3.5. Селен, теллур, полоний

491. Опишите строение атомов селена, теллура и полония в сравнении с серой. Какие валентности, степени окисления и координационные числа для них характерны? Каковы формулы их оксидов и гидроксидов?

492. Природный селен состоит из шести изотопов с массовыми числами 74 (0,87%), 76 (9,02 %), 77 (7,58 %), 78 (23,52 %), 80 (49,82 %) и 82 (9,19 %). Вычислите среднюю атомную массу селена. Почему результат не совпадает со справочным значением атомной массы селена?

493. Селен с водой и разбавленными HCl и H₂SO₄ не взаимодействует, с концентрированной HNO₃ и царской водкой взаимодействует, со щелочами взаимодействует в присутствии окислителей, горит в кислороде, взаимодействует с фтором при комнатной температуре, с хлором и бромом при небольшом нагревании. Напишите уравнения этих реакций.

494. Теллур горит в кислороде; взаимодействует с галогенами на холоду; с водой взаимодействует в порошкообразном состоянии при 100–160 ⁰C; медленно взаимодействует с HCl; легко взаимодействует с HNO₃ и царской водкой; медленно взаимодействует со щелочами, но этот процесс ускоряется в присутствии окислителей. Напишите уравнения реакций.

495. Наиболее долгоживущий изотоп полония Po-210 содержится в урановых рудах. При получении его переводят в раствор в виде PoCl₂ и восстанавливают сероводородом или активным металлом. Его получают также искусственно, облучая висмут-209 нейтронами. Напишите уравнения химической и ядерной реакции получения Po-210.

496. Химические реакции полония осложнены его радиоактивностью. Например, полоний взаимодействует с HCl с образованием Po(+2), который окисляется до Po(+4). Предполагают, что окисление происходит пероксидом водорода, который образуется в воде под действием a-излучения полония. Напишите уравнения реакций полония с HCl и окисления продукта реакции пероксидом водорода.

497. Определите коэффициенты перед веществами в реакциях:

S + HNO₃(конц) = H₂SO₄ + NO

Se + HNO₃(конц) + H₂O = H₂SeO₃ + NO

Te + HNO₃(конц) = TeO₂ + NO + H₂O

Po + HNO₃(конц) = Po(NO₃)₄ + NO + H₂O

Какие выводы о свойствах серы, селена, теллура и полония следуют из сравнения продуктов их взаимодействия с азотной кислотой?

498. Массовая доля водорода в его соединении с р-элементом шестой группы составляет 2,47 %. Определите этот элемент, напишите формулу и название его соединения с водородом.

499. Для H₂O, H₂S, H₂Se, H₂Te энергия Гиббса образования равна –288,8; –33,0; +71,1; +138,5 кДж/моль, соответственно. Сделайте вывод об устойчивости этих соединений и возможности их получения из простых веществ. Исходя из общих закономерностей Периодической системы, предскажите возможность существования подобного соединения для полония.

500. Сравните потенциалы полуреакций:

2H₂O – 4e = O₂ + 4H⁺; φº = 1,23 В

H₂S – 2e = S + 2H⁺; φº = 0,14 В

H₂Se – 2e = Se + 2H⁺; φº = -0,40 B

H₂Te – 2e = Te + 2H⁺; φº = -0,74 B

Как и почему изменяются окислительно-восстановительные свойства соединений в ряду H₂O – H₂S – H₂Se – H₂Te? Приведите примеры реакций, в которых селеноводород и теллуроводород являются восстановителями. Какая из трех данных реакций в принципе невозможна:

1) H₂Se + S = 2) H₂Se + Te = 3) H₂Te + Se = ?

501. Вычислите степень диссоциации H₂S, H₂Se и H₂Te в 0,1 М водных растворах; вычислите pH этих растворов. Как и почему изменяются основно-кислотные свойства этих соединений?

502. Высший оксид элемента (из числа оксидов селена, теллура, полония) содержит 37,8 % кислорода. Определите этот элемент, напишите формулу оксида, опишите его свойства.

503. Опишите окислительно-восстановительные свойства, устойчивость и кислотные свойства H₂SeO₃ и H₂TeO₃ в сравнении с сернистой кислотой. Как называются соли этих кислот, какова их растворимость, и как они гидролизуются в растворе? Ответ иллюстрируйте уравнениями реакций.

504. Напишите уравнения основно-кислотных и окислительно-восстановительных реакций с участием соединений Se(+4) и Te(+4):

1) SeO₂ + H₂O = 2) SeO₂ + SO₂

3) KHSeO₃ + KOH = 4) H₂SeO₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ =

5) TeO₂ + HI = 6) H₂TeO₃ + SnCl₂ + HCl =

505. Селеновую кислоту получают в результате следующих превращений:

Se ® SeO₂ ® H₂SeO₃ ® H₂SeO₄.

Напишите уравнения соответствующих реакций и укажите условия их проведения. Вычислите массу селена, которая затрачивается на получение 1 кг безводной селеновой кислоты.

506. Сравните потенциалы полуреакций:

H₂SO₃ + 4H⁺ + 4e = S + 3H₂O; φº = 0,45 В

H₂SeO₃ + 4H⁺ + 4e = Se + 3H₂O; φº = 0,74 В

H₂TeO₃ + 4H⁺ + 4e = Te + 3H₂O; φº = 0,59 В

SO₄^2- + 4H⁺ + 2e = H₂SO₃ + H₂O; φº = 0,17 В

SeO₄^2- + 4H⁺ + 2e = H₂SeO₃ + H₂O; φº = 1,15 В

TeO₄^2- + 4H⁺ + 2e = H₂TeO₃ + H₂O; φº = 0,89 В.

Можно ли: 1) сернистую кислоту окислить в серную действием H₂SeO₃? 2) селенистую кислоту окислить в селеновую действием H₂TeO₃? 3) получить селен из H₂SeO₃ действием H₂TeO₃? Напишите уравнения возможных реакций.

507. Как можно объяснить тот факт, что селеновая кислота является более сильным окислителем, чем серная и теллуровая? Напишите уравнения реакций и укажите условия их осуществления:

1) H2SeO4 + HCl =	3) H2SeO4 + Zn =
2) H2SeO4 + SO2 =	4) H2SeO4 + Au =

508. Объясните, почему из всех р-элементов шестой группы только теллур образует ортокислоту (H₆TeO₆)? Охарактеризуйте силу, устойчивость к нагреванию и окислительные свойства этой кислоты. Напишите уравнения реакций:

1) H₆TeO₆ = 2) H₆TeO₆ + H₂S =

509. Напишите названия соединений: K₂Se, KHSe, Al₂Te₃, K₂TeF₈, K₂TeI₆, PoO(OH)₂, SeO₂, SeO₃, Na₂SeO₃, Na₂SeO₄, NaHSeO₄, H₆TeO₆, K₄H₂TeO₆. К каким классам (группам) веществ относятся четвёртое, пятое и последнее соединения?

510. Селен и теллур используются в качестве полупроводников. Объясните существование трех классов веществ: металлов, полупроводников и изоляторов. Исходя из закономерностей Периодической системы, предсказать, у какого полупроводника – селена или теллура – величина запрещенной зоны должна быть меньше.