Образцы решения задач
Пример 1. Рассчитайте объем газа (н.у.), выделившегося в результате реакции нитрида магния массой 5 г с водой.
Решение. Напишем уравнение соответствующей реакции:
Мg3N2 + 6Н2О = 3Мg(OH)2 + 2NН3↑
Согласно условию задачи израсходовано 5г нитрида магния.
Из уравнения реакции следует, что если в реакцию вступает 1 моль, т.е. 100 г нитрида магния, выделяется 2моля газа, т.е. 44,8л NН3 .
Отсюда Vгаза
=
Ответ:
2,24л.
Пример 2. Объясните, почему бериллий может растворяться и в кислотных и в щелочных средах. Напишите уравнения соответствующих реакций.
Решение. Поскольку бериллий образует оксид и гидроксид амфотерного характера, его можно растворить и в кислотах и щелочах. Напишем уравнения реакций взаимодействия бериллия с соляной кислотой и с хлоратом калия в щелочной среде. В кислой среде образуются катионы Be2+, а в щелочной среде бериллат-ионы BeO22–.
1) Be + 2HCl = Be Cl2 + Н2↑
2) 3 Be + KClO3 + 6КОН = KCl + 3K2BeO2 + 3Н2О.
Пример 3. Объясните, почему раствор нитрата бериллия имеет кислую реакцию среды, а нитрата бария - нейтральную. Напишите уравнения соответствующих реакций. Укажите способы предотвращения процесса гидролиза.
Решение. Соль нитрат бериллия образована сильной кислотой и слабым основанием. Происходит гидролиз соли по катиону. Форма гидролиза – ступенчатый, образуются основные соли и кислота.
Ве(NО3)2 + Н2O = ВеОН(NО3)↓ + HNO3
Чтобы сместить равновесие влево необходимо раствор подкислить.
Соль нитрат бария образована сильной кислотой и сильным основанием. Гидролиз соли не происходит.
Образец тестового опроса. Элементы iiа подгруппы
1. Укажите электронную формулу иона Ва2+:
1)1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s2;
2) 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s1;
3) 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s0;
4) 1s22s22p63s23p64s23d104p65s0;
5) 1s22s22p63s23p64s23d104p65s2.
2. Укажите продукты взаимодействия кальция с водой:
1) СаО↓+ Н2 ↑; 2) Са(ОН)2↓+ Н2 ↑; 3) СаН2+ O2↑;
4) не взаимодействует.
3. Укажите металл 2А подгруппы, способный растворяться в щелочных растворах:
1) Ca; 2) Mg; 3) Be; 4) Ba; 5) Sr.
4. Укажите продукты взаимодействия нитрида магния с водой:
1) Mg (ОН)2↓+ N2 ↑; 2) MgO + NН3 ↑; 3) MgO + N2Н4 ↑;
4) MgO + N2↑; 5) Mg (ОН)2↓+ NН3 .
5. Укажите ион, окрашивающий пламя в темно-красный цвет:
1) Ca2+; 2) Ra2+; 3) Ba2+; 4) Ca2+; 5) Sr2+.
Контрольные вопросы и упражнения
1. Атом какого элемента IIА подгруппы легче переходит в состояние Mе2+? Ответ поясните.
2. Почему у атомов натрия и магния первый электрон отрывается легче от атома Na а у ионов Na+ и Мg+ второй электрон отрывается легче от иона Mg+? Дайте мотивированный ответ.
3. Составьте названия следующих веществ: MgC2, Be2SiO4, Ва[Ве(ОН)4], K2Mg(SO4)2 ·6H2О, CaSO4 ·2H2О, SrO2, Ва(О2)2, Mg(ClO4)2 .
4. Составьте формулы следующих веществ: хлорат кальция; ортофосфат магния; ацетиленид магния; гидросульфат стронция; нитрид бария; дигидроортофосфат бария.
5. Составьте уравнения термических реакций:
Mg+ Н2О → Mg + N2 → МgСО3 →
Mg + SiO2 → Mg + О2 → Мg(NО3)2 →
6. Магний не реагирует с холодной водой, но окисляет кипящую воду. Почему?
