Periodichesky_zakon_-_kontrolnye_voprosy_1

51

18.В каком структурном типе кристаллизуется CrO2? О чем это говорит?

19.Какова природа оксидов ЭО2 для хрома, молибдена и вольфрама? Ответ подтвердите примерами.

20.Какова роль серной кислоты при получении CrO3 из дихромата калия?

21.Какие выводы можно сделать из сопоставления температур плавления ЭО3 для хрома, молибдена и вольфрама?

22.Какой из оксидов – CrO3, MoO3 или WO3 – растворяется в воде, разлагается при нагревании и является сильным окислителем?

23.Какие из кислот – H2CrO4, H2MoO4 или H2WO4 – существуют в свободном состоянии или только в растворах?

24.Приведите все возможные доводы для объяснения того факта, что конденсация хромат-анионов в дихромат-анионы легче протекает в кислой среде.

25.Дайте аргументированное объяснение, почему двухромовая кислота является более сильной в растворе, чем хромовая.

26.Попробуйте изобразить геометрическую конфигурацию ионов CrO42−, Cr2O72− и Cr3O102−, принимая во внимание, что изополианионы образуются вследствие цепной конденсации мономерных единиц по их вершинам с образованием мостиковых атомов кислорода, или "оксо´ловых мостиков".

27.Приведите примеры изо- и гетерополикислот для молибдена и вольфрама. Почему для этих элементов образование подобных соединений более характерно, чем для хрома?

28.В количественном анализе фосфор определяют путем осаждения его в виде фосфомолибдата аммония. Каково строение этого соединения?

29.Какие оксиды получают при термическом разложении дихромата аммония и вольфрамата аммония? Напишите уравнения этих реакций и укажите, в чем заключается причина различного протекания этих реакций.

30.Как можно получить хлористый хромил? К какому классу соединений он относится? Существует ли он в водных растворах?

52

31.Приведите экспериментальные факты, позволяющие говорить о некоторой амфотерности гидроксидов молибдена и вольфрама в высшей степени окисления.

32.Какие из элементов подгруппы хрома, находящиеся в степени окисления +6, восстанавливаются только при действии таких сильных восстановителей, как водород в момент выделения?

33.Какими способами получают пероксопроизводные хрома, молибдена и вольфрама? Как меняется устойчивость таких соединений для этих элементов?

34.Что собой представляют и чем интересны с общехимической точки зрения «молибденовые и вольфрамовые сини» и «вольфрамовые бронзы»? Какое отношение имеют эти «бронзы» к сплавам на основе меди?

35.Сопоставьте состав и свойства известных галогенидов хрома, молибдена и вольфрама. Какие общие закономерности при этом наблюдаются?

36.Чем различаются дихлориды хрома, молибдена и вольфрама? Каково пространственное строение MoCl2 и WCl2?

37.Сопоставьте строение и свойства комплексных ионов [Э2Cl9]2- для хрома, молибдена и вольфрама. В чем заключается и чем обусловлено различие?

38.Каковы общие закономерности существования солей кислородсодержащих кислот для хрома, молибдена и вольфрама?

39.В чем можно увидеть аналогию между химией солеобразных производных хрома (II) и железа (II)? Чем, тем не менее, различаются эти производные?

40.В чем проявляется аналогия между химией хрома (III) и алюминия?

41.Почему при введении в растворы солей хрома (III) сульфид- и карбонатанионов выпадает осадок одинакового состава?

42.Каков состав, строение и какими свойствами обладают карбонилы элементов подгруппы хрома?

43.Почему карбонилы металлов часто называют комплексами с π- кислотными лигандами?

53

2.8. Элементы VII группы

2.8.1.Элементы VIIА-подгруппы

1.Что означает общее название элементов VIIА-подгруппы

– галогены?

2.Что означают и откуда происходят названия галогенов?

3.Распространенность в природе хлора и фтора сопоставима (~0,02 %), однако хлор значительно более «известен широкой публике». Чем, на Ваш взгляд, можно объяснить это обстоятельство?

4.В чем заключается уникальность фтора по сравнению со всеми остальными элементами периодической системы?

5.Сопоставьте характер изменения длины связи, силовой

константы и энтальпии диссоциации молекул Г2 в ряду галогенов. Охарактеризуйте и объясните наблюдающиеся закономерности. Объясните характер изменения температур плавления, кипения, а также закономерности изменения окраски.

