Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ:  Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия ЭкологияТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву 
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Низко - и высокоспиновые комплексы.Содержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
Ячеек с низкой энергией – три и ион хрома(Cr3+), имея три непарных электрона (d3) займет эти ячейки по правилу Гунда dε dγ Cr3+......4s03d3 €€€ €€ низкая высокая
Но у следующих элементов,у которых больше трех непарных электрона, когда будут заполнены d - ячейки с низкой энергией (dε) тремя электронами, возникнут две альтернативы: - заполнить уже занятую ячейку dε против правила Гунда (это требует затраты энергии Р), - по правилу Гунда заполнить пустую ячейку dγ с высокой энергией. 1) Если ∆ < P (затрат против правила Гунда), электрон пойдет в пустую ячейку dγ, - спин будет высокий. 2) Если ∆ > P, электроны пойдут в уже занятые ячейки c низкой энергией, в результате спаривания электронов спин уменьшится и ион металла будет находится в состоянии с низким спином.
Характеристика ионов в октаэдрическом поле
Вывод: теория кристаллического поля устанавливает количественную взаимосвязь между магнитными и спектральными характеристиками комплексов, что не удается сделать с помощью метода валентных связей.
Образцы решения эадач. Пример 1. Вычислить заряды комплексных ионов, образованных четырехвалентной платиной: 1) [Pt(NH3)4Cl2]; 2) [Pt(NH3)3Cl5] и 3) [Pt(NH3)2Cl4]. Решение. 1) Степень окисления платины равно +4, заряды молекул NH3 равны нулю, а заряды ионов хлора равны – 2; алгебраическая сумма зарядов равна +4 + (–2) = +2; рассуждая подобным образом, найдем заряды других ионов: 2) + 4 + (–5) = –1; 3) +4 + (–4) = 0 В первом случае внешняя сфера содержит отрицательно заряженные ионы. во втором – положительно заряженные ионы, а в третьем – соединение -неэлектролит. Пример 2.. Вычислить концентрацию ионов [Ag+] в 0,01М растворе [Ag(NH3)2]NO3, (Кн = 6,8×10–8). [Ag(NH3)2]+ D Ag+ + 2NH3 Обозначим: [[Ag(NH3)2]+] ≈0,01; [Ag+] = x; [NH3] = 2x Кнест. Пример 3. Вычислить концентрацию ионов [Ag+] в 0,01М растворе [Ag(NH3)]NO3, в присутствии 1моля NH3 (Кн = 6,8×10–8). [Ag(NH3)2]+ D Ag+ + 2NH3 x 1 + 2x ≈ 1 Обозначим [Ag+] = x, тогда [NH3] =2x. Так как 2x< 1, то примем 1+2x~1
Кнест.
Пример 4. Энергия расщепления комплексного иона [Ti(H2O)6]3+ ∆ = 238,3 кДж/моль. Какова окраска соединений Ti3+ в водных растворах? Решение. ∆ = (h c N) /λ; λ = (h c N)/∆ = = 0,4998×10–6 м = 499,8 нм ≈ 500 нм. Поглощаемый свет – Окраска λ = 500 нм зеленый – пурпурно-фиолетовая
Образец тестового опроса Комплексные соединения 1. Укажите название соединения (NH4)2[Fe(NO)(CN)4Cl] 1) хлоротетрацианонитратоферрат(II) аммония; 2) хлорид тетрацианонитроаммин железа(III); 3) хлоротетрацианонитрозоферрат(III) аммония; 4) цианид хлоронитритодиаммин железа(II); 5) хлоротетрацианонитрозодиаммин железа(II). 2. Укажите координационную формулу роданида дицианотетрааммин хрома(III): 1) [Cr(NH3)4(CN)2]CNS; 2) [Cr(NH3)4(CNS)2]CN; 3) [Cr(NH3)3(CN)3]CNS 4) [Cr(NH2)4(CNS)2]CN; 5) Cr[NH4(CN)4(CNS)2]. 