умк_Галушков_Неорган химия_для ХТ

Учитывая, что аН3О+ = уН3О+ × СН3О+ , получаем

С+ = аН3О+ = 0, 258 = 0, 306 моль/л

у+ 0,844Н3О

Н3О

А так как СH 3O + = CHCl , то можно утверждать, что оксалат кальция

должен растворяться при концентрации соляной кислоты несколько боль- шей, чем 0,3 М.

б)

а

2

× аН С О

(а

− )2

К2 >

Са

2 2 4

CH3COO

»

(а

)2

CH COOH

3

у

2+

×С

2+

×СН

С О

×( у

− ×С

− )2 ;

»

Са

Са

2

2 4

СН3СОО

СН3СОО

(С

)2

СН3СООН

2,3 ×10−13 >

0,507 × 0,01× 0,01×( 0,844 × 0,02 )2

( С

)2

СН3СООН

C

>

0, 507 ×0, 01×0, 01×(0,844 ×0, 02)2

= 250 моль/л

2, 3×10−13

CH3COOH

Проведенный расчет показывает, что СаС2О4 может растворяться в уксусной кислоте только при С > 250 моль/л. Такую концентрацию уксус- ной кислоты невозможно создать, так как максимально возможная концен- трация 100 %-ной кислоты составляет около 18 моль/л. Поэтому оксалат кальция в уксусной кислоте не растворяется.

Пример 24.

Можно ли получить MnCl4 в результате взаимодействия:

1)металлического марганца с соляной кислотой;

2)металлического марганца с хлором;

3)MnO2 c HCl(конц.) при нагревании;

4)металлического марганца со смесью HCl(конц.) и HNO3(конц.);

5)MnCl2 со смесью HCl и KClO3;

6)К2[MnCl6] с водой;

7)MnO2 с HCl(г) в эфире?

311

Выполнение данного задания требует знания химических свойств всех предложенных веществ, и в первую очередь это касается MnCl4. Из- вестно, что с повышением степени окисления марганца устойчивость его галогенидов резко уменьшается. Если MnCl2 устойчив в обычных услови- ях, то MnCl4 разлагается при комнатной температуре. При понижении тем- пературы его устойчивость повышается. Кроме этого в водном растворе MnCl4 гидролизуется с образованием MnO2; более устойчиво комплексное соединение К2[MnCl6], но в водной среде оно также подвергается гидроли- зу с образованием MnO2.

Запишем уравнения предложенных в задании реакций:

1)Mn + 2HCl(p-p) = MnCl2 + H2

2)Mn + Cl2 = MnCl2

3)MnO2 + 4HCl(конц.) = MnCl2 + Сl2↑ + 2H2O

4)3Mn + 6HCl(конц) + 2HNO3(конц) = 3MnCl2 + 2NO↑ + 4H2O

5)MnCl2 + HCl + KClО3 ≠ не идет

6)К2[MnCl6] + 2H2O = 2КCl + MnO2↓ + 4HCl

7)MnO2(тв.) +4HCl(газ) ¾¾эфир¾® MnCl4 + 2H2O

Таким образом, для получения MnCl4 можно использовать только по- следнюю реакцию, при этом необходимо контролировать температуру, что- бы избежать разложения MnCl4. Образующаяся в этой реакции вода раство- ряется в эфире и не создает условий для гидролиза хлорида марганца (IV).

Пример 25.

Предложите реально осуществимые реакции, с помощью которых можно произвести следующие превращения:

NH4VO3	VOCl2	VO(OH)2	VOSO4	V2(SO4)3	VSO4

Na2V4O9

Предложенную в задании схему превращений соединений ванадия можно реализовать с помощью следующих реакций:

1)2NH4VO3 + 8HCl(конц) = 2VOCl2 + 2NH4Cl + 4H2O + Cl2

2 VO3− + 4H + + e− ®VO2+ + 2H 2O

+1 2Cl − - 2e− ® Cl2

2VO3− + 8H + + 2Cl − ® 2VO2+ + Cl2 + 4H 2O

312

В результате этой реакции бесцветный раствор NH4VO3 окрасится в синий цвет (VO2+ ).