6.Несмотря на то, что фтор – самый активный неметалл, энергия сродства к электрону для него меньше, чем для хлора. Чем объясняется, что фтор является менее электрофильным элементом по сравнению с хлором?

7.Каковы главные фторсодержащие минералы? Как фтор получают в промышленности? В каких условиях его хранят и транспортируют?

8.Как Вы думаете, существуют ли какие-нибудь элементы в периодической системе, с которыми фтор не взаимодействует?

9.Как объяснить тот факт, что взаимодействие фтора с неметаллами иногда осуществляется значительно энергичнее, чем со многими металлами?

10.Чем и почему различается характер взаимодействия с водой фтора и остальных галогенов?

11.Почему фтороводород не получают в промышленности прямым синтезом, аналогично хлороводороду. Как его, в действительности, получают?

54

12.Известно, что лед легче воды. Как Вы считаете, твердые фтороводород и иодоводород будут легче или тяжелее соответствующих жидкостей? Дайте аргументированный ответ.

13.Молекула HF существенно более полярна, чем молекулы остальных галогенов. Почему же плавиковая кислота относится к кислотам средней силы, в то время как остальные галогеноводородные кислоты – одни из наиболее сильных.

14.Почему плавиковая кислота прекрасно образует кислые соли, а для ее аналогов HCl, HBr, HI существуют только средние соли?

15.Почему сложные гидрофторид-ионы, например, H2F3-, H3F4- и т.д., имеют зигзагообразное, а не линейное строение?

16.Перечислите продукты, которые можно получить при взаимодействии газообразного фтора и аммиака. Напишите уравнения соответствующих реакций.

17.Известно, что смесь 1 объема концентрированной азотной кислоты и 3 объемов концентрированной хлороводородной кислоты называют цар-

ской водкой. Можно ли подобную смесь HNO3 (конц.) и HF (конц.) считать некоторым (усиленным или ослабленным) аналогом царской водки? Дайте обоснованный ответ, подкрепленный уравнениями соответствующих реакций.

18.Почему газообразный HF склонен к осуществлению автокаталитических реакций? Приведите примеры реакций с участием HF, которые, по Вашему мнению, могут протекать по автокаталитическому механизму.

19.Чем фториды металлов отличаются от остальных галогенидов? Ответ подтвердите примерами.

20.Известно, что CdF2 и даже HgF2 кристаллизуются в структурном типе флюорита, а BeF2 – в структурном типе SiO2. Какие выводы можно сделать на основании этих фактов?

21.Учитывая особенности взаимодействия фтора с кислородом, запишите формулы продуктов, которые могут образовываться при взаимодействии фтора с водой.

22.Какой формульный состав характерен для фторидов галогенов? Каково строение соответствующих молекул? Какими свойствами они обладают?

55

23.В каких формах, в основном, присутствуют в природе хлор, бром и иод? Как их получают в промышленности и в лаборатории?

24.Впервые хлор был получен в 1774 г. (действием MnO2 на концентрированную соляную кислоту), однако долгое время его считали «окисью мурия» (гипотетического элемента). Лишь в 1810 г. была установлена его элементарная природа. Как Вы думаете, с чем связано столь длительное «недоразумение»?

25.Почему в качестве окислителя при промышленном получении иода целесообразнее использовать не сравнительно дешевый хлор, а более дорогой нитрат натрия?

26.В отличие от остальных галогенов, иод иногда может существовать в природе в свободном состоянии (в водных растворах). Как можно объяснить этот факт с химической точки зрения?

27.Хлор активно реагирует с большинством металлов. Как объяснить, что этот газ, тем не менее, хранят в стальных баллонах?

28.В чем причина возрастания силы кислоты в ряду HCl – HBr – HI, несмотря на уменьшение полярности связи в этом направлении?

29.Сопоставьте и объясните закономерности изменения окислительновосстановительных свойств в ряду галогенов и галогенид-ионов. Ответ подтвердите примерами реакций.

30.Какова химическая природа так называемых «гидратов хлора»?

31.Диспропорционирование хлора в воде протекает в большей степени, чем брома, а аналогичная реакция для иода практически не идет. Приведите все возможные доказательства этого факта.

32.Чем различается взаимодействие хлора с водой и раствором пероксида водорода?

33.По некоторым данным, хлорноватистая кислота в водном растворе может существовать в двух таутомерных формах. Изобразите графические формулы этих молекул. Какая их них, на Ваш взгляд, обладает повышенной способностью отщеплять атомарный кислород (что объясняет отбеливающее действие хлорной воды), и чем это вызвано?

