор цианида калия? Ответ обоснуйте.
4. Закончите уравнения реакций:
Мn(NO3)2
t
MnO2 + H2SO4 →
CrCl3 + NaOH(конц.) → Cr + НСl(газ) →
Сr + H2SO4(конц.) → KMnO4 + Na2SO3 + KOH →.
5. Осуществите следующие превращения:
Mn → MnCl2 → Mn(OH)2 → Mn2O3 → MnO2 → MnCl2 →
Na2MnO4.
Вариант 3
1. С чем связана химическая инертность оксида хрома (III)?
Приведите примеры реакций: а) получения оксида хрома (III) в
лаборатории; б) демонстрирующие его кислотно-основные и
окислительно-восстановительные свойства.
2. Получение и свойства соединений марганца (III). К какому
классу соединений относятся α- Мn2О3 и γ-Мn2О3? В какой среде
и почему более устойчивы водные растворы солей марганца (III)?
123
3. При каком значении рН раствора значения электродных
¾ ¾®
¾ ¾®
¾ ¾®
потенциалов полуреакций:
МnО4‾ + е‾ = МnО
совпадают ([МnО4‾] = [МnО
2
‾ и MnО4‾ + 2Н2O + 3е‾ = МnO2 + 4ОН‾
4
2
‾] = 1моль/л)?
4
4. Закончите уравнения реакций:
Мn + H2SO4(конц.) → K2MnO4 + Cl2 →
CrCl3+ Na2S + Н2O → CrSO4 + O2 + H2SO4 →
KMnO4 + Na2SO3+ Н2O → MnSO4 + KMnO4 + Н2O →.
5. Осуществите следующие превращения:
Cr → СrCl2 → CrCl3 → Na3CrO3 → CrCl3 → СrCl2 → CrS.
Вариант 4
1. С позиций теории кристаллического поля обоснуйте изменения в реакционной способности комплексов хрома (III) и
хрома (VI). Приведите примеры реакций.
2. Получение и свойства соединений марганца (IV). С чем
связана относительная химическая инертность оксида марганца (IV)? Приведите примеры реакций, демонстрирующих кислотно-основную и окислительно-восстановительную двойственность оксида марганца (IV). Как и почему рН среды влияет на
окислительно-восстановительные свойства оксида марганца (IV)?
3. Рассчитайте константу равновесия реакции взаимодействия
KМnО4 с Na2SO3 в кислой, нейтральной и щелочной среде.
4. Закончите уравнения реакций:
Мn + НNO3 (разб.) → K2МnO4 + MnSO4 →
Cr2О3 + С + Сl2
MnO2 + MnO
t
Cr(NO3)3
t
K2Cr2O7 + HCl(конц.) →
t
5. Осуществите следующие превращения:
Mn → MnF2 → MnF4 → K2[MnF6] → MnO2 → K2МnO4→
KМnO4.
Вариант 5
1. Какие методы используют для получения хрома и марганца? Обоснуйте возможность получения хрома и марганца методом электролиза водных растворов их солей.
124
2. С позиций ТКП дайте обоснование относительной устой-
¾ ¾®
¾ ¾®
¾ ¾®
¾ ¾®
чивости аквакомплекса хрома (III) и неустойчивости аналогичных
комплексов хрома (V) и хрома (IV).
3. Рассчитайте ЭДС гальванического элемента, составленного
из двух марганцевых электродов, погруженных в насыщенные
растворы МnS и МnСО3.
4. Закончите уравнения реакций:
Мn + N2
t
H2MnO4
CrCl3 + PbO2 + NaOH
t
K2Cr2О7 + С
t
t
K2Cr2О7 + KI + H2SO4 → MnSO4 + PbO2 + HNO3 →.
5. Осуществите следующие превращения:
(NH4)2Cr2O7→ Cr2O3 → K2CrO4 → K2Cr2О7 → Cr2(SO4)3 →
NaCrO2 → Cr2O3.
Вариант 6
1. Кaк и почему изменяются характерные степени окисления
и координационные числа для хрома и марганца?
2. Получение, строение и свойства CrO2Сl2. К какому классу
соединений оно относится? Приведите различные названия
CrO2Сl2.
3. Какой объем кислорода (20 °С, 750 мм рт. ст.) может быть
получен при термическом разложении 200 г KМnО4?
4. Закончите уравнения реакций:
Мn + СН3СООH → Cr2(SO4)3 + Н2О + KОН →
Cr2O3 + K2СО3
¾ ¾®
t
Na3[Cr(OH)6] + Br2+ NaOH →
MnSO4 + KClO3 + KOH → MnSO4 + Н2О →.
5. Осуществите следующие превращения:
MnSO4 →K2МnO4 → KМnO4 → MnO2 → Mn2O3 → MnO2 →
MnCl2.
