Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Практикум по неорганической химии. Учебное пособие
.pdf
2. До какого объема необходимо разбавить 100 мл 36%-ного
раствора хлороводорода (ρ = 1,18 г/мл), чтобы получить 20%-ный
раствор (ρ = 1,1 г/мл)?
3. Опишите геометрию следующих молекул: ClF3, ClO
−
, XeF2.
2
Какие из них являются диполями?
4. Закончите уравнения реакций:
I2 + Cl2 + H2O → BeCl2 + H2O →
HIO + H2S → KClO3 + H2SO4 →
PbO2 + HBr → HClO4 + P2O5 →.
5. Осуществите переход: CaF2 → HF → SiF4 → SiF
2−
.
6
Вариант 7
1. Объясните, почему из всех галогенов только йод образует
многоосновные кислоты?
2. Вычислите, какие объемы 36%-ного раствора соляной кислоты (ρ = 1,18 г/см3) и воды надо взять для приготовления 500
мл 0,5 М раствора?
3. Используя приведенные окислительно-восстановительные
потенциалы Eo(At2/2At−) = 0,3 В, Eo(HAtO/At2) = 1,0 В,
Eo(AtO
−
/HAtO) = 1,5 В, определите наиболее вероятный продукт
3
окисления At− дихромат-ионом в кислой среде.
4. Закончите уравнения реакций:
BrCl3 + H2O → NaOH + Br2 →
HClO3 + H2C2O4 → I2 + Br2 + H2O →
MnO2 + HCl → HClO3 + HCl →.
5. Осуществите переход: KHF2 → F2 → OF2.
Вариант 8
1. Могут ли галогеноводороды в каких-либо реакциях играть
роль окислителей? Дайте мотивированный ответ.
2. Вычислите, выпадет ли осадок при сливании 100 мл 0,02
М раствора нитрата свинца с 200 мл 0,2 М раствора соляной
кислоты?
3. Объясните различия в агрегатном состоянии веществ при
обычных условиях: ClF3 и BrCl (газы), а ICl и IBr (твердые вещества)?
21
4. Закончите уравнения реакций:
F2 + KOH → I2 + NaOH →
I2 + Cl2 + H2O → HgO + Br2 →
CaOCl2 + H2SO4 → HClO + KI →.
5. Осуществите переходы: KIO → KIO3 → K3H2IO6 → I2.
Вариант 9
1. Как и почему сдвигается в ряду хлор–йод равновесие ре-
акции:
Э2(р-р) + Э−(р-р) ⇄ Э
−
(р-р)?
3
2. Используя термодинамические характеристики, рассчитайте температуру, начиная с которой становится возможной реакция
получения хлороводорода согласно уравнению: Cl2 + 2H2O ⇄
4HCl + O2. Как будет влиять повышение температуры и давления
на смещение этого равновесия?
3. Опишите электродные процессы, протекающие при электролизе водного раствора KCl. Как влияет на продукты электролиза
конструкция электролизера (разделенные или неразделенные катодное и анодное пространства)?
4. Закончите уравнения реакций:
Ba(OH)2 + Cl2 + I2 → HClO →t
HClO3 + Ag → HBrO3 + SO2 + H2O →
Cl2 + F2 → I2 + HNO3(конц.) →.
5. Осуществите переход: Br2 → NaBrO3 → NaBrO4 → Br2.
Вариант 10
1. Какова реакция среды в водных растворах фторида натрия,
фторида аммония, фторида кремния?
2. Вычислите ПР хлорида серебра по величине электродного
потенциала серебра в насыщенном растворе его хлорида, равном
0,51 В.
3. Перечислите отличия свойств йода и его соединений от
остальных галогенов. В чем причины этих отличий?
4. Закончите уравнения, реакций:
CaOCl2 + HCl → Br2+ KCrO2 + KOH →
KClO3 →t HCl + MnO2 →
HClO + SO2 → I2 + NaOH →.
22
5. Осуществите переход: KClO3 → ClO2 → NaClO2 → Cl2.
Вариант 11
1. Сравните гидролизуемость солей в рядах: а) KClO →
KClO2 → KClO3 → KClO4 и б) KClO → KBrO → KIO.
