Вопросы к лабам по химии элементов

31

36.Составьте уравнения реакций, позволяющих получить из кремния соеди-

нения, растворимые в воде, и протекающих: а) в кислотной среде, б) в

щелочной среде.

37.Запишите уравнения следующих реакций:

Sn + OH- ; [SnCl3]- + Cl- + Fe3+ ; Pb + H2SO4

38.Используя справочные данные, рассчитайте константу равновесия для следующего процесса: PbCrO4 + S2–  PbS + CrO42–

39.Определите тип гибридизации атомных орбиталей и геометрическую форму комплексов олова в степени окисления +II.

40.Используя справочные данные, укажите в каком направлении смещено равновесие: PbCl2 + 2I–  PbI2 + 2Cl–

41.Какие проблемы возникают при длительном хранении раствора хлорида олова(II)? Предложите способы стабилизации такого раствора.

42.Запишите уравнения следующих реакций:

а) PbSO4 + H2SO4 (конц.) ; Ge + HNO3 (конц.) ; Mg2Si + H2O б); [SnCl3]– + CrO42– ; Pb3O4 + HNO3

43.Какие изомеры существуют у соединения с формулой HgN2C2O2? 44.При термическом разложении нитрата свинца образуется твердый оста-

ток. Какого он цвета? Иногда может получаться твердая фаза другого цвета. Какими причинами это может быть вызвано?

45.Запишите уравнения следующих реакций:

а) [Sn(OH)3]– + OH– + Bi3+ ; GeCl4 + H2O ; PbS + HNO3 (конц.)

б) PbO2 + HNO3 ; SiO2 + HF ; C + HNO3

46.Используя справочные данные, сравните окислительные свойства PbO2 в

кислой и щелочной среде.

www.mitht.ru/e-library

32

47.Как получают кремний в промышленности? Приведите уравнения проте-

кающих реакций.

48.Как получают и где применяются карбонильные комплексы? Продемон-

стрируйте применимость правила Сиджвика на примере определения со-

става карбонильного комплекса ванадия. 49.Запишите уравнения следующих реакций:

а) PbO2 + HNO3 + Mn(NO3)2 ; CO + MnO4– + H3O+ б) Pb3O4 + KI ; PbO2 + OH– + [Cr(OH)6]3–

50.Составьте уравнения реакций, лежащих в основе промышленного полу-

чения олова и свинца.

51.В чем заключаются различия в протекании реакций гидроксида олова(II)

с разбавленными а) соляной, б) серной кислотами. Какова причина этих различий?

52.Составьте уравнения реакций гидроксида олова(II) а) с концентрирован-

ной, б) с разбавленной азотной кислотой.

53.Запишите уравнения реакций, отвечающих превращениям:

Pb2+ PbSO4 PbCrO4 PbS

Как можно перевести в раствор сульфид свинца? 54.Запишите уравнения реакций, отвечающих превращениям:

Sn(т) H[SnCl3](р) H2[SnCl6](р) H[SnCl3](р)

Какие действия следует предпринять, чтобы, используя эти реакции, ста-

билизировать раствор трихлоростанната(II) водорода при его длительном хранении на воздухе?

55.В начале XVIII века английский ботаник и химик Стивен Гейлс изобрел прибор для собирания газов под водой. При измерении количества выде-

лившегося углекислого газа английский химик Джозеф Пристли исполь-

зовал другую жидкость (какую?) Чем это было вызвано? Предложите

www.mitht.ru/e-library

33

свои варианты с учетом развития химии и техники в XVIII веке. Как из-

меняется растворимость газов в воде в зависимости от давления и темпе-

ратуры?

Элементы IIIА-группы

1.К какому типу простых веществ относятся бор, алюминий, галлий, ин-

дий?

2.Используя результаты опытов и справочные данные, сравните восстано-

вительные свойства простых веществ IIIА-группы в кислотной, щелочной и нейтральной среде.

3.Почему для непосредственного взаимодействия алюминия с водой требу-

ется предварительная обработка его поверхности?

4.Как меняется металличность простых веществ в ряду бор – алюминий – галлий – индий – таллий? Охарактеризуйте устойчивость степеней окис-

ления этих элементов в соединениях.

