Образцы решения задач и упражнений

Пример 1 Рутенат калия образуется: a) при сплавлении металлического рутения с КNО₃ и КОН или б) при кипячении его с К₂S₂О₈ в щелочной среде. Написать уравнение реакций.

(a) Ru + KNO₃ + KOH = (RuO₄^2–, N₂)

5 Ru + 8OH^– –6ē = RuO₄^2– + 4H₂O

3 2NO₃^– + 6HOH + 10ē = N₂ + 12OH^–

5Ru + 4OH^– + 6NO₃^– = 5RuO₄^2– + 2H₂O + 3N₂

4K⁺ 6NO₃^– = 10K⁺

5Ru + 4KOH + 6KNO₃ = 5KRuO₄ + 2H₂O + 3N₂

(б) Ru + K₂S₂O₈ + KOH = (RuO₄^2–, SO₄^2–)

1Ru + 8OH^– –6ē = RuO₄^2– + 4H₂O

3S₂O₈^2– + 2ē = 2SO₄^2–

Ru + 8OH^– + 3S₂O₈^2– = RuO₄^2– + 4H₂O + 6SO₄^2–

8K⁺ 6K⁺ = 2K⁺ 12K⁺

Ru + 8KOH + 3K₂SO₄ = K₂SO₄ + 4H₂O + 6K₂SO₄

Пример 2. Какие объемы раствора соляной кислоты с массовой долей НСl 39% (ρ = 1,19г/мл) и растворa азотной кислоты с массовой долей НNО₃ 75% (ρ = 1,44 г/мл) теоретически необходимы для перевода платины массой 100 г в H₂[PtCl₆], если исходить из предположения, что продуктом восстановления азотной кислоты является равномолекулярная смесь NO и NO₂. Какова масса образовавшегося H₂[PtCl₆]·6H₂O?

Решение.

Pt + 6HCl + 2HNO₃ + 3H₂O = H₂[PtCl₆]·6H₂O + NO + NO₂

1 Pt + 6Cl^– –4ē = [PtCl₆]^2–

1 2NO₃^– + 6H⁺ + 4ē = NO + NO₂ + 3H₂O

1)Находим количество вещества платины n(Pt) :

n(Pt) моль;

2) С учетом коэффициентов в уравнении находим количества вещества n(HCl), n(HNO₃) и их массы:

n(HCl) = 6·0,5 = 3 моль; m(HCl) = n(HCl) ·M(HCl) = 3·36,5 = 109,5 г;

n(HNO₃) = 2·0,5 = 1 моль; m(HNO₃) = n(HNO₃) ·M(HNO₃) = 63 г.

3) Находим объемы растворов кислот, используя определение массовой (процентной) концентрации:

;

V_{раствора}(39%,HCl) = мл;

V_{раствора}(75%,HNO₃) = мл.

Образец тестового опроса Платиновые металлы

1. Укажите конец электронной формулы атома рутения

1) ..5s² 4d⁷ 2) ...6s¹5d⁹ 3)...6s²5d⁶ 4) ...5s¹4d⁷ 5) 5s¹4d⁹;

2. Укажите электронные аналоги:

1) Ru - Ro 2) Ru -Pd 3) Ru - Ir 4) Ru - Pt 5) Ru - Os;

3. Укажите, в какой из кислот растворяется осмий

1) HCl(конц) 2) H₃PO₄ 3) HNO₃(конц) 4)HF (t°) 5) HI;

4. Укажите схему реакции получения рутената калия

1) Рd + KOH + КNO₃ → К₂РdO₃ + N₂ + H₂O

2) Ru + KOH + KNO₃→K₂RuO₄ + N₂ + H₂O

3) Ru + H₂SO₄ (конц.)→R₂RuO₄ + SO₂ + H₂O

4) Ru + HNO₃ + HCl→K₂RuO₄ + NO + H₂O

5) Ru + HNO₃(конц.)→K₂RuO₄ + NO + H₂O;

5. Укажите формулу аммиачного комплекса Pt(IV):

1) H₂[Pt(NH₃)₆] 2) K₂[Pt(NH₃)₂] 3) [Pt(NH₃)₄]Cl 4) [Pt(NH₃)₆]Cl₄

5) [Pt(NH₃)₄]Cl₆

Контрольные вопросы и упражнения

1. Как относятся к воде, кислотам и щелочам платина, рутений, родий, палладий, осьмий и иридий? Напишите уравнения возможных реакций.

2. Каково отношение платиновых металлов к кислороду, галогенам, сере, азоту, углероду? Напишите уравнения возможных реакций.

3. При электролизе каких из перечисленных растворов и расплавов можно применять платиновые электроды, не опасаясь, что будет происходить их коррозия: а) соляная кислота; б) серная кислота; в) расплав гидроксида натрия; г) раствор хлорида натрия?

4. Почему сплавление со щелочами проводят обычно в серебряных или железных, но не платиновых тиглях? Напишите уравнения возможных реакций.

5*. Закончите уравнения реакций и расставьте коэффициенты:

1) Os + KNO₃ + KOH → K₂OsO₄ + ...

2) K₂OsO₄ + H₂SO₄ → OsO₂ + ...

3) K₂OsO₄ + O₂ + H₂O → ...

4) RuO₄ + HBr → RuBr₃ + ...

5) K₂RuO₄ + H₂SO₄ → HRuO₄ + ...

6) KRuO₄ + H₂S + H₂O → ...

6. Рутенат калия К₂RuО₄ образуется при сплавлении металлического рутения со смесью КNО₃ и КОН или при кипячении его с К₂S₂О₈ в щелочной среде? Напишите уравнения реакций.

7. Взаимные превращения К₂RuО₄ и КRuО₄ (перрутената) подобны превращениям соединений марганца в тех же состояниях окисления. Закончите уравнение реакции:

К₂RuО₄ + Cl₂ =

8. Для получения гексахлорородиата(III) натрия смесь измельченного металлического родия с NaCl подвергают хлорированию при высокой температуре. Написать уравнение реакции.

9. Какой металл платиновой группы в отличие от других практически растворяется в концентрированной азотной кислоте, находясь даже в компактном состоянии? Напишите уравнение реакции.

10. Царская водка растворяет палладий, образуя H₂[PdCl₆], которая при упаривании переходит в более устойчивую кислоту H₂[PdCl₆]. Напишите уравнения реакций.

11. Напишите уравнения реакций восстановления K₂[PdCl₄] до металла: а) муравьиной кислотой; б) оксидом углерода (II); в) гидразином; г) оксалатом натрия.

12. Какие объемы соляной кислоты с массовой долей HCl равной 39% (ρ = 1,19) и азотной кислоты с массовой долей НNО₃ равной 75% (ρ = 1,44) теоретически необходимы для перевода 100 г платины в платинохлористоводородную кислоту, если исходить из предположения, что продуктом восстановления азотной кислоты является равномолекулярная смесь NO и NO₂? Ответ:242 мл; 60 мл.

Ответы и пояснения.