2. В одном литре раствора содержится 10,05 г хлорной кислоты. Рассчитайте молярность и нормальность раствора в реакциях взаимодействия HClO3 с: а) NaOH; б) SO2.
3. Опишите строение следующих соединений: I3‾, ClO3‾, XeF2.
4. Закончите уравнения реакций:
AgCl + NH3 → KBrO3 →t
HCl(конц.) + HNO3(конц.) → I2 + SO2 + H2O →
KClO3 + H2C2O4 → Pb3O4 + HCl(конц.) →.
5. Осуществите переход: KI → I2 → K3H2IO6 → HI → PbI2.
Вариант 12
1. Взрывоопасны ли смеси: а) фтора и водорода; б) фтора
и хлора; в) хлора и водорода; г) хлора и кислорода? Ответ пояснить.
2. Как меняется устойчивость в рядах: a) ClF–ClF3–СlF5 и
б) ClF5–BrF5–IF5? Как объяснить, что до сих пор не получены
соединения ClF7 и BrF7, хотя известно соединение IF7?
3. Вычислите ПP иодида свинца, если его растворимость при
комнатной температуре равна 0,058 г на 100 г раствора.
4. Закончите уравнения реакций:
I2 + HNO3 → HIO3 + H2S →
HgO + Cl2 → ClO2 + O3 →
KMnO4 + KBr + H2SO4 → HClO4 →t.
5. Осуществите переход: KCl → Cl2 → KClO3 → KClO4 →
HCl.
Вариант 13
1. Какова пространственная конфигурация ионов IO3‾, IO4‾,
5
IO
‾?
6
2. Сравните растворимость иодида свинца в воде и в 0,1 н
растворе йодоводородной кислоты.
23
3. Какова реакция среды в водных растворах NaCl, NaClO,
¾ ¾ ¾®
NaClO3, NaClO4, NH4ClO? Ответ подтвердите уравнениями
реакций.
4. Закончите уравнения реакций:
HClO + H2S → ClO2 + O3 →
NaClO3 + MnO2 + H2SO4 → IF5 + KOH →
NaI + H2SO4(конц.) → HBrO + HBr →.
5. Осуществите переход: KClO3 → KCl → Cl2 → Ca(ClO)2.
Вариант 14
1. Напишите уравнения реакций, протекающих при травлении
стекла фтороводородом. В чем отличие процессов матового и
прозрачного травления?
2. Рассчитайте, какое количество бертолетовой соли можно
получить из 166 г гидроксида калия.
3. Опишите строение молекул и ионов: I2, I3‾, IF3.
4. Закончите уравнения реакций:
F2 + H2O → KClO3 + H2C2O4 →
F2 + NaOH → AgClO4 + I2 →
ClO2 + KOH → CaOCl2 + HCl →.
5. Осуществите переход: KCl → Cl2 → Cl2O → KClO3.
Вариант 15
1. Вычислите массу йода и объем оксида азота (II), выделившийся при добавлении 30 мл 0,2 н. раствора нитрита калия к
избытку подкисленного раствора иодида калия (н. у.).
2. Составьте схему цепной реакции хлора с водородом. Какую
роль в ней играет освещение? Имеет ли значение длина волны
света?
3. Объясните, почему молекулы галогенов двухатомны, а молекулы межгалоидных соединений содержат три и более атомов?
4. Закончите уравнения реакций:
MnO
KI(изб.) + Cl2 + H2O → KClO3
2
KBr + KClO3 + H2SO4 → BrCl3 + H2O →
KI + Cl2(изб.) + H2O → BaO2 + ClO2 →
5. Осуществите переход: CaF2 → HF → F2 → LiF.
24
Г лава 3
ЭЛЕМЕНТЫ 16 ГРУППЫ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
1. При работе с концентрированной серной кислотой проявляйте осторожность — особенно берегите глаза, работайте в перчатках. Опыты с концентрированной серной кислотой проводить
в вытяжном шкафу!
2. Сероводород — сильный яд! Все опыты с сероводородом
и другими летучими соединениями проводить только в вытяжном
шкафу! Пострадавшего от сероводорода немедленно вывести на
свежий воздух.
