Металлы групп «в» (побочных подгрупп)

1. Чем определяется принадлежность элементов к d - и f -электронным семействам? Сравните характер изменения атомных радиусов, энергий ионизации и электроотрицательности элементов в группах А и В.

а)Рассмотрите электронное строение атома марганца и определите его возможные степени окисления. Охарактеризуйте кислотные и окислительные свойства высшего оксида марганца. Составьте в молекулярной и ионно-молекулярной формах уравнения реакций взаимодействия перманганата калия с пероксидом водорода в кислой, нейтральной и сильнощелочной средах.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

FeСl₃ → Fe(ОН)₂ → Fe(OH)₃ → NaFeO₂ → Fe(NO₃)₃ → Fe₃O₄ .

2. Сравните электронное строение атомов хрома и серы и объясните причины различия свойств образуемых ими простых и сложных веществ. В какой степени окис­ления атомы этих элементов образуют схожие по свойствам однотипные соединения? Как это можно объяснить? Как влияет величина степени окисления атомов хрома на кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства его гидроксидов? Приведите уравнения соответствующих реакций.

а) Какие процессы происходят при пропускании избытка газообразного аммиака в водные растворы сульфатов меди(II), железа(III) и хрома(III)? Напишите уравнения соответствующих реакций и назовите вещества.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

CuS → Cu(OH)₂ → (CuOH)₂SO₄ → CuS → CuCl₂ → CuI.

3. Сравните электронное строение атомов хлора и марганца и объясните причины различия свойств образуемых ими простых и сложных веществ. В какой степени окис­ления атомы этих элементов образуют схожие по свойствам однотипные соединения? Как это можно объяснить? Приведите примеры такого сходства.

а) В виде каких частиц Cr(III) содержится в сильнокислых и в сильнощелочных водных растворах? Какие процессы происходят при постепенном добавлении раствора NaOH к подкисленному раствору хлорида хрома(III)? Составьте уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионно-молекулярной формах и назовите вещества.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

MnSO₄ → HMnO₄ → MnO₂ → K₂MnO₄ → KMnO₄ → Mn(OH)₂.

4. Рассмотрите электронное строение атома железа и определите его возможные степени окисления. В какой из них железо образует наиболее устойчивые соединения? Какими химическими свойствами обладает железо? Как изменяются кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства гидроксидов железа с повышением степени его окисления? Ответ подтвердите уравнениями соответствующих реакций.

а) Напишите уравнения реакций взаимодействия дихромата калия с сульфидом калия в нейтральном растворе при нагревании; дихромата натрия с сульфитом натрия в растворе, содержащем серную кислоту; термического разложения дихромата аммония.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Cr₂O₃ → K₂Cr₂O₇ → Cr(OH)₃ → NaCrO₂ → Na₂CrO₄ → CrO₃ .

5. Рассмотрите электронное строение атома меди и определите его возможные степени окисления. В какой из них медь образует наиболее устойчивые соединения? Охарактеризуйте химические свойства меди. Сравните устойчивость и кислотно-основные свойства ее оксидов и гидроксидов, напишите уравнения соответствующих реакций. Где используются медь и ее соединения? Перечислите важнейшие из них.

а) Какие из ионов – или более устойчивы в кислой среде; в щелочной среде? Напишите уравнения реакций взаимодействия в водных растворах хромата калия с серной кислотой; дихромата натрия с гидроксидом натрия; дихромата натрия с хлоридом бария.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Zn → Na₂[Zn(OH)₄] → Zn(OH)₂ → ZnS → Na₂ZnO₂ → ZnO.

6. Рассмотрите электронное строение атома хрома и определите его возможные степени окисления. В какой из них хром образует наиболее устойчивые соединения? Охарактеризуйте термическую устойчивость, кислотные и окислительные свойства оксида хрома(VI). Какие кислоты ему соответствуют? Как соли этих кислот превращаются друг в друга?