5.Охарактеризуйте протолиз гидроксида бора количественно (приведите значение KK). Каков состав продуктов протолиза гидроксида бора?

6.На какие особенности строения гидроксида бора указывает его способ-

ность образовывать сложный эфир?

7.К какому типу гидроксидов относятся гидроксиды алюминия(III), гал-

лия(III), индия(III), таллия(III) и таллия(I)?

8.Как меняются кислотно-основные свойства гидроксидов в ряду элемен-

тов IIIA-группы от бора до таллия?

9.Каковы протолитические свойства аквакатионов алюминия, галлия, ин-

дия?

10.Каковы протолитические свойства тетраборат-иона?

11.В какой среде устойчив гидроксокомплекс алюминия?

www.mitht.ru/e-library

34

12.Охарактеризуйте окислительно-восстановительные свойства таллия в степенях окисления +I и + III.

13.Предложите способы идентификации производных бора и алюминия.

14.Почему сульфид алюминия нельзя выделить по обменной реакции из водного раствора?

15.Как протекает гидролиз бинарных соединений алюминия - например,

нитрида алюминия, трикарбида тетраалюминия и фосфида алюминия?

16.Какие продукты получаются в реакции трихлорида бора с водой?

17.Как взаимодействует с водой трифторид бора?

18.Каковы продукты взаимодействия гидроксида бора в водной среде а) с

избытком гидроксида натрия, б) с карбонатом натрия? Напишите уравне-

ния реакций.

19.Каковы продукты взаимодействия тетрабората натрия в водном растворе а) с избытком гидроксида натрия, б) с разбавленной серной кислотой?

20.Какое свойство тетрабората натрия позволяет использовать его для умяг-

чения воды (в составе моющих средств и стиральных порошков)?

* * *

21.Проиллюстрируйте уравнениями соответствующих реакций амфотерные свойства алюминия.

22.Сравните значения pH 0,02 М раствора сульфата алюминия и 0,03 М рас-

твора хлорида алюминия.

23.Запишите уравнения реакции взаимодействия алюминия с водой в при-

сутствии а) хлорида аммония; б) ортофосфата натрия.

24.Чем обусловлена возможность димеризации трихлорида алюминия?

25.Запишите уравнения следующих реакций:

B + HNO3 (конц.) ; Al + KOH + KNO3 ; [AlH4]– + H3O+

www.mitht.ru/e-library

35

26.Используя метод молекулярных орбиталей, объясните строение молеку-

лы диборана.

27.Охарактеризуйте окислительные свойства соединений таллия(III).

28.Чем обусловлена устойчивость соединений таллия(I)?

29.Запишите уравнение реакции взаимодействия алюминия с концентриро-

ванным водным раствором карбоната калия.

30.Опишите свойства гидридных комплексов алюминия, укажите области их применения. Как эти соединения взаимодействуют с водой?

31.Запишите уравнения реакций тетрагидроксоалюмината натрия в водном растворе а) с хлоридом аммония, б) с диоксидом углерода, в) с избытком разбавленной серной кислоты.

32.Используя справочные данные, сравните кислотные свойства аквакатио-

нов алюминия(III), галлия(III), индия(III).

33.Используя справочные данные, сравните растворимость в воде и оснóвные свойства гидроксидов алюминия, галлия, индия, таллия.

34.Опишите схему промышленного получения алюминия. Приведите урав-

нения протекающих реакций.

35.Какие способы используются для получения бора в промышленности и в лаборатории?

36.Охарактеризуйте оснόвные свойства и предложите способы получения гидроксида таллия(I).

37.Предложите способы получения сульфида и цианида алюминия.

38.Запишите уравнения реакций взаимодействия диборана а) с водой, б) с

кислородом воздуха. Как протекает термическое разложение диборана?

Запишите уравнение реакции.

www.mitht.ru/e-library

36

39.На примере пары B – Si продемонстрируйте диагональное сходство свойств химических элементов и их соединений в периодической систе-

ме.

40.Сравните реакционную способность аморфного и кристаллического бора.

Комплексные соединения

1.Чем обусловлена кислотная среда водных растворов солей бериллия,

алюминия и цинка(II)?

