Вопросы к лабам по химии элементов

51

ной кислотой (при нагревании), б) концентрированной азотной кислотой

(при нагревании)?

4.В каких условиях и с помощью каких реактивов достигается пассивиро-

вание поверхности железа?

5.Каков состав продуктов горения железа и взаимодействия железа с се-

рой?

6.Почему термическое разложение нитратов железа(II), кобальта(II) и ни-

келя(II) приводит к оксидам с разными степенями окисления элемента

VIIIБ-группы?

7.Чем вызвано изменение цвета осадка гидроксида железа(II) при стоянии смеси на воздухе? Каковы составы голубого и розового осадков, которые последовательно получаются при обработке растворов солей кобальта(II)

в водном растворе гидроксидом натрия?

8.Относятся ли гидроксид железа(II), метагидроксид железа, гидроксиды кобальта(II) и никеля(II) к числу оснόвных гидроксидов или они являются амфотерными?

9.Используя значения , сравните отношение гидроксидов железа(II), ко-

бальта(II) и никеля(II) к кислороду воздуха и другим окислителям.

10.Какие свойства проявляет метагидроксид никеля в реакциях с концентри-

рованной соляной и серной кислотами?

11.Как в ряду железо – кобальт – никель меняются устойчивость и окисли-

тельно-восстановительные свойства: а) гидроксидов состава Э(ОН)2 и

ЭО(ОН); б) оксидов состава ЭО и Э2О3? Каково строение оксидов состава Э3О4?

12.Чем обусловлена кислотная среда растворов солей железа, кобальта и ни-

келя? Сравните протолитические свойства гидратированных катионов железа(II), железа(III), кобальта(II) и никеля(II).

www.mitht.ru/e-library

52

13.Приведите формулы и названия продуктов протолиза аквакатионов желе-

за(III), в том числе мостиковых многоядерных комплексов, образующих-

ся при нагревании раствора.

14.Почему осаждение сульфида железа(II) в кислотной среде не происходит,

в то время как сульфиды кобальта и никеля в аналогичных условиях вы-

падают в осадок?

15.Можно ли химически растворить сульфиды железа(II), кобальта(II) и ни-

келя(II): а) в концентрированной хлороводородной кислоте; б) в концен-

трированной серной кислоте; в) в азотной кислоте?

16.Сделайте вывод об окислительно-восстановительных свойствах соедине-

ний железа(II) и железа(III) в кислотной и щелочной среде; помимо экс-

периментальных результатов, используйте значения .

17.Как влияет рН среды на окислительно-восстановительные свойства со-

единений кобальта и никеля?

18.В чем выражается сходство химических свойств феррат(VI)-иона с суль-

фат- и хромат-ионами и как это связано с их строением?

19.Оцените окислительные свойства феррат(VI)-иона, используя экспери-

ментальные результаты и справочные данные. Почему получение ферра-

та(VI) калия следует вести в сильнощелочной среде?

20.Как влияет на окислительно-восстановительные свойства кобальта(II) за-

мена молекул воды во внутренней сфере комплекса на другие лиганды?

Укажите функции нитрит-иона в процессе получения комплексного со-

единения – гексанитрокобальтата(III) калия.

21.Сравните устойчивость ацидокомплексов железа(III): а) с тиоцианат-

ионом и фторид-ионом; б) с ортофосфат-, гидроортофосфат- и дигидро-

ортофосфат-ионами.

22.Как влияет на цвет комплекса кобальта(II): а) замещение молекул воды во внутренней сфере на хлорид-ионы; б) изменение КЧ центрального атома

www.mitht.ru/e-library

53

и превращение октаэдрического комплекса в тетраэдрический? Укажите координационное число комплексообразователя и дентатность лигандов для всех образующихся комплексов.

23.Как меняется устойчивость комплексных соединений элементов семейст-

ва железа: а) при переходе от степени окисления +II к +III; б) при заме-

щении монодентатного лиганда на полидентатный?

24.Предложите способы обнаружения и разделения катионов а) железа(II) и

кобальта(II), б) железа(III) и никеля(II), в) кобальта(II) и никеля(II) при их совместном присутствии в растворе.

