Пример 2.
К какому классу соединений относятся вещества, получаемые при действии избытка раствора аммиака на растворы AgNO3, Hg(NO3)2, Zn(NO3)2?
Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций.
Решение.
При действии избытка раствора аммиака на растворы приведенных в условии задачи солей протекают следующие реакции:
AgNO3 + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]NO3 + 2H2O,
Hg(NO3)2 + 4NH4OH = [Hg(NH3)4](NO3)2 + 4H2O,
Zn(NO3)2 + 4NH4OH = [Zn(NH3)4](NO3)2 + 4H2O.
Уравнения реакций в сокращенной ионной форме:
Ag+ + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]+ + 2H2O,
Hg2+ + 4NH4OH = [Hg(NH3)4]2+ + 4H2O,
Zn2+ + 4NH4OH = [Zn(NH3)4]2+ + 4H2O.
При действии избытка аммиака образуются соединения: [Ag(NH3)2]NO3, [Hg(NH3)4](NO3)2, [Zn(NH3)4](NO3)2, которые относятся к классу комплексных соединений.
Пример 3.
Какие степени окисления проявляет марганец в соединениях? Составьте формулы оксидов марганца, отвечающих этим степеням окисления. Как меняются кислотно-основные свойства оксидов марганца при переходе от низшей к высшей степени окисления? Составьте уравнения реакций взаимодействия оксида марганца (II) с серной кислотой и оксида марганца (III) с гидроксидом калия.
Решение.
В соединениях марганец проявляет пять степеней окисления (+2, +3, +4, +6, +7), но образует всего четыре простых устойчивых оксида: MnO – оксид марганца (II), Mn2O3 – оксид марганца (III), MnO2 – оксид марганца (IV) и Mn2O7 – оксид марганца (VII). Первые два оксида MnO и Mn2O3 обладают основными свойствами.
Оксид марганца (IV) амфотерен со слабо выраженными кислотными и основными свойствами. Высший оксид марганца Mn2O7 является типичным кислотным оксидом. Триоксид марганца, отвечающий степени окисления (+6), не получен.
Напишем уравнения реакций, необходимых по условию задачи:
MnO + H2SO4 = MnSO4 + H2O.
Mn2O7 + 2KOH = 2KMnO4 + H2O.
Пример 4.
Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций растворения золота в царской водке и взаимодействия вольфрама с хлором. Золото окисляется до степени окисления (+3), а вольфрам до максимальной.
Решение.
Царская водка – это смесь одного объема азотной и трех – четырех объемов концентрированной соляной кислоты. При смешивании кислот образуется хлор в момент выделения, который и окисляет золото:
2HNO3 + 6HCl = 3Cl2 + 4H2O + 2NO.
Электронные уравнения:
2
| Au0
– 3
= Au+3,
3
| Cl20
+2
=2Cl–.
Молекулярное уравнение реакции:
2Au + 2HNO3 + 8HCl = 2H[AuCl4] + 4H2O + 2NO.
Максимальная степень окисления вольфрама, как элемента шестой группы, равна (+6). Хлор в данной задаче выступает в роли окислителя и, присоединив электроны, приобретает степень окисления (–1). На основе вышеизложенного составим электронные уравнения:
|
W – 6
= W+6,
3
| Cl2
+2
=2Cl–1.
Уравнение реакции имеет вид
W + 3Cl2 = WCl6.
Пример 5.
Через подкисленный серной кислотой раствор дихромата калия пропустили газообразный сероводород. Через некоторое время оранжевая окраска перешла в зеленую и одновременно жидкость стала мутной. Составьте молекулярное и электронное уравнения происходящей реакции, учитывая минимальное окисление сероводорода.
Решение.
Оранжевая окраска исходного раствора обусловлена ионами Cr2O72–. Зеленый цвет после пропускания сероводорода сообщают ионы Cr3+.
Следовательно, хром (+6) восстанавливается до хрома (+3). В сероводороде степень окисления серы равна (–2). Минимальное окисление сероводорода означает, что сера (–2) отдает минимальное число электронов и приобретает степень окисления, равную нулю. Составим электронные уравнения:
2
| Cr+6
+ 3
= Cr+3,
3
| S–2
– 2
=S0.
На основании электронных уравнений составим молекулярное уравнение реакции:
K2Cr2O7 + 4H2SO4 + 3H2S = 3S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O.