Реактивы:
5%-ные растворы солей: KI, KBr, KCl, KMnO4, KSCN, Na2S,
Na2S2O3, CaCl2, Sr(NO3)2, BaCl2, Al2(SO4)3, ZnCl2, CrCl3, Pb(NO3)2,
Cu(NO3)2, FeCl3, AgNO3.
3%-ный раствор H2O2.
Кислоты, щелочи: концентрированная серная и азотная кислоты, 2 н. раствор H2SO4, 2 н. раствор HCl, 20% раствор НCl,
2 н. раствор NaOH, 25%-ный раствор NaOH.
Кристаллические вещества: KMnO4, KNO3, S, C, P
, BaO2,
кр.
MnO2, FeS (или FeS2), FeSO4, Na2SO3, Zn (гранулы), Zn (порошок),
Cu (стружка).
Индикаторы (фенолфталеин, лакмус, универсальный), хлорная
вода, бромная вода, йодная вода, сероводородная вода, крахмальный клейстер.
Оборудование:
Пробирки; резиновые конусные пробки для пробирок; спиртовка; газоотводные трубки, ∠ 90о; кристаллизатор; вата; фильтровальная бумага; лучины; ступка и пестик.
Получение и свойства кислорода
Опыт 1. В сухую пробирку насыпьте ~0,2 г перманганата
калия. Укрепив пробирку вертикально в лапке штатива, осторож-
25
но нагрейте ее в пламени спиртовки. Определите с помощью
тлеющей лучинки выделяющийся кислород.
Аналогично проведите опыт термического разложения нитра-
та калия.
Опыт 2. Наполните колбу кислородом. В вытяжном шкафу
внесите в цилиндр в железной ложке зажженный кусочек серы
(размером со спичечную головку). Как изменяется интенсивность
горения? После эксперимента прилейте в цилиндр немного дистиллированной воды, добавьте несколько капель лакмуса (или
раствор универсального индикатора). Проделайте аналогичный
эксперимент с активированным углем. Сделайте вывод о характере получаемых в ходе реакций оксидов.
Получение и свойства пероксида водорода
Опыт 3. В стаканчик налейте ~5 мл 2 н. серной кислоты,
охладите её льдом и добавьте ~1 г пероксида бария. После 3–5-минутного перемешивания раствор отфильтруйте от осадка и обнаружьте с помощью иодида калия наличие в растворе пероксида водорода.
Опыт 4. Налейте в пробирку 1 мл 3%-ного раствора пероксида водорода. Внесите в пробирку небольшое количество (на
кончике шпателя) MnO2. Докажите образование кислорода. Какую
роль выполняет диоксид марганца?
Опыт 5. В пробирку к подкисленному серной кислотой раствору иодида калия добавьте несколько капель крахмального
клейстера и прилейте 1 мл 3%-ного раствора пероксида водорода. Что наблюдаете?
Опыт 6. Получите в пробирке небольшое количество осадка
сульфида свинца (II) действием раствора сульфида натрия на раствор нитрата свинца (II). Осадок промойте водой путем декантации.
К осадку прилейте 3%-ный раствор пероксида водорода, перемешайте стеклянной палочкой. Отметьте изменение цвета осадка.
Опыт 7. К подкисленному серной кислотой разбавленному
раствору перманганата калия, прилейте 3%-ный раствор пероксида водорода. Отметьте обесцвечивание раствора и образование
газообразного кислорода.
Опыт 8. К раствору хлорида хрома (III) прилейте раствор
щелочи до образования изумрудно-зеленого раствора. К по-
26
лученному раствору координационного соединения хрома (III)
прилейте несколько миллилитров 3%-ного раствора пероксида
водорода. Отметить изменение окраски раствора. Сделайте вывод
о свойствах пероксида водорода.
Изучение свойств серы
Опыт 9. В пробирку поместите немного измельченной серы,
прилейте 1–2 мл концентрированной азотной кислоты. Смесь
аккуратно нагрейте в пробирке в вытяжном шкафу. После охлаждения содержимое пробирки разбавьте водой и докажите
наличие сульфат-ионов.