34.Что такое хлорная известь? Какова степень окисления хлора в этом соединении? Как ее получают в промышленности?

56

35.Чем различаются реакции взаимодействия хлора с холодным и горячим раствором КОН? Знаете ли Вы, кто впервые разработал в промышленных масштабах последний процесс?

36.Для каких степеней окисления хлора известны оксиды? Какими способами их можно получить? Каковы их строение и свойства?

37.Составьте уравнения реакций известных оксидов хлора с водой, приводящих к получению всех кислородосодержащих кислот хлора. Почему в ряду кислородных кислот хлора с возрастанием его степени окисления растет сила кислот, а их окислительные свойства падают?

38.Геометрическая форма оксида хлора (VII) – два тетраэдра с общей вершиной и атомами хлора в центре тетраэдров. Подтвердите такое строение молекулы, определив тип гибридизации орбиталей атома хлора. Какова реакционная способность данного оксида? Приведите примеры соответствующих реакций.

39.Почему для таких типических неметаллов, как S, Cl, Se, Br и др. сущест-

вуют кислородные кислоты, в основном мета-формы (например, H2SO4, HClO4 и т.д.), а для более тяжелых элементов известны орто-формы и неполные орто-кислоты (например, H6TeO6 и H5IO5)?

40.Почему при растирании в фарфоровой ступке смеси хлората калия с серой и фосфором почти обязательно происходит взрыв?

41.Хлорат калия при нагревании способен разлагаться по двум параллельным направлениям. К каким типам относятся эти реакции? Каким спосо-

бом можно стимулировать преимущественное разложение KClO3 с образованием кислорода?

42.Охарактеризуйте общие закономерности образования хлоридов металлов и неметаллов, характерные структурные типы (в сравнении с фторидами), качественные критерии образования координационных и молекулярных структур, изменение термодинамической устойчивости.

43.В чем проявляется вторичная периодичность в ряду хлор – бром – иод?

44.Почему спиртовый раствор иода имеет буро-коричневую окраску, а бензольный – фиолетовую?

45.Почему в качестве энергичного окислителя часто используют бром в щелочной среде, а не более активный хлор.

57

46.Хлороводород в лаборатории обычно получают взаимодействием концентрированной серной кислоты с кристаллическим хлоридом калия. Почему таким способом нельзя получить HBr и HI? Как эти газы получают в лабораторных условиях?

47.Что такое интергалогениды? Каковы закономерности изменения их состава в зависимости от природы галогенов? Какими свойствами они обладают?

48.Приведите факты, указывающие на то, что иод может проявлять «металлический» характер в соединениях.

2.8.2. Элементы VIIB-подгруппы

1.Какие минеральные формы характерны для марганца в природе? О чем говорит его частое совместное присутствие с железом?

2.Какие степени окисления известны для марганца, технеция и рения? Какие их них наиболее характерны для этих элементов?

3.Какими способами получают марганец в промышленности? Какими методами его очищают от примесей?

4.Почему при промышленном производстве металлического рения возможно использовать водородное восстановление?

5.С каких позиций можно объяснить тот факт, что для технеция не существует ни одного стабильного изотопа?

6.Сопоставьте химическую устойчивость марганца, технеция и рения по отношению к агрессивным средам.

7.Опишите взаимодействие марганца с распространенными в лабораториях реактивами. Как ведет себя этот металл по отношению к разбавленным и концентрированным кислотам, разбавленным и концентрированным растворам щелочей?

8.Какие оксиды образуют марганец, технеций и рений при нагревании на воздухе?

9.Приведите формулы всех известных Вам оксидов марганца и способы их получения. Как изменяются кислотно-осно´вные свойства этих оксидов при возрастании степени окисления марганца в них? Какие продукты могут образоваться при взаимодействии оксидов марганца с хлороводородной кислотой? Дайте аргументированные ответы.

58

10.Какие оксиды известны для технеция и рения? Какими свойствами они обладают? Каково их отношение к воде?

11.Каковы свойства гидроксидов марганца, технеция и рения в зависимости от степени окисления и в зависимости от природы элемента при одной степени окисления?

12.Что такое мезорениевая кислота и мезоперренаты? Как можно объяснить их существование, исходя из общих закономерностей образования кислотных гидроксидов?

13.Какова роль концентрированной серной кислоты при получении с ее помощью оксида марганца (VII) из перманганата калия?

14.Чем различаются перманганаты, пертехнаты и перренаты по отношению к нагреванию?