2.Каковы значения КЧ центрального атома в аквакомплексах бериллия,

алюминия, цинка(II)? Назовите продукты протолиза этих аквакомплек-

сов.

3.Составьте координационные формулы хлорида гексааквакобальта(II) и

моногидрата сульфата тетрааквамеди(II).

4.В чем причина изменения окраски раствора от розовой до голубой (си-

ней) при обезвоживании аквакомплекса кобальта(II)?

5.Почему медный купорос обесцвечивается при нагревании? Какие продук-

ты последовательно образуются при его обезвоживании? Изобразите гра-

фическую формулу кристаллогидрата сульфата меди.

6.Почему координационное число бериллия(II) никогда не бывает выше 4,

а у магния(II) КЧ достигает 6?

7.По каким причинам происходит разрушение аммиачных комплексов в случае а) добавления кислот, б) обработке раствором перманганата калия,

в) добавлении бромной воды, г) пропускании сероводорода, д) нагрева-

нии на воздухе?

8.Используя справочные данные, охарактеризуйте количественно процессы разрушения аммиачных комплексов а) меди(II), б) никеля(II) в кислотной среде.

www.mitht.ru/e-library

37

9.Используя справочные данные, охарактеризуйте количественно процессы разрушения аммиачных комплексов а) меди(II), б) никеля(II) при добав-

лении к их растворам сульфида натрия.

10.Какими способами можно получить аммиачные комплексы, неустойчи-

вые в водном растворе, например хлорид гексаамминалюминия(III)?

11.В какой среде устойчивы гидроксокомплексы? Что происходит с ними при подкислении раствора?

12.По какой причине растворяются осадок иодида ртути(II) при введении избытка раствора иодида калия? Почему тетраиодомеркурат(II)-ионы, не реагирующие с гидроксид-ионами, разрушаются под действием сульфид-

ного иона?

13.Составьте выражения для ступенчатых констант устойчивости и констант нестойкости комплексов меди(II), отвечающих реакциям замещения ли-

гандов, протекающим: а) при добавлении бромоводородной кислоты, б)

при разбавлении раствора тетрабромокупрат(II)-иона водой.

14.В чем причина превращения тиоцианатного комплекса железа(III) во фторидный комплекс при добавлении фторида натрия?

15.Почему реакцию получения диметилглиоксиматного комплекса нике-

ля(II) ведут в аммиачной среде?

16.Чем обусловлено повышение прочности хелатов по сравнению с ком-

плексами, не содержащими циклических фрагментов? Сравните устойчи-

вость комплексов никеля(II) с аммиаком и диметилглиоксимат-ионом.

17.Определите тип гибридизации атомных орбиталей и геометрическую форму комплексных ионов, получаемых при взаимодействии а) катиона никеля(II) с диметилглиоксимом в аммиачной среде, б) катиона никеля(II)

с этилендиамином, в) катиона железа(III) с оксалат-ионами. Установите значения КЧ центральных атомов и дентатность лигандов в данных ком-

плексах.

www.mitht.ru/e-library

38

* * *

18.Дайте название комплексному соединению O2[PtF6]. Укажите внешнюю и внутреннюю сферу комплекса, установите координационное число ком-

плексообразователя и дентатность лиганда.

19.Сравните магнитные свойства K3[Co(NO2)6] и [Co(H2O)6]Cl2.

20.Запишите формулу бис(тиосульфато)аргентата(I) натрия. Укажите внеш-

нюю и внутреннюю сферу комплекса, установите координационное число комплексообразователя и дентатность лиганда.

21.Определите ступенчатую константу образования K2 для комплекса сереб-

ра(I) с тиосульфат-ионом, если известно, что lgβ1 = 8,60, а lgβ2 = 13,46.

22.Запишите формулу хлорида дихлоротетраамминплатины(IV)-

тетраамминплатины(II). Укажите внешнюю и внутреннюю сферу ком-

плекса, установите координационное число комплексообразователей и дентатность лигандов.

23.Охарактеризуйте магнитные свойства сульфата тетраамминцинка(II).

24.Запишите формулу тетрагидроксо-пента( -оксо)тетрабората(III) натрия.

Укажите внешнюю и внутреннюю сферу комплекса, установите коорди-

национное число комплексообразователя и дентатность лигандов.