Опыт 10. Тщательно перемешанную смесь цинковой пыли
и измельченной серы (в массовом соотношении 1 : 2) поместите
на асбестовую сетку и подожгите с помощью лучинки в вытяжном шкафу. Полученный продукт перенесите в пробирку с водой
и докажите образование газообразного продукта с помощью
фильтровальной полоски, смоченной нитратом свинца (II).
Опыт 11. Пробирку на четверть заполните кусочками серы
и медленно нагревайте в пламени спиртовки. Наблюдайте плавление и последующее изменение цвета и вязкости серы. Когда
сера начнет кипеть, вылейте её тонкой струйкой в кристаллизатор с холодной водой. Полученную массу выньте из воды. Испытайте пластичность серы. Обратите внимание на изменение
свойств пластической серы через некоторое время.
Опыт 12. В пробирку к порошку серы прилейте концентрированный раствор щелочи. Смесь нагревайте в течение 5 минут.
С помощью бумажки, смоченной нитратом свинца (II) установить
присутствие сульфид-иона.
Получение и свойства сероводорода и сульфидов
Опыт 13. В вытяжном шкафу поместите в пробирку ~0,5 г
сульфида железа (II) и прилейте ~3 мл 20%-ного раствора соляной кислоты. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой, имеющей оттянутый конец. Испытайте действие выделяющегося газа на фильтровальную бумажку, смоченную раствором
нитрата свинца (II). Через некоторое время, необходимое для
вытеснения воздуха из пробирки, сероводород подожгите горящей
лучинкой. Наблюдайте горение сероводорода голубоватым пла-
27
менем при достаточном доступе воздуха. Внесите в пламя
холодную фарфоровую чашечку и наблюдайте на дне образование
желтого пятна.
Опыт 14. В отдельных пробирках приготовьте по ~1 мл следующих растворов: бромной воды; йодной воды; раствора перманганата калия, подкисленного серной кислотой; раствора хлорида железа (III). Качественная реакция ионов железа (III) с
тиоцианат-ионом поможет визуальным наблюдениям. Отметьте
окраску каждого раствора. В каждую пробирку прилейте избыток
сероводородной воды и отметьте изменение цвета растворов.
Каков состав сероводородной воды? Запишите все уравнения
реакций и сделайте вывод о восстановительных свойствах сероводорода и его водного раствора.
Опыт 15. Налейте в три пробирки по ~1 мл раствора сульфида натрия. В первую пробирку добавьте 1–2 капли фенолфталеина и установите реакцию среды. Во вторую пробирку прилейте
1–2 мл раствора сульфата алюминия, в третью — такой же объём
раствора хлорида цинка. Наблюдайте образование осадков. Прилейте к осадкам во второй и третьей пробирках концентрированный раствор щелочи и наблюдайте растворение осадка во второй
пробирке. Обоснуйте наблюдения и запишите уравнения реакций.
Опыт 16. Испытайте действие сероводородной воды на следующие растворы: хлорид калия, сульфат железа (II), хлорид
бария, хлорид цинка, нитрат свинца (II), нитрат меди (II). Установите, в каких пробирках образовались осадки. К остальным
пробиркам добавьте раствор сульфида натрия. Проанализируйте
результаты эксперимента, для объяснения результатов используйте данные растворимости солей.
Диоксид серы и его свойства
Опыт 17. В сухую пробирку поместите ~ 0,5 г кристалличе-
ского сульфита натрия и закрепите её в лапке штатива в вытяжном шкафу. Добавьте ~3 мл концентрированной серной кислоты.
Пробирку закройте пробкой с газоотводной трубкой, выделяющийся газ пропустите через ~ 10 мл дистиллированной воды
в стакане. Испытайте реакцию среды с помощью универсального индикатора. Полученный раствор диоксида серы в воде —
сернистой кислоты, разлейте в пять пробирок. В одну пробирку
прилейте хлорную воду, во вторую — бромную, в третью — рас-
28
твор соли железа (III), в четвертую — разбавленный раствор
перманганата калия. В каждой пробирке установите с помощью
раствора хлорида бария образование сульфат-ионов в качестве
продукта окисления сернистой кислоты. К раствору сернистой
кислоты в пятой пробирке (под тягой) прилейте ~ 3 мл сероводородной воды, через несколько минут наблюдайте образование
взвеси (на черном фоне). Сделайте выводы о составе и свойствах
водного раствора диоксида серы.