а) Как в промышленности получают перманганат калия?

Какое влияние оказывает величина рН растворов на окислительные свойства перманганата калия? В какой среде они выражены наиболее сильно? Напишите уравнения реакций взаимодействия перманганата калия с сульфитом натрия в присутствии гидроксида натрия; в присутствии серной кислоты; в нейтральном водном растворе. Какие вещества образуются при термическом разложении перманганата калия; оксида марганца(IV)?

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Сu(NO₃)₂ → CuCl₂ → Cu₂S → CuSO₄ → CuS → Cu(OH)₂ .

7. Рассмотрите электронное строение атома цинка. Какую единственную степень окисления проявляет цинк в своих соединениях? Почему? Охарактеризуйте химические свойства цинка, его оксида и гидроксида. Какова роль цинка в процессах жизнедеятельности человека, животных и растений?

Каков характер воздействия кадмия, ртути и их растворимых соединений на живые организмы? Как можно обезвредить пролитую ртуть?

а) Охарактеризуйте взаимодействие железа, кобальта и никеля с азотной, серной соляной и фосфорной кислотами. В контакте с какими из перечисленных кислот железо пассивируется? В каких условиях указанные металлы реагируют с водой? Напишите уравнения соответствующих реакций.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Cr₂O₃ → CrSO₄ → K₃[Cr(OH)₆] → K₂CrO₄ → CrO₃ → (NH₄)₂Cr₂O₇ .

8. Как изменяются кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства оксидов и гидроксидов хрома с повышением степени его окисления? Какие продукты образуются при термическом разложении оксида хрома(VI); дихромата аммония; нитрата хрома(III)? Напишите уравнения соответствующих реакций.

а) Сравните устойчивость перманганата и манганата калия в водных растворах. Напишите уравнение реакции взаимодействия манганата калия с водой. Почему разложение соли усиливается при пропускании в ее раствор оксида углерода(IV) или при добавлении растворов кислот? Как можно замедлить разложение манганатов в растворах? Ответ подтвердите уравнениями соответствующих реакций.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

FeS₂ → Fe₂(SO₄)₃ → Fe₂О₃ → NaFeO₂ → Fe(OН)₃ → Na₂FeO₄ .

9. Как и почему в группах по мере увеличения атомных номеров изменяются устойчивость, кислотные и окислительные свойства высших оксидов и гидроксидов d -элементов? Сравните эту закономерность с аналогичной для p -элементов. Какой из оксидов – CrO₃, MoO₃ или WO₃ – является наиболее сильным окислителем? У какого из оксидов – Mn₂O₇, Re₂O₇ или Tc₂O₇ – наиболее слабо выражены кислотные свойства?

а) Какое равновесие устанавливается в водных растворах дихроматов? Почему при взаимодействии в растворах солей бария с хроматами и дихроматами образуются осадки одинакового состава? Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионно-молекулярных формах.

б)Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Zn → Na₂[Zn(OH)₄] → Zn(OH)₂ → ZnS → Na₂ZnO₂ → Zn(NO₃)₂ .

0. Каковы особенности строения атомов d -элементов, отличающие их от s - и p -элементов? Какие электроны являются валентными в атомах d -элементов? Всегда ли высшие степени окисления d -элементов численно равны номерам соответствующих групп? Приведите примеры. Почему катионы и атомы d -элементов являются типичными комплексообразователями, образующими наиболее прочные комплексные частицы?

а) Перечислите важнейшие природные соединения железа. Какие химические реакции используются для его промышленного получения? Как получают особо чистое «карбонильное» железо? Чем по составу и механическим свойствам чугун отличается от стали? Какие компоненты входят в состав нержавеющих сталей?

б)Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

MnO₂ → Mn(OH)₂ → HMnO₄ → MnCl₂ → MnO₂ → KMnO₄.

