Пример 6.

На гидроксиды хрома (III) и никеля (II) подействовали избытком раствора серной кислоты, едкого натрия и аммиака. Какие соединения хрома и никеля образуются в каждом из этих случаев? Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций.

Решение.

Гидроксид хрома (III) Cr(OH)₃ является амфотерным основанием. Поэтому он взаимодействует и с кислотами, и с гидроксидами:

2Cr(OH)₃ + 3H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 6H₂O,

2Cr(OH)₃ + 6H⁺ = 2Cr³⁺ + 6H₂O.

Cr(OH)₃ + 3NaOH = Na₃[Cr(OH)₆],

Cr(OH)₃ + 3OH^– = [Cr(OH)₆]^3–.

Cr(OH)₃ + 6NH₄OH = [Cr(NH₃)₆](OH)₃ + 6H₂O,

Cr(OH)₃ + 6NH₄OH = [Cr(NH₃)₆]³⁺ + 3OH^– + 6H₂O.

Гидроксид никеля (II) обладает только основными свойствами и с едким натрием не взаимодействует. В серной кислоте и аммиаке он растворяется с образованием комплексных соединений:

Ni(OH)₂ + H₂SO₄ + 4H₂O = [Ni(H₂O)₆]SO₄,

Ni(OH)₂ + 2H⁺ + 4H₂O = [Ni(H₂O)₆]²⁺.

Ni(OH)₂ + 6NH₄OH = [Ni(NH₃)₆](OH)₂ + 6H₂O,

Ni(OH)₂ + 6NH₄OH = [Ni(NH₃)₆]²⁺ + 6H₂O + 2OH^–.

Пример 7.

Как получить берлинскую лазурь, имея в качестве исходных веществ железный купорос, азотную кислоту и цианистый калий? Напишите молекулярное и ионные уравнения реакций, приводящих к образованию берлинской лазури из указанных веществ.

Решение.

В состав берлинской лазури Fe₄[Fe(CN)₆]₃ входит железо в степени окисления (+2) и (+3).

Последовательность операций.

Делим железный купорос FeSO₄ на две части, к первой прибавляем избыток раствора цианистого калия:

FeSO₄ + 6KCN = K₄[Fe(CN)₆] + K₂SO₄,

Fe²⁺ + 6CN^– = [Fe(CN)₆]^4–.

Ко второй части приливаем раствор азотной кислоты для окисления железа от (+2) до (+3):

3FeSO₄ + 4HNO₃ = 3FeNO₃SO₄ + NO + 2H₂O,

3Fe²⁺ + 4NO₃^– = 3Fe³⁺ + NO + 2H₂O.

Слив оба раствора, получим нерастворимый в воде осадок берлинской лазури:

4FeNO₃SO₄ + 3K₄[Fe(CN)₆] = Fe₄[Fe(CN)₆]₃ + 4KNO₃ + 4K₂SO₄,

4Fe³⁺ + 3[Fe(CN)₆]^4– = Fe₄[Fe(CN)₆]₃.

Пример 8.

Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, которые необходимо провести для осуществления следующих превращений:

Co(OH)₂  Co(OH)₃  CoCl₂  CoOHCl.

Решение.

Окисление гидроксида кобальта (II) гипохлоритом натрия:

2Co(OH)₂ + NaClO + H₂O = Co(OH)₃ + NaCl,

2Co(OH)₂ + ClO^– + H₂O = Co(OH)₃ + Cl^–.

При действии кислот на Co(OH)₃ получаются соли кобальта (II), а не кобальта (III):

2Co(OH)₃ + 6HCl = 2CoCl₂ + Cl₂ + 6H₂O,

2Co(OH)₃ +6H⁺ + 2Cl^– = 2Co²⁺ + Cl₂ + 6H₂O.

При действии щелочи на раствор соли кобальта (II) при комнатной температуре выпадает осадок основной соли:

CoCl₂ + NaOH = CoOHCl +NaCl,

Co²⁺ + Cl^– + OH^– = CoOHCl.

Пример 9.

Могут ли в растворе существовать совместно следующие вещества: FeCl₂ и KMnO₄; NiCl₂ и NaOH; FeCl₂ и K₄[Fe(CN)₆]? Составьте уравнения реакций.

Решение.

Указанные пары могут существовать совместно, если между ними не будут протекать окислительно-восстановительные реакции или реакции обмена.

Степень окисления железа в FeCl₂, равная (+2), – промежуточная, а марганца в KMnO₄, равная (+7), – высшая. Следовательно, эти вещества будут взаимодействовать, причем KMnO₄ – окислитель, а FeCl₂ – восстановитель.

Напишем реакции:

3FeCl₂ + KMnO₄ + 2H₂O = 3FeOHCl₂ + MnO₂ +KOH,

3Fe²⁺ + MnO₄^– + 2H₂O = 3Fe³⁺ + MnO₂.

Раствор хлорида никеля содержит только ионы Ni²⁺ и Cl^–. Гидроксид натрия также полностью диссоциирует в растворе на ионы Na⁺ и OH^–. При смешивании растворов NiCl₂ и NaOH ионы Ni²⁺ и OH^– связываются друг с другом и образуют нерастворимый в воде гидроксид никеля (II):

NiCl₂ + 2NaOH = Ni(OH)₂ + 2NaCl,

Ni²⁺ + 2OH^– = Ni(OH)₂.

В водном растворе FeCl₂ и K₄[Fe(CN)₆] диссоциируют по уравнениям:

FeCl₂  Fe²⁺ + 2Cl^–,

K₄[Fe(CN)₆]  4K⁺ + [Fe(CN)₆]^4–.

При смешивании растворов никакие комбинации ионов Fe²⁺, K⁺, Cl^–, [Fe(CN)₆]^4– не приводят к образованию малорастворимого, летучего или слабо-диссоциирующего вещества. Следовательно, никакой реакции не происходит.

Итак, в растворе могут существовать совместно только FeCl₂ и K₄[Fe(CN)₆].