Тиосерная кислота и тиосульфаты
Опыт 18. К раствору тиосульфата натрия добавьте разбав-
ленную соляную кислоту. Наблюдайте образование взвеси. Сравните результаты эксперимента с действием соляной кислоты на
сульфит натрия и обоснуйте различие в свойствах сернистой и
тиосерной кислот.
Опыт 19. В три пробирки налейте по 1–2 мл хлорной, бромной,
йодной воды и затем по каплям прибавьте раствор тиосульфата
натрия до исчезновения запаха хлора и обесцвечивания бромной
и йодной воды. С помощью раствора хлорида бария установите
образование сульфат-ионов в первой и второй пробирках.
Опыт 20. К раствору нитрата серебра (I) прилейте по каплям
раствор тиосульфата натрия, избегая избытка (почему?). Наблюдайте образование белого осадка тиосульфата серебра и постепенное изменение цвета осадка. Отфильтруйте осадок и к фильтрату прилейте раствор хлорида бария. Отметьте образование
осадка. Обоснуйте наблюдаемые превращения тиосульфата серебра (I). Используя значения ПР галогенидов серебра (AgCl,
AgBr, AgI) и константы нестойкости комплекса [Ag(S2O3)2]3‾,
рассчитайте константу равновесия реакции:
AgHal↓ + 2[S2O3]2‾ ⇄ [Ag(S2O3)2]3‾ + Hal‾
и сделайте вывод о растворимости осадков AgHal в растворе
тиосульфата натрия. На основании опытов сделайте вывод о
строении и свойствах тиосульфатов.
Серная кислота и её свойства
Опыт 21. На листке фильтровальной бумаги острой лучинкой
сделайте надпись разбавленной серной кислотой. Бумажку осторожно высушите над пламенем спиртовки. Что наблюдаете? Почему?
29
Опыт 22. Несколько медных стружек обработайте в пробирке ~3 мл концентрированной серной кислотой и смесь осторожно нагрейте на спиртовке в вытяжном шкафу. Обратите внимание
на выделение газа. Поднесите к отверстию пробирки фильтровальную бумажку, смоченную раствором перманганата калия.
После окончания реакции осторожно вылейте по каплям раствор
в воду и наблюдайте образование голубой окраски.
Опыт 23. Поместите в пробирку гранулу цинка, прилейте
~2 мл концентрированной серной кислоты и смесь осторожно
нагрейте на спиртовке в вытяжном шкафу. Отметьте выделение
газа, установите его природу и обратите внимание на появление
налета серы на стенках пробирки.
Опыт 24. Щепотку серы обработайте в пробирке 1–2 мл
концентрированной серной кислоты и смесь осторожно нагрейте на спиртовке в вытяжном шкафу. Испытайте действие выделяющегося газа на бумажку, смоченную раствором перманганата
калия, и установите природу газа.
На основании опытов 21–24 сделайте вывод об окислительных
свойствах концентрированной серной кислоты. Обоснуйте различие в окислительных свойствах концентрированной и разбавленной серной кислоты.
Опыт 25. К разбавленной серной кислоте в четырех пробирках прилейте растворы солей кальция, стронция, бария и
свинца (II). Отметьте образование осадков. Используя справочные
данные, сделайте вывод о растворимости сульфатов. Каким способом осадок сульфата бария перевести в растворимое соединение? Напишите уравнение реакции.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
1. Дайте названия следующим веществам по систематической
номенклатуре: H2TeO4, BaO2, (NH4)2S2O8, O3, Na2S4O6, H2SeO3,
SO2Cl2.
2. Запишите формулы следующих веществ: пероксид кальция,
октаселен, гидросульфид бария, сульфид серебра (I), оксид теллура (IV), диселеновая кислота, пероксосульфат натрия.
3. Используя метод ВС, определите пространственную конфигурацию следующих молекул и ионов: O3, SO2, SeO
2–
S2O
.
3
30
2–
, SF4,
3
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]