 

Т е м а ХVII

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

При выполнении задания используйте данные таблицы 2

(Приложение 2)

1. Какие соединения называются комплексными? Каковы особенности их состава и строения? Напишите координационные формулы комплексных соединений, соответствующих следующим сочетаниям их компонентов:

NH₃ · HCl, CrCl₃ · 5H₂O, Cu(OH)₂ · 4NH₃, 2KF · BeF₂, Fe(CN)₂ · 4KCN.

а) Назовите по международной номенклатуре комплексные соединения:

K[Cr(NH₃)₂(NCS)₄]; [Fe(H₂O)₃(NO₂)SO₄]; [Co(NH₃)₄CO₃]₃PO₄.

Чему равны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электролитической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

б) В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

K₂[CuCl₄] + 4NH₃ ↔ [Cu(NH₃)₄]Cl₂ + 2KCl?

2. Что представляет собой внутренняя сфера комплекса? Атомные частицы каких элементов чаще всего являются комплексообразователями? Что характеризует координационное число комплексообразователя? Какие значения оно принимает и от каких факторов зависит его величина? Как связано координационное число комплексообразователя с пространственным расположением лигандов в его координационной сфере?

а) Напишите координационные формулы следующих комплексных соединений: нитрат карбонатоакватриамминкобальта(III); дибромотетра­цианоплатинат(IV) калия; сульфатотиоцианотриаквахром(III). Чему рав­ны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электроли­тической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

б) В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

K[Ag(NO₂)₂] + 4KCN ↔ K₃[Ag(CN)₄]+ 2KNO₂?

3. Какие частицы выступают в роли лигандов? Чем они схожи по химическому составу? Что характеризует дентатность лигандов и от каких факторов зависит ее величина? Приведите примеры электронейтральных и заряженных лигандов с разной (постоянной и переменной) дентатностью.

а) Составьте формулы всех комплексных соединений, в состав которых могут входить следующие ионы: NH₄⁺, [BeF₄]^2–, [Fe(CN)₆]^3–, [Cr(H₂O)₅CN]²⁺, [Cu(NH₃)₄]²⁺.

Назовите следующие комплексные соединения:

[Co(H₂O)₄(CO₃)]₂SO₄; [Pt(NH₃)₂Cl₂]; Na[Cr(NH₃)₂(SO₄)₂].

Чему равны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электролитической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

б)В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

2Na[Ag(CN)₂] + 4Na₂S₂O₃ ↔ 2Na₃[Ag(S₂O₃)₂] + 4NaCN?

4. Какие виды изомерии присущи комплексным соединениям? Приведите примеры соответствующих изомеров комплексных соединений.

а) Напишите координационные формулы следующих комплексных соединений: тетранитродиамминкобальтат(II) натрия; нитрат дихлоро­акватриамминхрома(III); сульфатотетрацианоплатинат(IV) калия; тринитроаквадиамминхром(III). Чему равны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электролитической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

б)В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

[Co(NH₃)₆](NO₃)₃ + 6NaCN ↔ Na₃[Co(CN)₆] + 3NaNO₃?

5. Какие комплексные соединения относятся к катионным? Приведите примеры указанных комплексов, в которых лигандами являются только молекулы; молекулы и анионы. Напишите уравнения реакций образования этих комплексов.

а) Напишите координационные формулы следующих комплексных соединений: бромид сульфатопентаамминкобальта(III); дикарбонатоцианоаквахромат(III) аммония; динитрофторотриамминкобальт(III). Чему равны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электролитической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

б)В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

К₃[Fe(CN)₆] + 6KF ↔ К₃[FeF₆] + 6KCN?

6. Какие комплексные соединения относятся к анионным? Приведите примеры указанных комплексов, в которых лигандами являются только анионы; анионы и молекулы. Напишите уравнения реакций образования этих комплексов.