2) VOCl2 + 2NaOH = VO(OH)2↓+ 2NaCl VO2+ + 2OH − = VO( OH )2 ¯

Врезультате этой реакции образуется осадок розового цвета –

VO(OH)2.

3)VO(OH)2 + H2SO4 = VOSO4 + 2H2O

Вданной реакции осадок растворяется и снова образуется раствор

синего цвета (VO 2+ )

VO( OH )2 + 2H + = VO2+ + 2H 2O

4) 4VO(OH)2 + 2NaOH = Na2V4O9 + 5H2O 4VO( OH )2 + 2OH − ¾t ®V4O92− + 5H 2O

Розовый осадок растворяется в щелочи с образованием желтого рас- твора (V4O92− )

5) 2VOSO4 + Zn + 2H2SO4 = V2(SO4)3 + ZnSO4 + 2H2O

1 2VO2+ + 4H+ + 2ē → 2V3+ + 2H2O

1Zn – 2ē → Zn2+

2VO2+ + Zn + 4H+ → 2V3+ + Zn2+ + 2H2O

Врезультате этой реакции синий раствор стал зеленым (V3+)

6)Na2V4O9 + 9H2SO4 + 2Zn → 2V2(SO4)3 + ZnSO4 + Na2SO4 + 9H2O

1V4O92- + 18H+ + 4ē → 4V3+ + 9H2O

2Zn – 2ē → Zn2+

V4O92- + 18H+ + 2Zn → 4V3+ + 2Zn2+ + 9H2O

Желтый раствор в процессе реакции становится зеленым (V 3+ ).

313

7) 2V2(SO4)3 + 2H2O ¾¾электролиз¾¾¾® 4VSO4 + О2 + 2H2SO4

Катод: V3+ + 1ē → V2+ Анод: 2H2O – 4ē → О2 + 4Н+

При электролизе водного раствора V2(SO4)3 цвет раствора в прика-

тодной области изменяется с зеленого на фиолетовый (V 2+ ).

Приведенные примеры не могут охватить громадное число возмож- ных вариантов вопросов и задач в неорганической химии. Поэтому их главная задача – помочь студенту выработать умение пользоваться уже приобретенными и новыми знаниями, справочными данными, сопостав- лять факты, искать причинно-следственные связи, выбирать из нескольких вариантов ответов наиболее вероятный, обосновывать свое решение. Не- обходимо помнить, что готовые ответы не так часто можно найти в учеб- никах и даже в монографиях.

Для контроля знаний студентов могут использоваться программиро- ванные вопросы. В таких тестовых заданиях для каждого вопроса приво- дится несколько ответов, из которых следует выбрать один правильный.

В качестве примера приведем тестовые задания по некоторым темам.

I. Тестовые задания по теме «s-Элементы I и II групп периодической системы

Д.И. Менделеева»

1. В ряду щелочных металлов от лития к францию:

1)энергия ионизации увеличивается, радиус уменьшается;

2)энергия ионизации уменьшается, радиус увеличивается;

3)энергия ионизации уменьшается, радиус уменьшается;

4)энергия ионизации увеличивается, радиус увеличивается.

2.В ряду s-элементов II группы ПСМ от бериллия к барию:

1) энергия ионизации увеличивается, радиус уменьшается;

2) энергия ионизации увеличивается, радиус увеличивается;

3) энергия ионизации уменьшается, радиус увеличивается;

4) энергия ионизации увеличивается, радиус увеличивается.

3.Какие из элементов проявляют наибольшую тенденцию к образованию ковалентных связей:

1) Li и Mg;

2) K и Ca;

3) Be и Li;

4) Cs и Sr.

314

4. Для каких элементов наиболее устойчива двухатомная молекула Э2:

1) Na и Mg; 2) Li и Be; 3) Sr и Rb; 4) Ca и Cs.