Вариант 7
1. Получение и свойства хромитов. Приведите примеры реакций. Какова реакция среды в растворах KCrO2 и CrCl3? К какому классу химических соединений относится природный минерал хромистый железняк FeCr2O4? Назовите это соединение
по международной номенклатуре.
125
2. Получение, строение и свойства комплексных соединений
¾ ¾ ¾®
¾ ¾®
марганца (II). На примере [MnF6]4- и [Mn(CN)6]4- рассмотрите
влияние лигандов на магнитные и окислительные свойства комплексов, а также устойчивость комплексов в водных растворах
в отношении реакций замещения лигандов.
3. Какое количество диоксида марганца можно получить по
реакции взаимодействия 0,5 л 2 М раствора KМnО4 с 1 л 1 М
раствора K2SO3 в нейтральной среде? Чему равно рН раствора
после протекания реакции?
4. Закончите уравнения реакций:
Mn + F2 → MnO2 + KNO3 + KОН →
Cr(NO3)3 + KBiO3 + HNO3 → Cr2(SO4)2 + Н2О →
CrO3 + S
t
Mn2O7
¾ ¾®
¾ ¾®
t
5. Осуществите следующие превращения:
Cr → K2CrO4 → K2Cr2О7 → Cr2(SO4)2 → CrOHSO4 →
Cr(OH)3 → Cr2O3.
Вариант 8
1. Привести примеры и написать реакции получения катионных и анионных комплексов хрома (III). Какова структура
[Cr2CI9]3-?
2. Марганец как простое вещество — получение и свойства.
Рассмотрите и обоснуйте отношение марганца к воде, водным
растворам разбавленных и концентрированных кислот (НCI,
Н2SО4, НNО3), щелочам, окислительно-щелочным расплавам.
3. Рассчитайте потенциал хромового электрода в 0,1 М растворе хлорида хрома (III) при рН = 1. Изменится ли потенциал
этого электрода при увеличении рН раствора?
4. Закончите уравнения реакций:
Мn + KСlO3 + KОН
сплав
CrО2Сl2 + Н2О →
Cr2О3 + K2S2O7 → K2MnO4 + H2SO4 →
(NH4)2Cr2O7
t
CrO3 + KОН →.
5. Осуществить следующие превращения:
MnO2 → MnCl2 → Mn(OH)2 → Mn3O4 → Mn(SO4)2 →
MnO2 → MnSO4.
126
Вариант 9
1. При растворении хлорида хрома (III) в воде цвет раствора
зависит от концентрации и температуры раствора. Почему? Будет
ли изменяться цвет раствора при введении в раствор хлорида
натрия или цианида натрия? Ответ подтвердите реакциями. В какой среде — кислой, нейтральной или щелочной соли хрома (III)
проявляют более сильные восстановительные свойства? Почему?
Приведите примеры реакций.
2. На примере оксидов марганца в различных степенях окисления (+2,+3,+4,+6,+7) рассмотрите влияние степени окисления
металла на характер химических связей марганец-кислород и
кислотно-основные свойства соединений. Ответ подтвердите реакциями.
3. Вычислите массу оксида хрома (III) и объем азота (25 °С,
760 мм рт. ст.), которые могут быть получены при термическом
разложении 100 г (NH4)2Cr2O7?
4. Закончите уравнения реакций:
Mn + KNO3 + KОН
t
CrO3 + HCl(газ) →
¾ ¾®
MnO2 + HNO3 → K2Cr2O7 + KОН →
Cr + H2SO4(конц.) → Cr2(SO4)3 + Na2S +H2O →.
5. Осуществите следующие превращения:
MnO2 → K2MnO4 → KMnO4 → MnCl2 → Mn(OH)2 →
Mn(OH)4 → MnO2.
Вариант 10
1. Какие методы используются для получения простых веществ d-элементов VI и VII группы. Обоснуйте возможность
получения марганца методом электролиза водных растворов его
солей.
2. Получение, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства солей хрома (II). Подтвердить реакциями.
Как и почему влияет рН среды на устойчивость водных растворов солей хрома (II) в отношении их окисления?
3. Рассчитайте константу равновесия реакции взаимодействия
сульфата хрома (III) с цинком.
4. Закончите уравнения реакций:
127
Mn + HNO3→ Mn(OH)2 + Cl2 + KОН →
¾ ¾®
CrО3 + HCl(газ) → K2СrO4 + H2SO4 →
Mn2O7
¾ ¾®
t
K2Cr2O7 + (NH4)2S + KOH →.
5. Осуществите следующие превращения:
Cr → Cr2S3 → Cr(OH)3 → NaCrO2 → Na2CrO4 →
Na2Cr2O7 → Cr2(SO4)3.
Вариант 11
1. Как и почему изменяются термическая устойчивость, окислительные и кислотные свойства оксидов хрома и марганца в
высшей степени окисления?
2. На примере реакций взаимодействия хрома и марганца с
кислородом и азотной кислотой рассмотрите и обоснуйте влияние природы металла и температуры на характер продуктов реакций окисления.
