khimia_metodichka_2

217.Какие ионы надо удалить из природной воды, чтобы сделать еѐ мягкой? Введением каких ионов можно умягчить воду? Составить уравнения соответствующих реакций.

218.Сколько граммов CaSO4 содержится в 400 л воды, если жѐсткость,

обусловленная этой солью, равна 5,5 мэкв/л.

219. При кипячении 300 мл воды, содержащей гидрокарбонат магния,

выпал осадок массой 25 мг. Чему равна жѐсткость воды?

220. Чему равна карбонатная (временная) жѐсткость воды, если в 10 л еѐ содержится 3,1 г гидрокарбоната магния и 2,2 г гидрокарбоната кальция?

12. p-ЭЛЕМЕНТЫ

Примеры решения задач

Пример 1. Какие соединения с водородом образуют элементы главной подгруппы VI группы? Назовите наиболее и наименее прочное из них.

Решение. Элементы главной подгруппы VI группы – p-элементы. У их атомов на внешнем энергетическом уровне находится по 6 электронов: ns2np4.

Следовательно, в соединениях с водородом они проявляют степень окисления – 2.

Формулы соединений: H2O, H2S, H2Se, H2Te, H2Po.

С ростом порядкового номера элемента (от кислорода к полонию)

увеличивается радиус атома, что обусловливает уменьшение прочности соединения с водородом (от H2O к H2Po). Таким образом, из названных соединений наиболее прочным является вода, наименее прочным – гидрид полония.

Пример 2. Напишите уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:

NaBr

NaCl

Cl2

KClO3

KCl

Ca(ClO)2

Решение. 1. Хлорид натрия можно получить из бромида натрия,

пропуская через его раствор газообразный хлор:

2NaBr + Cl2 = 2NaCl + Br2,

или

2Br- + Cl2 = 2Cl- + Br2.

2. Хлор можно получить из хлорида натрия электролизом его раствора с инертными электродами. При этом на электродах протекают следующие процессы:

катод (–) 2H2O + 2e = H2 + 2OH-,

анод (+) 2Cl- – 2e = Cl2,

2H2O	2Cl	электролиз	2OH	H2	Cl2 ;
или
2NaCl	2H2O	электролиз	2NaOH	H2	Cl2 .

3. Хлорат калия KClO3 может быть получен при пропускании хлора в раствор гидроксида калия при нагревании:

3Cl2 + 6KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2O,

Cl0	e Cl 1		5
Cl0	5e	Cl 5	1
3Cl2 6OH-	5Cl-	ClO3- 3 H2O .

4. Гипохлорит кальция Ca(ClO)2 получают при взаимодействии хлора с гидроксидом кальция (гашеной известью):

2Cl02 2Ca(OH)2		1	CaCl 21 2H2O ,
	Ca(Cl O)2
2Cl02	2e	2Cl 1	1
Cl02	2e	2Cl 1	1

2Cl2 + 4OH– = 2ClO– + 2Cl– + 2H2O;

или

Cl2 + 2OH– = ClO– + Cl– + H2O.

5. Хлорид калия образуется при разложении хлората калия:

2KClO3 = 2KCl + 3O2.

Задачи для самостоятельного решения

221.Дать краткую характеристику бора, указав: а) положение его в периодической системе элементов, строение его атома и степень окисления в соединениях; б) характер оксида бора; в) наиболее важные соединения бора.

222.Составить уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:

B H3BO3 Na2B4O7 H3BO3.

Уравнение окислительно-восстановительной реакции составить на

основании электронных уравнений.

223.Составить молекулярные уравнения реакций, выражаемых

следующими ионными уравнениями:

а) Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O;

б) Al 2O3 2OH 2AlO2	H2O ;
в) Al(OH)3 + OH– =[Al(OH)4]–;
г) 2Al 2OH 2H2O 2AlO2	3H2 ;

д)2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2.

Указать уравнения реакций, доказывающих амфотерные свойства Al2O3, Al(OH)3.

224. Как осуществить следующие превращения:

Al Al(OH)3 Na2AlO2 AlCl3 Al.

Для окислительно-восстановительных реакций составить электронные уравнения, указать элемент-окислитель, элемент-восстановитель.

225. Почему оксид углерода (II) может быть восстановлен, а диоксид углерода этим свойством не обладает? Как получается CO в чистом виде?

Относится ли CO к солеобразующим оксидам? Составить уравнение реакции восстановления ZnO оксидом углерода (II).

226. Составить молекулярные и ионные уравнения реакций между:

а) CO и Ni2O3; б) CO2 и KOH; в) BaCO3 и HCl; г) K2CO3, H2O и CO2.

Для окислительно-восстановительной реакции составить электронные уравнения, указать элемент-окислитель, элемент-восстановитель.