25.Предложите способ аналитического определения катионов железа(II) и

железа(III) при их совместном присутствии в растворе.

* * *

26.Составьте уравнения реакций, позволяющих осуществить превращения:

а) Fe FeSO4 Fe2(SO4)3 K2FeO4 FeO(OH) FeS

б) [Co(H2O)6]2+ CoO(OH) [Co(H2O)6]2+ [Co(NH3)6]3+

27.Запишите по стадиям уравнения реакций взаимодействия катиона тетра-

амминплатины(II) с хлорид-ионом. Изобразите строение всех промежу-

точных продуктов.

28.Составьте уравнения реакций, позволяющих осуществить превращения:

а) Co(OH)2 CoO(OH) Co(OH)2 [Co(NH3)6](OH)2

б) Ni NiSO4 Ni(OH)2 NiO(OH) NiSO4

29.Дайте объяснение тому факту, что все комплексные соединения палла-

дия(II) и платины(II) являются плоскоквадратными.

30.Составьте уравнения реакций, позволяющих осуществить превращения:

а) Ni(OH)2 NiO(OH) NiСl2 [Ni(NH3)6]Cl2

б) [Co(H2O)6]2+ + H2O2 + NH3 .H2O + … [Co(NH3)6]3+ + …

www.mitht.ru/e-library

54

31.Каковы магнитные свойства гексацианоферрат(II)-иона?

32.Запишите по стадиям уравнения реакций взаимодействия тетрахлоропла-

тинат(II)-иона с аммиаком. Изобразите структурные формулы всех про-

межуточных продуктов.

33.Как получить гидроксид железа(II), не содержащий продуктов окисления

– производных железа(III)? Что происходит с гидроксидом железа(II) на воздухе?

34.Надпись, сделанная на фильтровальной бумаге розовым раствором хло-

рида кобальта(II), при нагревании «проявляется» - приобретает синий цвет. Впоследствии, при хранении в обычных условиях, надпись обесцве-

чивается. Дайте объяснение наблюдаемым явлениям. Запишите уравне-

ния всех протекающих реакций.

35.Объясните, почему красная кровяная соль является более токсичной по сравнению с желтой кровяной солью. Дайте систематические названия обеим «кровяным» солям.

36.Определите ступенчатую константу образования K6(обр.) для комплекса кобальта(III) с аммиаком, если известно, что lgβ1 = 7,30, lgβ2 = 14,00, lgβ3

= 20,10, lgβ4 = 25,70, lgβ5 = 30,80, lgβ6 = 35,81.

37.Объясните изменение окраски при переходах: [Co(H2O)6]2+

[Co(NCS)4]2– [Co(H2O)6]2+ [CoCl4]2–

38.Определите, к какому типу шпинелей относится соединение, состав кото-

рого отвечает формуле Co3O4.

39.Составьте уравнения реакций, позволяющих осуществить превращения

а) [Fe(H2O)6]3+ [Fe(H2O)3(NCS)3] [Fe(H2PO4)4]—

б) [Co(NH3)6]Cl2 [Co(NH3)6]Cl3

40.Как получить ацетат палладия? Каково его строение?

www.mitht.ru/e-library

55

41.Используя справочные данные, подтвердите, что в щелочной среде гид-

роксид кобальта(II) можно окислить кислородом до метагидроксида ко-

бальта(III).

42.Предложите способ получения цис-дихлородиамминплатины.

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

роксопентааквакобальта(II).

44.Предложите способ получения транс-дихлородиамминплатины.

45.Предложите способы получения и разрушения комплексного катиона тетра(тиоционато)диакважелеза(III).

46.Сформулируйте теорему Яна-Теллера и примените ее для объяснения особенностей комплексных соединений никеля(II).

47.Используя справочные данные, охарактеризуйте свойства оксида осмия в высшей степени окисления.

48.Используя правило Сиджвика, определите состав одноядерного и двух-

ядерного карбонильных комплексов железа. Изобразите структурные формулы этих соединений.