5. Какие молекулы имеют наиболее ковалентный характер связи:

1) Li2 и LiCl;2) Be2 и BeCl2; 3) NaH и CaH2; 4) RbCl и SrCl2.

6. Какой из перечисленных элементов может реагировать с азотом при наи-

более низкой температуре:
1) барий;	2) франций;	3) магний;	4) литий.

7. Какой из щелочных металлов взаимодействует с водой со взрывом:

1) литий; 2) натрий; 3) калий; 4) цезий.

8. Какое соединение образуется при взаимодействии калия с озоном:

1) К2О;	2) КО2;	3) КО3;		4) К2О2.
9. Наиболее высокую температуру плавления имеет:
1) Li;	2) Be;	3)	Ва;	4) Rb.
10. Со щелочью может взаимодействовать:
1) Li;	2) Cs;	3)	Sr;	4) Be.

11. При электролизе водного раствора BeCl2 на электродах образуются:

1)	водород и хлор;	2)	бериллий и хлор;
3)	бериллий и кислород;	4)	водород и кислород.

12. При электролизе водного раствора Rb2SO4 на электродах образуются:

1)	водород и SO2;	2)	рубидий и кислород;
3)	водород и кислород;	4)	рубидий и SO2.

13. При взаимодействии амальгамы натрия с водным раствором NH4Cl об- разуются:

1) Cl2 и NaOH;	2) Cl2 и H2;
3) H2 и NH3;	4) NaCl и O2.

14. Какая реакция может быть использована для получения Na2О:

1) Na + О2	¾¾® ;	2)	Na2О2	+ Na ¾® ;
	t			t
	t	4)		t
3 ) NaNО3 ¾® ;			NaНСО3 ¾® .

315

15. Какая реакция используется в промышленности для получения Na2СО3:

1) Na2SO4 + С + СаСО3 ¾t ® ; 2) Na2О + СО2 →; 3) NaОН + СО2 + Н2О →; 4) NaНСО3 ¾t ® .

16. Какое вещество, взятое в избытке, осаждает из растворов солей берил- лия плохо растворимое соединение:

1) NaОН;	2)	NН3;	3) Na2СО3;	4)	(NН)4СО3.
17. Какого состава осадок образуется при сливании растворов:
а) Na2СО3 и BeCl2;		б) Na2СО3 и Mg Cl2:
1) Э(ОН)2;	2)	(ЭОН)2СО3;	3) ЭСО3;	4)	Э(НСО3)2.
18. Для	смещения равновесия		реакции MgCl2	+	2NН3 + 2Н2О ↔
↔ Mg(ОН)2 + 2NН4Cl влево необходимо добавить:
1) NН3;	2)	Н2О;	3) NН4NО3;	4)	КCl.
19. В чем растворяется CaCO3:
1) H2O + NaOH;			2) H2O + NH3;
3) H2O + CO2;			4) H2O + SiO2.

20. С помощью, какой реакции можно перевести BaSO4 в соединение, рас- творимое в воде:

1) BaSO4	+ HCl(р-р) →;	t
		2) BaSO4 + С ¾®;
3) BaSO4	+ H2SO4(разб.) →;	4) BaSO4 + CO2 →.

II.Тестовые задания по теме «Галогены»

1.Какова конфигурация валентных электронов в атомах галогенов:

1) (n -1)d 5ns 2 ;

2) ns2 p5 ;

3) ns2 p6 ;

4) ns2nd 5 .

2. Какие степени окисления проявляет хлор в наиболее устойчивых соеди- нениях:

1) –1, +1, +4, +7;	2) –1, +2, +3, +5;
3)–1, +3, +5, +7;	4) –1, +2, +4, +6.

3. Какую степень окисления проявляет иод в наиболее устойчивых кисло- родных соединениях:

1) +5;	2) +7;	3) +1;	4) +3.
4. С помощью какой реакции можно получить хлор:
1) MnO + HCl(конц.) →;		2) Mn2O3 + HCl(конц.) →;
3) MnO2 + HCl(конц.) →;		4) NaCl + Br2 →.

