Вариант 26 Задачи 6, 27, 48, 69, 90, 111, 132, 153, 174, 195, 216, 227, 248, 269, 290, 353 Задача 6

Чему равен при н.у. эквивалентный объем водорода? Вычислите эквивалент­ную массу металла, если на восстановление 1,017 г его оксида израсходовалось 0,28 л водорода (н.у.) .

Решение

Согласно закону Авогадро 1 моль каждого газа занимает объем 22,4 л. Молярная масса водорода Н₂равна 2 г/моль. Следовательно, эквивалентный объем водорода составляет

По закону эквивалентов:

Отсюда эквивалентная масса оксида металла составляет

Согласно закону эквивалентов

Ответ: 32,68 г/моль.

Задача 27

Какие орбитали атома заполняются электронами раньше: 4dили 5s; 6sили 5р? Почему? Напишите электронную формулу атома элемента с порядковым номе­ром 43.

Заполнение электронами орбиталей в атоме происходит по правилу Клечковского: в порядке возрастания суммы главного (n) и орбитального (l) квантовых чисел. При одинаковой сумме раньше заполняется орбиталь с меньшим значением n.

Для орбитали 4d n = 4, l = 2; n + l = 6

Для орбитали 5s n = 5, l = 0; n + l = 5

Значит 5s заполнится раньше, чем 4d.

Для орбитали 6s n = 6, l = 0; n + l = 6

Для орбитали 5p n = 5, l = 1; n + l = 6

Значит 5p заполнится раньше, чем 6s.

Порядковый номер 43 имеет элемент технеций (Tc).

Имеет 5 орбиталей на которых располагается 43 электрона (на первой орбитали – 2 электрона , на второй – 8 электронов, на третьей – 18 электронов, на четвертой – 13 , на пятой – 2).

Электронная формула атома элемента с порядковым номером 43:

₄₃Tc 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d⁵5s².

Задача 48

Марганец образует соединения, в которых он проявляет степень окисления +2, +3, +4, +6, +7. Составьте формулы его оксидов и гидроксидов, отвечающих этим степе­ням окисления. Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида марганца (IV).

Решение

Формулы оксидов:

MnO– закись марганца (степень окисления марганца + 2)

Mn₂O₃– окись марганца (+ 3)

MnO₂– двуокись марганца (+ 4)

MnO₃– марганцовистый ангидрид (+6)

Mn₂O₇– марганцовый ангидрид (+7).

Формулы гидроксидов:

Mn(OH)₂– степень окисления марганца + 2

Mn(OH)₃– степень окисления марганца + 3

Mn(OH)₄– степень окисления марганца + 4

H₂MnO₄– степень окисления марганца + 6

HMnO₄– степень окисления марганца + 7

Уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида марганца (IV):

Mn(OH)₄ + 2H₂SO₄ = Mn(SO₄)₂ + 4H₂0

Mn(OH)₄ + 4KOH = K₄MnO₄ + 4H₂0

Приведенные уравнения показывают, что гидроксид марганца (IV) растворяется как в сильных кислотах, так и в сильных щелочах. Следовательно, гидроксид марганца (IV) обладает амфотерными свойствами.

Задача 69

Какие кристаллические структуры называют ионными, атомными, молеку­лярными и металлическими? Кристаллы каких веществ: алмаз, хлорид натрия, диок­сид углерода, цинк — имеют указанные структуры?

Решение

В зависимости от природы частиц, образующих кристалл, и характера связи между ними различают четыре основные типа структур кристаллических веществ (кристаллических решеток) – атомную, ионную, металлическую и молекулярную.

В узлах атомной кристаллической решетки находятся атомы одинаковых или различных элементов, соединенные между собой ковалентными связями. В последнее время эти структуры часто относят к неорганическим полимерам. Типичными примерами таких веществ являются алмаз и кварц.

Ионные кристаллические решетки построены из положительно и отрицательно заряженных ионов, между которыми действуют электростатические (кулоновские) силы притяжения. Ионы могут быть простыми, например в кристалле NaClи сложными, например в кристалле (NH4)₂SO₄. Структура ионного соединения, обусловленная максимальным притяжением между разноименными ионами и минимальным отталкиванием одноименных ионов, во многом определяется соотношением ионных радиусов катионов и анионов.

Металлическая кристаллическая решетка состоит из катионов металла, между которыми относительно свободно перемещаются валентные электроны. Отрицательный заряд таких электронов, иногда называемых электронным газом, компенсирует положительные заряды катионов металла и удерживает их в узлах кристаллической решетки.

В узлах молекулярной кристаллической решетки расположены молекулы, связанные между собой слабыми межмолекулярными связями. Характер межмолекулярных сил и энергия взаимодействия молекул определяется их природой: между неполярными молекулами действуют дисперсные силы; энергия взаимодействия между полярными молекулами складывается из дисперсных, ориентационных и индукционных сил.

Алмаз имеет атомную структуру.

Хлорид натрия имеет ионную структуру.

Диоксид углерода имеет молекулярную структуру.

Цинк имеет металлическую структуру.