49.Сравните магнитные свойства гексафтороферрат(III)- и гексацианофер-

рат(III)-ионов.

50.К какому типу шпинелей относится минерал магнетит?

51.Используя справочные данные, подтвердите, что в щелочной среде желе-

зо(III) не проявляет окислительных свойств.

52.Как происходит координация цианид-ионов к атомам железа(II) и

железа(III) в соединении, известном под тривиальным названием «бер-

линская лазурь» или «турнбулева синь»? Объяснение дайте с позиций теории жестких и мягких кислот и оснований.

www.mitht.ru/e-library

56

53.Объясните, почему комплексные соединения кобальта(III) устойчивее аналогичных соединений кобальта(II).

54.Для получения хлорида гексаамминкобальта(III) в качестве катализатора используют активированный уголь. Какие соединения кобальта получат-

ся в отсутствии катализатора? Дайте их название, изобразите строение комплексных катионов. Для каких соединений возможны изомеры?

55.Каково строение ацетата: а) палладия(II) б) платины(II)? Какова геомет-

рическая характеристика ближайшего окружения атомов палладия (пла-

тины)?

Элементы VIIБ-группы

1.Оцените восстановительные свойства марганца, технеция и рения.

2.К какому типу оксидов и гидроксидов относятся гидроксид марганца(II) и

оксид марганца(IV)?

3.Какие продукты образуются при окислении гидроксида марганца(II) ки-

слородом воздуха?

4.Объясните причину повышенной химической устойчивости оксида мар-

ганца(IV).

5.Каковы протолитические свойства гидратированного катиона марган-

ца(II)?

6.Какие окислители можно использовать в реакции превращения марган-

ца(II) в перманганат-ион?

7.Почему сульфид марганца(II) не осаждается в кислотной среде при дей-

ствии сероводорода?

8.Как влияет тип среды в растворе на устойчивость манганат-ионов?

9.Дайте оценку окислительно-восстановительным свойствам манганат-

иона, используя значения .

www.mitht.ru/e-library

57

10.Сравните окислительные свойства соединений марганца(VII) и ре-

ния(VII).

11.Какие соединения марганца, помимо перманганата калия, выделяют ки-

слород при термическом разложении?

12.Охарактеризуйте кислотно-оснόвные и окислительно-восстановительные свойства соединений марганца и рения при различных степенях окисле-

ния.

13.Составьте уравнения термического разложения а) перманганата аммония,

б) перрената аммония.

14.К водному раствору сульфата марганца(II) добавили раствор гидроксида калия. Выпавший осадок (каковы его состав и цвет?) оставили на воздухе.

Через несколько дней поверхность осадка почернела. Составьте уравне-

ния протекающих реакций.

15.Как протекает взаимодействие а) марганца, б) рения с концентрирован-

ным раствором пероксида водорода и с азотной кислотой? Составьте уравнения протекающих реакций.

* * *

16.Как образуется химическая связь в комплексном анионе [Re2Cl8]2-? Как изменится конформация частицы при уменьшении степени окисления атомов рения?

17.Почему минерал гаусманит, в отличие от магнетита, имеет строение нормальной шпинели?

18.Как изменяется устойчивость высшей степени окисления в ряду Mn – Tc –Re?

Перечислите устойчивые степени окисления элементов VIIB группы.

www.mitht.ru/e-library

58

19.Перечислите и опишите оксиды марганца. Что собой представляет гепта-

оксид димарганца? Напишите уравнения реакций, отражающих два пути разложения Mn2O7.

20.Используя диаграмму Фроста, докажите, что в кислотной среде манганат(VI)-ион является более сильным окислителем, чем перманганат-

ион.

Перечислите и охарактеризуйте соединения марганца(III) и марганца(IV).

21.Объясните, почему соединения, содержащие катион гексааквамарган-

ца(II), окрашены в бледно-розовый цвет, тогда как перманганат калия имеет фиолетовую окраску.

22.При действии на раствор перманганата калия избытка раствора сульфита натрия на холоду окраска изменяется с фиолетовой до зеленой, а затем до синей. Объясните, с чем это связано.