а) Напишите координационные формулы следующих комплексных соединений: тиосульфатодицианоаргентат(I) аммония; нитрат карбонато­акватриамминхрома(III); сульфатоцианотриаквакобальт(III). Чему равны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электролитической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

б)В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

[Co(NH₃)₄]SO₄ + 4KNCS ↔ K₂[Co(NCS)₄] + 4NH₃ + K₂SO₄?

7. Какие комплексные соединения относятся к нейтральным; к катионно-анионным? Приведите примеры указанных комплексов и напишите уравнения реакций их образования.

а) Напишите координационные формулы следующих комплексных соединений: фтородитиоцианотриакважелезо(III); дикарбонатодиамминкупрат(II) калия; сульфат цианопентааквацинка. Чему равны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электролитической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

б)В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

[Ag(NH₃)₂]Cl + 4KSCN ↔ K₃[Ag(SCN)₄] + KCl?

8. В каком виде находятся комплексные соединения в водных растворах? В чем заключается первичная диссоциация комплексных соединений? В случае каких комплексов она отсутствует?

а) Напишите координационные формулы следующих комплексных соединений: фосфатотрицианоалюминат аммония; сульфат нитропентаамминникеля(II); сульфитотиоцианотриаквахром(III). Чему равны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электролитической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

б)В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

[Ag(NH₃)₂]NO₃ + 2Na₂S₂O₃ ↔ Na₃[Ag(S₂O₃)₂] + 2NH₃ + NaNO₃?

9. В чем заключается вторичная диссоциация комплексных соединений в водных растворах? Чем она принципиально отличается от первичной диссоциации? Что представляет собой и что характеризует общая константа нестойкости комплексной частицы? Как она связана с постадийными (ступеньчатыми) константами диссоциации?

а) Напишите координационные формулы следующих комплексных соединений: дисульфатодиамминхромат(III) аммония; фосфат гидроксопентааквакадмия; хлоронитродиамминртуть(II). Чему равны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электролитической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

б)В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

K₂[HgCl₄] + 4KI ↔ K₂[HgI₄] + 4KCl?

0. Чем принципиально отличается диссоциация комплексных соединений в растворах от диссоциации двойных солей? Покажите это на примерах гексацианоферрата(III) калия и гексагидрата сульфата железа(II) – аммония. Напишите в молекулярной и в ионно-молекулярной формах уравнения реакций обмена между сульфатом меди(II) и гексанитрокобальтатом(III) натрия; пентанитроаквахроматом (III) калия и хлоридом железа (II).

а)Напишите координационные формулы следующих комплексных соединений: дигидроксоиодоплюмбат(II) аммония; сульфат сульфито­тетрааквакобальта(III); динитроакваамминплатина(II). Чему равны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электролитической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

б)В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

Na₂[Hg(CN)₄] + 4NaSCN ↔ Na₂[Hg(SCN)₄] + 4NaCN?

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

Основная:

1. И. Е. Шиманович, В. Н. Хвалюк, В. А. Красицкий и др. Руководство к изучению курса «Общая и неорганическая химия». Мн., «РИВШ», 2006.

2. Глинка Н. Л. Общая химия, Л., «Химия», 1983 –1989.

3. Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия, М., «Высшая школа»,1981 – 1988.

4. Шиманович И. Е., Павлович М. Л., Тикавый В. Ф., Малашко П. М. Общая химия в формулах, определениях, схемах. Минск, «Университетское», 1987, 1996.

5. Глинка Н. Л. Задачи и упражнения по общей химии, Л., «Химия», 1980 – 1989, 2002.

Дополнительная:

1. А. Н. Богатиков, В. А. Красицкий и др. Сборник задач и упражнений по общей и неорганической химии. Мн. Изд. БГУ, 2002.

2. Николаев Л. А. Неорганическая химия, М., «Просвещение», 1982.

3. Свиридов В. В., Попкович Г. А., Васильева Г. И. Задачи, воп­росы и упражнения по общей и неорганической химии. Минск, изд. БГУ, 1982, 1991.

4. Любимова Н. Б. Вопросы и задачи по общей и неорганической химии, М., «Высшая школа», 1990.