227. Разобрать следующие уравнения с точки зрения окисления-

восстановления:

SnCl2 + FeCl3 SnCl4 + FeCl2;
SnCl2 + K2Cr2O7 + H2SO4	Sn(SO4)2 + SnCl4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O.
О каком свойстве ионов	двухвалентного олова свидетельствуют эти

реакции?

228. Какую степень окисления может проявлять кремний в своих соединениях? Составить уравнения реакций, которые надо провести для

осуществления следующих превращений:
			Mg2Si		SiH4		SiO2 K2SiO3.
При каком превращении происходит окислительно-восстановительная
реакция?
229. Составить молекулярные уравнения реакций, выражаемых
следующими ионными уравнениями:
а) Si 2OH		H	O SiO2			2H	;
		2		3		2
б) Ca Si	4H	Ca 2		SiH	4	;
2
в) SiO2	2OH	SiO32		H2O .

Для окислительно-восстановительной реакции составить электронные уравнения; указать элемент-окислитель, элемент-восстановитель.

230.Почему азотистая кислота может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства? На основании электронных уравнений составить уравнения реакций взаимодействия HNO2: а) с бромной водой; б) с HJ.

231.Чем существенно отличается действие разбавленной азотной кислоты на металлы от действия соляной и разбавленной серной кислот? Какой атом или ион является окислителем в первом случае и какой во втором?

Составить уравнения реакций взаимодействия разбавленной азотной кислоты с

ртутью и с кальцием, приняв во внимание положение этих металлов в ряду напряжений.

232. Какие вещества являются продуктами последовательного восстановления азотной кислоты? Какое наибольшее число электронов может присоединить атом азота при восстановлении азотной кислоты? Составить уравнения реакций восстановления азотной кислоты цинком: а) до закиси азота;

б) до азота; в) до аммиака.

233. Почему фосфористая кислота способна к реакциям самоокисления-

самовосстановления (диспропорционирования)? На основании электронных уравнений составить уравнение процесса разложения H3PO3, учитывая, что при этом фосфор приобретает минимальную и максимальную степень окисления.

234. Закончить уравнения реакций:

а) P + Cl2	…
б) P + HNO3(конц)		…
в) P + Mg	…
г) Mg3P2 + HCl		…
Составить электронные уравнения, указать окислитель и восстановитель.
235. Дать	краткую характеристику элементов подгруппы мышьяка,

указав: а) строение их атомов; б) валентность в соединениях; в) формулы и характер оксидов и гидроксидов (для каждого элемента отдельно). В чѐм проявляется усиление металлических свойств при переходе от мышьяка к сурьме и висмуту?

236. Дать краткую характеристику серы, указав: а) положение серы в периодической системе, строение еѐ атома, степень окисления в соединениях;

б) окислительные свойства серы (пример реакции); в) характер оксидов серы;

г) характер водородного соединения серы и его окислительные и восстановительные свойства.

237. Какие свойства, окислительные или восстановительные, проявляет сернистая кислота при еѐ взаимодействии: а) с магнием; б) с сероводородом;

в) с йодом? Какой из входящих в еѐ состав атомов или ионов обусловливает эти свойства в каждом из указанных случаев?

238. Чем отличается действие концентрированной серной кислоты на металлы от действия разбавленной кислоты? Какой атом или ион является окислителем в первом случае и какой во втором? Подтвердить ответ, составив уравнения реакций: а) концентрированной серной кислоты с магнием, учитывая активность магния; б) концентрированной серной кислоты с серебром; в)

разбавленной серной кислоты с железом.

239. При помощи каких реакций можно осуществить следующие превращения:

NaCl HCl Cl2 KClO3.

Уравнения окислительно-восстановительных реакций составить на основании электронных уравнений.

240. Разобрать с точки зрения окисления-восстановления следующие реакции:

2FeCl3 + 2HJ = 2FeCl2 + J2 + 2HCl;

Zn + 2HJ = ZnJ2 + H2.

Одинакова ли роль йодистоводородной кислоты в той и другой реакции?

Какое вещество является восстановителем в первой реакции и какое – во второй?

13. d-ЭЛЕМЕНТЫ

Примеры решения задач

Пример 1. В каких из указанных ниже веществ марганец может проявлять

только восстановительные свойства и только окислительные в соединениях:

KMnO4, MnO2, Mn2O7, Mn, K2MnO4, MnO.
Решение.	Определяем	степени	окисления		марганца в указанных
7	4	7	0	6	2
соединениях: K MnO4 , Mn O2 ,		Mn2 O7 ,	Mn ,	K2 Mn O4 , Mn O . Максимальная

степень окисления марганца, равная +7, наблюдается в соединениях KMnO4 и

Mn2O7. Поэтому марганец в этих соединениях может являться только окислителем. Минимальное значение степени окисления марганца, равная 0,

наблюдается в простом веществе. Следовательно, металлический марганец может выступать только в роли восстановителя. В остальных соединениях

4

6

2

( Mn O2 , K2 Mn O4 и Mn O ) марганец может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.