23.Определите состав карбонильного комплекса марганца. Каково строение этого соединения?

24.В щелочной раствор манганата калия пропускают а) диоксид углерода; б)

монооксид углерода; в) диоксид серы; г) сероводород; д) воздух. Опиши-

те наблюдаемые явления.

25.Щелочной раствор манганата калия разбавляют большим количеством воды. Опишите наблюдаемые явления.

26.Используя диаграмму Латимера, покажите, что Mn(III) и Mn(VI) прояв-

ляют склонность к диспропорционированию.

27.Перечислите реагенты, с помощью которых Mn(II) можно перевести в

Mn(VII). Запишите уравнения протекающих реакций.

28.Может ли пероксодисульфат-ион в стандартных условиях в водном рас-

творе окислить катион марганца(II) до перманганат-иона? В какой среде следует проводить эту реакцию – в кислотной или щелочной?

www.mitht.ru/e-library

59

29.Перечислите низкоспиновые комплексы Mn(II) и Mn(III). Опишите их свойства.

30.Объясните, почему некоторые длины связей Mn – F для [MnF6]3─ равны

1,82 Å, тогда как другие (каково их число?) составляют 2,15 Å.

31.Определите pH в 0,1М растворе перманганата калия.

32.Сравните поведение гептаоксида димарганца и гептаоксида дирения в спиртовых растворах. Напишите уравнения реакций и дайте объяснения наблюдаемым явлениям.

33.Бесцветные кристаллы состава H4Re2O9 образуются с течением времени при стоянии водного раствора гептаоксида дирения. Каково строение это-

го соединения?

34.Предложите способы перевода марганца и рения в водный раствор. За-

пишите уравнения протекающих реакций.

35.К суспензии гидроксида марганца(II) добавляют: а) хлорид аммония; б)

хлорид натрия. Опишите наблюдаемые явления.

36.Определите магнитные свойства бис(η5-циклопентадиенил)марганца(II).

37.Будет ли химически растворяться осадок диоксида марганца в подкис-

ленном растворе сульфата железа(II)?

38.Какие способы перевода марганца(II) в перманганат-ион в водном рас-

творе вам известны? Приведите уравнения реакций и подтвердите ответ справочными данными.

39.Предложите способы получения солей – манганатов и перманганатов с использованием диоксида марганца.

40.Какой реагент лучше использовать для количественного определения перманганат-ионов в водном растворе: щавелевую кислоту или сульфит натрия? В какой среде лучше проводить данные реакции?

www.mitht.ru/e-library

60

Элементы VIБ-группы

1.Почему в результате взаимодействия хрома с кислотами, проявляющими окислительные свойства за счет катиона оксония, образуются производ-

ные хрома(II), а не хрома(III)?

2.Какие концентрированные кислоты пассивируют поверхность хрома?

3.К какому типу гидроксидов относится гидроксид хрома(II)? Какой про-

дукт образуется при его окислении на воздухе?

4.Почему оксид хрома(III) обладает высокой устойчивостью к химическим воздействиям?

5.Чем вызвано химическое растворение оксида хрома(III) в расплаве ди-

сульфата калия?

6.Какой продукт получится при химическом растворении оксида хрома(III)

в расплаве гидроксида калия?

7.К какому типу гидроксидов относится гидроксид хрома(III)?

8.Как меняется кислотно-основный характер соединений хрома с измене-

нием степени окисления от +II до +VI?

9.Используя литературные данные, оцените термическую устойчивость ок-

сидов хрома(II), хрома(III) и хрома(VI).

10.Чем объясняется различие в химической растворимости оксидов и гидра-

тов оксидов молибдена и вольфрама в степени окисления +VI в кислотах?

11.Почему термическое разложение молибдата(VI) и вольфрамата(VI) ам-

мония ведет к образованию оксидов MoO3 и WO3, в то время как при термическом разложении дихромата аммония получается оксид хро-

ма(III)?

12.Используя результаты опытов и литературные данные, сравните кислот-

но-оснóвные свойства оксидов хрома, молибдена и вольфрама в степени окисления + VI.

www.mitht.ru/e-library