25.Сравните магнитные свойства а) сульфата гексаамминкобальта(II) и

сульфата гексаамминкобальта(III), б) сульфата гексааквакадмия(II) и

сульфата гексаамминкадмия(II).

26.Запишите формулу бис(сульфато)неодимата(III) калия. Укажите внеш-

нюю и внутреннюю сферу комплекса, установите координационное число комплексообразователя и дентатность лиганда.

27.Запишите формулу моногидрата хлорида хлоропентааквахрома(III), а

также формулы его изомеров. Укажите внешнюю и внутреннюю сферу

www.mitht.ru/e-library

39

комплексов, установите координационное число комплексообразователя и дентатность лигандов.

28.Используя справочные данные, рассчитайте константу равновесия для ре-

акции: AgCl + 2SO3S2–  [Ag(SO3S)2]3– + Cl–.

29.Используя правило Сиджвика, определите состав карбонильного ком-

плекса марганца.

30.Запишите формулу дихлоро-бис(этилендиамин)цинка. Укажите внеш-

нюю и внутреннюю сферу комплекса, установите координационное число комплексообразователя и дентатность лигандов.

31.Состав соединения отвечает формуле: Pt2(NH3)8Cl6. При взаимодействии

0,3 моль этого соединения с избытком водного раствора нитрата серебра выпадает 1,2 моль осадка. Определите координационную формулу данно-

го соединения.

32.Определите число изомеров комплекса состава [Co(NH3)3(NCS)3]. Изо-

бразите структурные формулы этих изомеров.

33.Запишите формулу и определите число изомеров для катиона дибромо-

бис(этилендиамин)кобальта(III). Установите координационное число комплексообразователя и дентатность лигандов.

34.Определите состав, тип гибридизации атомных орбиталей комплексооб-

разователя и геометрическую конфигурацию карбонильного комплекса железа, проявляющего диамагнитные свойства.

35.Выведите формулу, связывающую константу кислотности аквакатиона кобальта(II) и первую ступенчатую константу образования катиона гид-

роксопентааквакобальта(II).

36.Запишите формулу гексанитрокобальтата(III) калия. Установите возмож-

ность изомерии для данного комплекса. Укажите внешнюю и внутрен-

нюю сферу комплекса, установите координационное число комплексооб-

разователя и дентатность лиганда.

www.mitht.ru/e-library

40

37.Определите тип гибридизации атомных орбиталей комплексообразовате-

ля и геометрическую конфигурацию тетрацианоникколата(II) калия, про-

являющего диамагнитные свойства.

38.Выведите формулу, связывающую константу кислотности аквакатиона цинка(II) и первую ступенчатую константу образования катиона гидро-

ксопентааквацинка(II).

39.Назовите следующие соединения: [Pt(N2H5)2Cl2]Cl2, Na2[B4O5(OH)4].

Укажите внешнюю и внутреннюю сферу комплексов, установите коорди-

национное число комплексообразователя и дентатность лигандов.

40.Рассчитайте pH в 0,05 М растворе гидроксида гексаамминкадмия(II) при

25 °С.

41.Как образуются кластерные комплексы хрома(II)? Определите порядок связи металл-металл.

42.Назовите следующие частицы: [PW12O40]3–, [Pt(en)2]2+. Установите коор-

динационное число комплексообразователей и дентатность лигандов.

43.Используя правило Сиджвика, определите состав а) карбонильного ком-

плекса рения, б) карбонильного комплекса ванадия.

44.Используя справочные данные, рассчитайте константу химического рав-

новесия: AgCN + HCN + H2O  [Ag(CN)2]– + H3O+

45.Назовите следующие частицы: [Ru(N2)(NH3)5]2+, [V(NCS)6]–. Установите координационное число комплексообразователей и дентатность лигандов.

46.Назовите следующие частицы: [Fe(H2O)5(NCS)]2+, [Pt(en)2]Cl2. Установите координационное число комплексообразователя и дентатность лиганда.

47.Опишите образование химической связи в [Re2Cl8]2–.

48.Сравните расщепление вырожденного электронного d-подуровня в тетра-

эдрическом и октаэдрическом поле. Что такое параметр расщепления?

www.mitht.ru/e-library