Пример 2. Составить уравнение окислительно-восстановительной

реакции, протекающей по схеме: KJ KMnO4 H2SO4 .

Решение. Марганец в перманганате калия находится в высшей степени

окисления, равной +7, поэтому KMnO4 является окислителем, то есть будет

восстанавливаться в ходе реакции. В соответствии со схемой, реакция

протекает в кислой среде (H2SO4), поэтому продукт восстановления – Mn2+, то

есть MnSO4. Восстановителем будет являться йодид-ион, который может

окислиться до молекулярного иода J2. Катионы калия с сульфат-ионами

образуют сульфат калия K2SO4, а ионы водорода из кислоты с атомами

кислорода из перманганата калия образуют воду. Поэтому окончательный вид

схемы реакции:

-1	7	2	0
K J K Mn O4 H2SO4		MnSO4	J2 K2SO4 H2O .

Составляем электронные уравнения и находим коэффициенты при восстановителе и окислителе:

	1				0		5
	2 J 2e				J	2
	7						2

Mn 5e Mn 2

Подставляем коэффициенты в схему реакции:

10KJ 2KMnO4 H2SO4 2MnSO4 5J2 K2SO4 H2O .

Остальные коэффициенты подбираем в такой последовательности: соль,

кислота, вода; получаем:

	10KJ	2KMnO4 8H2SO4 2MnSO4	5J2 6K2SO4 8H2O .
	Пример 3. Написать уравнения реакций, которые надо провести для
осуществления следующих превращений:
		Fe2(SO4)3	4
		2
Fe	1	FeSO4	Fe(OH)3.
		3

Fe(OH)2	5

Решение.

1. Железо растворяется в разбавленной серной кислоте с образованием сульфата железа (II):

Fe H2SO4 FeSO4 H2 .

2.Сульфат железа (II) можно окислить до сульфата железа (III) каким-

нибудь окислителем, например, пераманганатом калия KMnO4 в присутствии

серной кислоты:

10FeSO4 2KMnO4 8H2SO4 5Fe2 (SO4 )3 2MnSO4 8H2O .

3. При добавлении раствора щелочи к сульфату железа (III) выпадает

осадок гидроксида железа (III):

Fe2 (SO4 )3 6KOH 2Fe(OH)3 3K2SO4 .

4.Гидроксид железа (II) получается аналогично:

FeSO4 2KOH Fe(OH)2 K2SO4 .

5.Гидроксид железа (II) легко окисляется до гидроксида железа (III)

кислородом воздуха в присутствии воды:

4Fe(OH)2 O2 2H2O 4Fe(OH)3 .

Задачи для самостоятельного решения

241.Металлическая ртуть содержит примеси цинка, олова и свинца. Для их удаления ртуть обрабатывают раствором нитрата ртути (II). На чем основан такой способ очистки ртути?

242.При постепенном прибавлении раствора аммиака к раствору сульфата кадмия образующийся вначале осадок основной соли растворяется.

Составить молекулярные и ионные уравнения соответствующих реакций.

243. Составить уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений:

Cu Cu(NO3)2 Co(OH)2 CuCl2 [Cu(NH3)4]Cl2.

244. Составить уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Ag AgNO 3 AgCl [Ag(NH 3 )2 ]Cl AgCl .

245. Один кусочек цинка помещен в раствор NiSO4, другой – в раствор

Al2(SO4)3. Какой металл вытесняется цинком из раствора? Составить

молекулярное и ионное уравнения реакций.

246.Составить электронные и молекулярные уравнения реакций растворения молибдена в азотной кислоте, учитывая, что молибден приобретает высшую степень окисления.

247.При растворении титана в концентрированной серной кислоте последняя восстанавливается минимально, а титан переходит в катион с максимальной степенью окисления. Составить электронные и молекулярное уравнения реакции.

248.Какую степень окисления проявляет ванадий в соединениях?

Составить формулы оксидов ванадия, соответствующих этим степеням окисления. Как изменяются окислительно-восстановительные свойства оксидов ванадия при переходе от низшей к высшей степени окисления? Составить уравнения реакций взаимодействия V2O3 с H2SO4 и V2O5 с NaOH.

249.К какому классу соединений относятся вещества, полученные при действии избытка едкого натра на растворы ZnCl2, CdCl2, HgCl2? Составить молекулярные и ионные уравнения соответствующих реакций.

250.Составить электронные и молекулярные уравнения реакций растворения вольфрама в щелочи в присутствии кислорода, учитывая, что молибден приобретает высшую степень окисления.