316

5. Какие вещества можно использовать для осушения хлора:

1) NaOH; 2) CaO; 3) CaCl2; 4) CH4.

6. Растворы каких веществ можно использовать для поглощения хлора:

1) NaCl; 2) HCl; 3) H2SO4; 4) Ca(OH)2.

7. В результате какой реакции можно получить свободный бром:

1) KBr(р-р) + F2 →;	2) KBr(р-р) + I2 →;
3) KBr(тв.) + H2SO4(конц.) →;	4) HBrO3(р-р) + Cl2 →.

8. С помощью какой реакции получают бром в лаборатории:

1) KBr(тв.) + H2SO4 (конц.) →;		2) KBr(р-р) + Cl2		→;
3)	HBrO3(р-р) + I2 →;	4)	KBr(р-р) + F2 →.
9. Иод можно получить, используя реакцию:
1)	KI(р-р) + Cl2 →;	2)	HIO3(р-р) + F2	→;
3) KIO3 + KF + H2SO4 →;		3) KI + Na →.

10. С помощью какой реакции получают иод в лаборатории:

1) KI(р-р) + Cl2 →;	2) KI(тв.) + H2SO4(конц.)	→;
3) KI(тв.) + MnO2 + H2SO4(конц.) →;	4) KIO3 + KI + H2SO4	→.

11. Атом какого из галогенов обладает наибольшим сродством к электрону:

1)	фтора;	2)	хлора;		3)	брома;	4) иода.
12. Для какого галогена равновесие реакции							Г2 + Г − ¬¾® Г3− наиболее
смещено вправо:
1)	фтор;	2)	хлор;		3)	бром;	4) иод.
13. Молекула какого галогена имеет наибольшую энергию диссоциации:
1)	F2;	2)	Cl2;	3)	Br2;	4) I2.
14. В растворе какого из перечисленных веществ растворяется иод:
1)	HIO3(р-р);	2)	H5IO6(р-р); 3)		KI(р-р);		4) H2SO4(р-р).

15. Какое вещество можно использовать для осушения хлористого водо- рода:

1) CaO; 2) KOH; 3) CaCl2; 4) натронная известь.

317

16. Какую реакцию можно использовать для получения HBr:

1) KBr(тв.) + H2SO4(конц.) →;	2) Br2 + KOH →;
3) KBr(тв.) + H2SO4(разб.) →;	4) P(красн.) + Br2 + H2O →.

17. Какой из галогеноводородов обладает наибольшей восстановительной

способностью:
1) HF;	2) HCl;	3) HBr;	4) HI.

18. Для какого галогена равновесие реакции Г2 + Н2О ↔ НГ + НОГ наи-

более смещено вправо:
1) фтор;	2) хлор;	3) бром;	4) иод.
19. Какие соединения образуются при насыщении хлором раствора KOH
при 10 ºС и 60 ºС соответственно:
1) KClO2	и KClO;	2) KClO и KClO3;
3) KClO3	и KClO4;	4) KCl и KClO4.

20. Как изменяются в ряду HClO – HClO 2 – HClO 3 – HClO 4 устойчивость, окислительная способность и сила кислоты соответственно:

1)повышается, понижается, повышается;

2)понижается, повышается, понижается;

3)понижается, понижается, повышается;

4)повышается, повышается, повышается.

21. Какая из кислот хлора (I) или брома (I), или иода (I) является наиболее сильной, наиболее устойчивой и наиболее сильным окислителем:

1)	HClO;	2) HBrO;		3) HIO.
22. Какая кислота наиболее устойчива:
1)	HIO;	2) HIO2;	3) HIO3;	4) HIO4

Закончите уравнения

иподсчитайте сумму коэффициентов в левой части:

23.KMnO4 + HClконц →

24.CaOCl2 + HClконц →

25.Na2 S2O3 + Cl2 + H 2O →

26.I2 + HNO3конц →

27.HIO3 + FeSO4 + H 2 SO4 →

318

28.NaIO3 + NaI + H 2 SO4 →

29.KOH р− р + Br2 + Cl2 →

30.KClO3 + H 2C2O4конц →

31.KMnO4 + KI + H 2 SO4 →

32.I2 + H 2 S р− р →

33.Br2 + NaOH + Na2 SO4 →

34. Br2 + NaOHконц ¾¾®t

35. NaBrO3 + NaBr + H 2 SO4 →

III.Тестовые задания по теме «Семейство железа»

1.В виде какого соединения встречается в природе железо:

1)	FeSO4 ·7H2O;	2)	K4[Fe(CN)6];
3)	FeS2;	4)	FeCl3 · 6H2O.

2. У никеля на валентных d-орбиталях электронов по сравнению с железом:

1)	больше на один;	2) меньше на один;
3)	равное число;	4) больше на два.

3. Для железа и никеля наиболее устойчивыми степенями окисления явля- ются соответственно:

1)	+2 и +2;	2) +3 и + 2;	3)	+3 и +3;	4) +2 и + 3.
4. Для каких элементов известны производные Э(VI):
1)	железо;		2)	кобальт;
3)	никель;		4)	железо, кобальт, никель.

5. Какие вещества образуются при взаимодействии железа с серной кисло- той при комнатной температуре:

1. Fe2(SO4)3 и SO2;	2) FeSO4 и H2;
3) FeSO4 и SO2;	4) Fe2(SO4)3 и H2.

6. Какие вещества образуются при растворении железа в очень разбавлен- ной азотной кислоте:

1) Fe(NO3)3	и NO;	2) Fe(NO3)3	и NH4NO3;
3) Fe(NO3)2	и N2O;	4) Fe(NO3)2	и NH4NO3.

319

7. Какое соединение железа образуется при взаимодействии с соляной ки- слотой:

1) FeCl3;		2) Fe(ClO)2;	3) FeCl2;		4) FeOCl.
8. Какую реакцию можно использовать для получения FeS:
1) FeCl2	+ H2S + H2O →;		2) FeCl2	+ (NH4)2S + H2O →;
3) FeCl3	+ H2S + H2O →;		4) FeCl3	+ Na2S + H2O →.

9. Какую реакцию можно использовать для получения безводного FeCl2:

t	t
1) Fe + Cl2 ¾®;	2) FeCl3 + H2 ¾®;
t	4) FeSO4 + HCl(р-р) →.
3) Fe2O3 + C + Cl2 ¾®;

10. Какую реакцию можно использовать для получения безводного FeCl3:

1)	t	2)	t
	Fe + Cl2 ¾®;		FeCl2 + H2 ¾®;
3)	t	4)	Fe2(SO4)3 + HCl(р-р) →.
	Fe + HCl(газ) ¾®;

11. С помощью какого вещества можно обнаружить в растворе соли же-

леза (II):

1)	NH4CNS; 2) K3[Fe(CN)6];		3) K4[Fe(CN)6];		4) NH3.
12. В какой среде более устойчивы соединения железа(II):
1)	нейтральной;	2) кислой;	3) щелочной;	4) слабощелочной.

13. Какое соединение железа (II) наиболее устойчиво по отношению к ки- слороду воздуха:

1)	Fe(OH)2;	2)	FeSO4 · 7H2O;
3)	FeSO4 · (NH4)2SO4 · 6H2O;	4)	K4[Fe(CN)6].

14. Какое вещество следует добавить к раствору FeCl3, чтобы усилить гид- ролиз:

1) HCl;

2) NaCl;

3) NH4Cl;

4) NaCH3COO.

15. Какое вещество образуется при действии избытка раствора аммиака на раствор FeCl3:

1)	[Fe(NH3)6]Cl3;	2) Fe(OH)Cl2;
3)	Fe(OH)3;	4) Fe(OH)2Cl.

16. Какие вещества образуются при пропускании H2S в раствор FeCl3:

1)	FeCl2 и S;	2) FeS и HCl;
3)	Fe2S3 и HCl;	4) Fe(HS)3 и HCl.

320