7. Составьте уравнения окислительно-восстановительных реакций:
Mg + H2SO4(разб.) → Mg + НNО3(конц.) →
Mg + НNО3(разб.) →N2O↑ + …. Mg + HСl( конц.) →
Ва+ H2O → Mg+ H2SO4+ К2Сг2О7 →
8. Подтвердите основные свойства MgO и Mg(OH)2 составлением уравнений соответствующих реакций.
9. Составьте уравнения реакций, протекающих в водном растворе:
ВаО2 + H2SO4→ Н2О2 + ..... СаС2+ Н2О →
СаО + Н2О + CO2 → Са(ОН)2 + К2СО3 →
Са(О2)2 + НС1→ Mg3N2 + Н2О →
10. Почему NaOH называют щелочью, а Мg(ОН)2 нет?
11. Известно, что гидроксид магния переводится в раствор обработкой концентрированным раствором хлорида аммония. Напишите уравнения реакций.
12. Предложите способы разделения катионов:
а) Ве2+ и Мg2+ ; б) Mg2+ и Ва2+.
13. Составьте уравнения электролиза:
а) расплавов СаСl2, МgС12;
б) растворов Ca(NO3)2, MgSO4, СаСl2;
в) раствора ВаСl2 на ртутном катоде.
14. Проводится электролиз расплава смеси хлоридов натрия, магния и кальция. Укажите последовательность разрядки катионов на инертном катоде, руководствуясь величинами электроотрицательности и электродных потенциалов элементов.
15. Природный фторид кальция — минерал флюорит. Как из него получить:
а) фтороводород; б) фтор; в) оксид кальция;
г) гидроксид кальция; д) нитрат кальция.
Предложите уравнения возможных реакций и укажите условия их осуществления.
16. Имеются мел и поваренная соль. Предложите возможные способы синтеза хлорной извести (выбор процессов и реактивов не ограничен).
17. Через баритовую воду (раствор гидроксида бария) пропускают газы:
а) диоксид углерода; в) хлороводород; б) сероводород; г) хлор.
Составьте уравнения реакций и назовите продукты.
18. Для получения кальция прокаливают кальцит с алюминием. Составьте уравнение реакции. Предложите способ разделения продуктов.
19. Объясните, почему при пропускании углекислого газа через раствор бромида кальция осадок не выпадает, а через раствор гидроксида кальция — выпадает.
20. Как устранить постоянную жесткость воды, если она обусловлена наличием солей:
а) Ca(NO3)2 + MgCl2, б) Са(Н2РО4)2 + Mg(NO3)2?
Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций.
Исходя из положения Ве и Мg в электрохимическом ряду напряжений металлов охарактеризуйте их способность к взаимодействию с водой.
Как изменяются основные свойства оксидов и гидроксидов s-элементов по мере увеличения порядкового номера элемента? Напишите реакции, характеризующие амфотерные свойства оксида и гидроксида бериллия.
23. Напишите электронные паспорта атомов Be и Ba. Какую валентность могут проявлять эти элементы. Какой из них является более сильным восстановителем? Как изменяются в подгруппе IIA свойства гидроксидов?
Как получить Be(OH)2 при наличии металлического Be, твердого KOH и воды? Напишите уравнения соответствующих реакций.
К раствору, содержащему соли кальция, бериллия и магния, добавили избыток NaOH. Напишите уравнения всех реакций, которые при этом произошли.
Какая из солей Ba(NO3)2 или Mg(NO3)2 в большей степени подвержена гидролизу? Напишите уравнения соответствующих реакций.
Напишите уравнения реакций и укажите, как можно осуществить следующие превращения:
CaCO3 → CaO → Ca(OH)2 → CaCl2 → Ca
Допишите уравнения реакций, расставьте коэффициенты и укажите окислитель и восстановитель:
Ba(OH)2 + Н2О2 =
BaO2 + H2SO4 =
BaO2 + Fe SO4 + H2SO4 =
BaH2 + H2O = Ca(OH)2 + ……