3. Рассчитайте рН 0,1 М раствора KНCrО4.
4. Закончите уравнения реакций:
Cr + F2 → CrCl3 + KClO3 + KОН
t
K2СrО4 + (NH4)2S + KОН → MnO + HCl →
MnO2 + HCl(конц.) → K2MnO4 + Br2 →.
5. Осуществите следующие превращения:
Mn → K2MnO4 → KMnO4 → MnSO4 → MnO2 → MnCl2 →
MnO.
Вариант 12
1. Как и почему изменяются восстановительные и кислотноосновные свойства для соединений хрома (II) и (III)?
2. Рассмотрите и обоснуйте влияние рН среды на устойчивость
в водных воздушно-насыщенных растворах следующих соединений марганца: МnСl2, MnCl3, Mn(SO4)2, K2MnO4, KMnO4.
3. Рассчитайте массу ионов серебра, содержащихся в 0,5 л
насыщенного раствора Ag2Cr2O7.
4. Закончите уравнения реакций:
Cr + H2O(пар) → Мn(ОН)2 + О2 →
K2Cr2O7 + K2SO3 + H2SO4 → MnC2O4
¾ ¾®
t
Cr + CH3COOH → Mn + HNO3(разб.) →
128
5. Осуществите следующие превращения:
¾ ¾ ¾®
¾ ¾®
CrCl3 → K2CrO4 → K2Cr2O7 → Cr2(SO4)3 → Na3[Cr(OH)6] →
Cr(OH)3 → CrOCl.
Вариант 13
1. Как и почему изменяются термическая устойчивость, окислительные и кислотные свойства оксидов марганца в степенях
окисления +4, +6, +7?
2. Объясните, почему марганец в природе в основном встречается в виде пиролюзита МnО2, тогда как большинство других
соединений марганец (IV) (например, галогениды, сульфиды) не
устойчивы? Приведите примеры реакций, демонстрирующие кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства
МnО2.
3. Какой объем 0,5 М раствора (NH4 )2S будет взаимодействовать с 1 л 0,1 М раствора K2Cr2O7 в нейтральном и щелочном
растворе?
4. Закончите уравнения реакций:
Mn + NaNO3 + NaOH
сплав
Mn2O3 + H2 SO4 →
K2Cr2O7 + Н2О2 → CrCl3 + Zn →
CrCl3 + К2 CО3 + H2O → Mn + CO2
t
5. Осуществите следующие превращения:
MnCl2 → Mn(OH)2 → Na2[Mn(OH)4] → Na2MnO4 →
NaMnO4 → MnSO4 → Mn
Вариант 14
1. Получение, окислительные и кислотные свойства оксида
хрома (VI) — приведите примеры реакций. Отличаются ли продукты реакций взаимодействия оксида хрома (VI) с хлороводородом и соляной кислотой? Напишите реакции и дайте обоснование.
2. На примере хлоридов марганца (II): МnСl2, MnCl2 ∙ 2H2O,
MnCl2 ∙ 4H2O сравните и обоснуйте различие в строении и свойствах кристаллогидратов и безводных солей марганца (II). Рассмотрите реакции взаимодействия водных растворов хлорида
марганца (II) с сульфидом натрия, сероводородной водой, разбавленной и концентрированной щелочью.
129
3. Какое количество оксида хрома (III) и какой объем кисло-
¾ ¾®
¾ ¾®
¾ ¾®
¾¾¾¾®
рода (400 ºС, 760 мм рт. ст.) может быть получено при термическом разложении 100 г нитрата хрома (III)?
4. Закончите уравнения реакций:
Mn + О2
t
Mn2O7 + С2Н5ОН →
CrCl2 + О2 + Н2О → K2Cr2O7 + Na2S + Н2О →
CrCl2 + Na2S → KMnO4 + Н2О2 + H2SO4 →
5. Осуществите следующие превращения:
Cr2(SO4)3 → Cr → Cr(NO3)3 → Cr2O3 → NaCrO2 →
Na2CrO4 → Na2Cr2O7.
Вариант 15
1. Получение, окислительные и кислотные свойства оксида
марганца (IV) — приведите примеры реакций.
2. На примере хлоридов хрома (II) и (III) проанализируйте
кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства.
Приведите примеры реакций.
3. Рассчитайте ЭДС гальванического элемента, составленного
из двух хромовых электродов, погруженных в насыщенные растворы Cr(OH)3 и SrCrO4.
4. Закончите уравнения реакций:
K2Cr2O7 + H2O2+ H2SO4 → MnO2 + H2SO4
MnCl2 + H2O → Cr + KNO3 + KOH
Cr2(SO4)3 + H2O
электролиз
Mn + KCIO3 +KOH →
t
t
5. Осуществите следующие превращения:
MnSO4 → Mn → Mn(NO3)2 → HMnO4 → Mn2O7 → MnO2 →
MnSO4.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]