5. Егоров А. С. Химия. Пособие-репетитор для поступающих в вузы.

Р-н-Д., «Феникс», 2001 – 2006.

 

Приложение 1

Таблица 1.

Термодинамические константы некоторых веществ

 

Вещество	, кДж·моль^-1	Дж·моль^–1·К ^–1	Вещество	, кДж·моль^-1	Дж·моль^–1·К ^–1
Al (к)		28,4	Fe (к)		27,2
Al2O3 (к)	– 1676	50,9	Fe(OH)2 (к)	– 561,7	88,0
BaO (к)	– 558,1	70,3	Fe(OH)3 (к)	– 826,6	105,1
BaCO3 (к)	– 1219,1	112,1	Fe3O4 (к)	– 1117,1	146,2
BeO (к)	– 598,1	14,1	Fe2O3 (к)	– 822,2	87,4
BeCO3 (к)	– 982,2	67,3	H2 (г)		130,5
CH4 (г)	– 74,9	186,2	H2O (г)	– 241,8	188,7
C2H6 (г)	– 84,7	229,5	H2O (ж)	– 285,8	70,1
CO (г)	– 110,5	197,5	HCl (г)	– 91,8	186,8
CO2 (г)	– 393,5	213,7	N2 (г)		191,5
CaO (к)	– 635,5	39,7	NH3 (г)	– 126,1	260,6
CaCO3 (к)	– 1206,9	92,9	N2O (г)	82,1	220,0
Cl2 (г)		222,9	О2 (г)		205,0

 

Приложение 2

Таблица 2.

Константы нестойкости некоторых комплексных ионов

Комплексный ион	Константа нестойкости	Комплексный ион	Константа нестойкости
[Ag(NO2)2]^–	1,48 · 10^–3	[Co(CN)6]^3–	1 · 10^–64
[Ag(CN)2]^–	8 · 10^–22	[CuCl4]^2–	6,3 · 10^–6
[Ag(CN)4]^3–	2,1 · 10^–22	[Cu(NH3)4]^2+	2,14 · 10^–13
[Ag(S2O3)2]^3–	2,5 · 10^–14	[Fe(CN)6]^3–	1 · 10^–31
[Ag(SCN)4]^3–	1,3 · 10^–11	[FeF6]^3–	1,82 · 10^–16
[Ag(NH3)2]^+	9,31 · 10^–8	[Hg(CN)4]^2–	4 · 10^–42
[Co(NH3)4]^2+	2,8 · 10^–6	[Hg(SCN)4]^2–	5,9 · 10^–22
[Co(NCS)4]^2–	5,5 · 10^–3	[HgCl4]^2–	8,5 · 10^–16
[Co(NH3)6]^3+	3,1 · 10^–33	[HgI4]^2–	1,48 · 10^–30

 

 

Учебное издание

 

Задания

для контрольных работ по курсу «Неорганическая химия»

для студентов заочного отделения

специальности 1-31 01 01 – «Биология»

 

 

А в т о р ы – с о с т а в и т е л и:

 

Красицкий Василий Анатольевич

Рагойша Александр Антонович

Шиманович Игорь Евгеньевич

Богатиков Андрей Николаевич

Лапко Константин Николаевич

Вершель Евгений Евгеньевич

 

 

В авторской редакции

 

Ответственный за выпуск Рагойша А. А.

 

 

Подписано в печать 2007. Формат 60´84/16. Бумага офсетная.

Гарнитура Таймс. Усл. печ. л.. Уч.-изд. л.. Тираж 200 экз. Зак. №.

 

Белорусский государственный университет.

Лицензия на осуществление издательской деятельности
№ 02330/0056804 от 02.03.2004.

220050, Минск, проспект Франциска Скорины, 4.

 

Отпечатано с оригинала-макета заказчика.

220080, г. Минск, ул. Ленинградская, 14 – 503.