15.Приведите экспериментальные факты, доказывающие, что степень окисления +5 сравнительно мало характерна для марганца.

16.Если сульфат марганца (II), растворенный в безводной серной кислоте, обработать при нагревании перманганатом калия, то образуется сульфат марганца (IV), растворимый в серной кислоте, но полностью гидролизующийся в воде. Запишите уравнения реакций, отражающие эти взаимодействия. Какие выводы о свойствах соединений марганца в различных степенях окисления можно сделать на основании указанных превращений?

17.В какой среде сильнее проявляются окислительно-восстановительные свойства оксида марганца (IV)? Ваш ответ сопроводите соответствующими уравнениями реакций.

18.Почему в окислительно-восстановительных реакциях для усиления процесса окисления необходимо создать сильно кислую среду. Дайте ответ с позиции смещения Red-Ox-потенциала, проиллюстрировав примерами.

19.Через щелочной раствор манганата калия, помещенный в четыре отдельные пробирки, пропускают следующие газы: а) углекислый газ; б) хлор; в) сероводород; г) аммиак. С какими из перечисленных газов протекают реакции? Укажите типы происходящих реакций.

20.Через щелочной раствор манганата калия, помещенный в пять отдельных пробирок, пропускают следующие газы: а) сернистый газ; б) озон; в)

59

бромоводород; г) арсин; д) ацетилен. С какими из перечисленных газов осуществляются взаимодействия? Укажите типы происходящих реакций.

21.С позиций метода валентных связей и теории кристаллического поля рас-

смотрите геометрическое и электронное строение ионов MnO4−, MnO42−, MnO43−. Что Вы можете сказать об окраске этих ионов? Каковы их магнитные свойства?

22.Известны ионы MnO4−, MnO42−, MnO43−, а ион MnO44− не существует. При попытке его получения образуются двойные оксиды, содержащие марганец (IV), например, CaO. 4MnO2. С позиций теории кристаллического поля объясните этот опытный факт.

23.По каким внешним признакам можно определить, в какой среде проходила реакция восстановления перманганата калия? Приведите примеры таких реакций. Чему равен химический эквивалент перманганата калия в каждом из этих случаев?

24.При пропускании сероводорода через кислый раствор перрената калия выпадает черный осадок, который растворяется при действии азотной кислоты. Почему образование этого осадка и переход его в раствор нельзя характеризовать величиной произведения растворимости?

25.Охарактеризуйте общие закономерности образования галогенидов марганца, технеция и рения в зависимости от природы элемента и галогена. Какова природа химической связи в этих соединениях? Какими свойствами они обладают?

26.Какими способами можно повысить устойчивость галогенопроизводных марганца, технеция и рения в высоких степенях окисления? В какой мере это явление характерно для галогенопроизводных других элементов?

27.Известно, что соединения TcO3F и Tc2O7 реагируют с водой, а Tc2S7 – с концентрированной азотной кислотой или со смесью пероксида водорода и гидроксида натрия. Составьте уравнения протекающих при этом реакций. Меняет ли технеций при этом степень окисления?

28.Почему низкоспиновые комплексы марганца, технеция и рения в большинстве своем парамагнитны? В каких случаях марганец может образовывать диамагнитные комплексы?

60

29.Каковы типичные координационные числа марганца в его комплексных соединениях? Дайте объяснение с точки зрения электронного строения атома.

30.Является ли аквакомплекс марганца (II) внутриили внешнеорбитальным? Проявляет ли он в этом отношении сходство с аквакомплексом хрома (III)? Одинакова ли геометрическая конфигурация этих ионов?

31.К каким классам комплексных соединений относятся кристаллогидраты

MnSO4. 5H2O, MnSO4. 6H2O, MnSO4. 7H2O?

32.Чем различаются по строению галогенидные комплексы марганца и рения? Сравните с аналогичными соединениями элементов VIB-группы.

33.Каковы координационные числа в галогенидных комплексах марганца? С каких позиций можно объяснить наблюдающуюся закономерность?

34.Почему именно для марганца наиболее распространены солеобразные производные среди всех элементов VIIB-группы? Чем это объясняется? Каковы особенности их кристаллизации из водных растворов? Какие выводы о свойствах марганца можно сделать на основании данного факта?

35.Как и почему меняется разнообразие и устойчивость солей марганца в зависимости от его степени окисления? Приведите примеры.

36.Каковы состав, строение и свойства карбонилов элементов VIIB-группы? Какова природа химической связи в этих соединениях