3. Укажите более сильную кислоту: H2[PtCl4(OH)2] или H4PtO4 1) обе сильные; 2) H4PtO4; 3) H2[PtCl4(OH)2]; 4) обе слабые. 4. Укажите ионы, преимущественно образующиеся при диссоциации в водном растворе соединения [Cr(NH3)6][Co(CN)6]: 1) Cr3+ + 6NH3 + Co3+ + 6CN–; 2) [Cr(NH3)6]3+ + [Co(CN)6]3– 3) Cr3+ + 6NH3 + [Co(CN)6]3–; 4) [Cr(NH3)6]3+ + Co3+ + 6CN– 5) не диссоциирует. 5. Укажите величину и знак заряда комплексного иона [Cr(NH3)3(CN)2SO4]х: 1) 1+; 2) 3+; 3) 0; 4) 1–; 5) 3–. Контрольные вопросы и упражнения
1. Напишите уравнения реакций, протекающих с образованием комплексных ионов (в скобках указано координационное число в полученном комплексе): 1) роданида кобальта (II) с роданидом аммония (n =4); 2) цианида калия с цианидом никеля (n = 4); 3) хлорида меди (II) с гидроксидом аммония (n = 4); 4) сульфата кадмия с аммиаком (n = 4); 5) иодида серебра с тиосульфаом натрия (n = 2); 6) хлорида кадмия с цианидом калия (n = 4); 2. Зная, что комплексообразователями являются ионы Аg+, Со3+, Сr3+, Рt4+, определите заряд следующих комплексных ионов: [Ag(CN)2]х, [Co(CN)6]х, [Cr(NH3)5Cl]х, [PtCl6]х. 3. Определите заряд комплексообразователя в следующих соединениях: а) [NH4]Br; б)[Cu(NH3)4]SO4; в) K2[PtCl6] 4. Определите координационное число и заряд комплексообразователя в следующих соединениях: 1) [Ag(NH3)2]NO3; 2) [Pt(NH3)4]Cl2; 3) K4[Mo(CN)7]; 4) K3[TaCl8]; 5) K5[ZnF9]; 6) [Cr(H2O)4Cl2]Cl 5. Для следующих комплексных соединений укажите: а) комплексообразователь; б) координационное число комплексообразователя; в) его заряд; г)дать название; д) какие из них являются ацидокомплексами?
1)K2[PtCl6]; 2)[Pt(NH3)4]Cl2; 3) [Cu(NH3)4]SO4; 4) K2[Co(CNS)4; 5) K3[Co(NO2)6] 6. Напишите следующие формулы в виде комплексных соединений: 1) 2KCl·PtCl4 3) Co(CN)3·3KCN 5) CuSO4·4NH3 2) CrCl3·6H2O 4) CuSO4·5H2O 6) HgI2·2KI 7. Напишите уравнения диссоциации на ионы следующих солей и выражения для константы нестоцкости: 1) KMgCl3 4) Na3[Co(NO2)6] 2) Na3[Ag(S2O3)2] 5) [Cr(H2O)4Cl2]Cl 3) K2[Cd(CN)4] 6) [Co(NH3)5](NO2)3 8. Объясните, почему раствор комплексной соли K2[Cd(CN)4] с сероводородом образует осадок, а со щелочью не образует. 9. Определите заряд комплексообразователя, его координационное число и приведите название комплексных соединений: 1) Al[Au(CN)2I2]I3 6) K3[SbBr3Cl3] 2) Ba[Cu(CNS)(CN)3] 7) Na3[V(CNS)6] 3) Cr2[Hg(CNS)2Br2]3 8) Ba[Cr(H2O)2(C2O4)2]2 4) [Mg(NH3)4]Cl2 9) K4[Mo(CN)8] 5) Ca[Al(OH)5H2O] 10) Ba[Pt(NO3)4Cl2] 10. Назовите следующие комплексные соединения 1) [Cr(NH3)6](NO3)3 6) [Rh(NH3)5NO3](ClO4)2 2) [Co(H2O)2(NH3)4]Cl3 7) [Mg(H2O)12][AuCl4]2 3) [Pt(H2O)2(NH3)4]Cl4 8) [Li(NH3)3]Br 4) [Cr(C2O4)(NH3)4]NO3 9) [Cu(NH3)4](BrO3)2 5) [Cr(NH3)3(CNS)3] 10) H2[PtCl4(OH)2] 11. Напишите координационные формулы следующих соединений: 1) гексациано-(II)-феррат железа(III); 2) гексациано-(III)-феррат калия; 3) хлорид тетраммингидроксоплатины (IV); 4) гексанитрито-(III)-кобальтат натрия; 5) тетранитритодиаммин-III-кобальтат калия; 6) тетрабромо-диамминплатина; 7) тетрамминфосфатохром 12. Установите, в каких случаях произойдет взаимодействие между растворами нижеуказанных электролитов: а) K2[HgI4] + KBr; г) К[Аg(СN)2] + К2S2О3; б) K2[HgI4] + KCN; д) K[Ag(CN)2] + NH3; a) [Ag(NH3)2]Cl+ K2S2O3; е) K3[Сu(СN)4] + Нg(NО3)2. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме 13. Константа нестойкости иона [Cd(CN)4]2– составляет 1,4·10–17. Вычислить концентрацию ионов кадмия в 0,1 М растворе К2[Cd(CN)4], содержащем в избытке 0,1 моля KCN в литре раствора. Ответ: 1,4·10–14моль/л. 14. Константа нестойкости иона [Аg(CN)4]– составляет 1·10–21. Вычислить концентрацию ионов серебра в 0,05 М растворе K[Ag(CN)2], содержащем, кроме того,0,01 моля в литре раствора. Ответ: 5·10–19 моль/л. 15. Константа нестойкости иона [Аg(S2O3)2]– составляет 1·10–13. Сколько г серебра содержится в виде ионов в 1 л 0,1 М раствора Na3[Ag(S2O3)2], содержащем, кроме того, 25 г Na2S2O3·5H2O? Ответ: 1·10–10 г. 16. Константа нестойкости иона [Аg(NH3)2]+ составляет 6,8·10–8. Какова концентрация ионов серебра в 0,08 М растворе [Аg(NH3)2]NO3,содержащем, кроме того, 0,8 моля аммиака? Сколько г NaCl можно прибавить к 1 л указанного раствора до начала выпадения нерастворимого AgCl? ПРAgCl равно 1,2·10–10. Ответ: 8,5·10–9 моль/л; 0,82 г. 17. Напишите формулу аквасульфата тетраамминмеди (II), а) объясните, на какие ионы диссоциирует она в водном растворе; напишите выражение константы нестойкости этой соли и приведите ее численное значение; б) с точки зрения метода валентных связей объясните, какую форму будут иметь молекулы этого комплексного соединения; в) с точки зрения теории кристаллического поля рассчитайте окраску этого комплексного соединения, если энергия расщепления Δ=209 кДж·моль-1. 18. С точки зрения метода валентных связей объясните, какую форму имеет ион [Ni(NH3)6]2+,,если известно, что он парамагнитен; 19. Вычислите энергию расщепления d-подуровня комплексного иона [Cu(H2O)4]2+, если для него максимум поглощения видимого света соответствует длине волны 365 нм. 20. Укажите тип гибридизации атомных орбиталей иона Fe2+ и пространственную форму иона [Fe(CN)6]4-, если известно, что он диамагнитен. 21. Объясните, почему ионы Cu+ бесцветны, а ион Cu2+ окрашен. 22. C точки зрения метода валентных связей объяснить, какую форму имеет комплексный ион в соединении [Cu(NH3)4]SO4.
23. Для комплексного иона [Cu(NH3)4]2+ полоса поглощения находится при 3040Å, а для [Cu(H2O)4]2+ – при 3650Å; определить энергию электронных переходов и как изменяется сила поля лигандов при переходе от NH3 к Н2O. 24. Определить тип гибридизации атомной орбитали иона Ni2+ и пространственную структуру комплексного иона [Ni(CN)4]2- если известно, что он диамагнитен. 25. Какова окраска соединений никеля (II) в водных растворах, если для иона [Ni(H2O)4]2+ энергия расщепления равна 180,6 кДж·моль-1? 26. С точки зрения метода валентных связей объясните, диамагнитен или парамагнитен ион [Fe(CN)6]3-. 27. Для комплексного иона [Fe(H2O)6]3+ энергия расщепления d-подуровня иона Fe3+ составляет 933,7 кДж·моль-1. При какой длине волны находится максимум поглощения видимого света этим ионом? 28. Определите пространственную структуру иона [Со(Н2О)6]2+, если известно, что он диамагнитен; 29. Для комплексного иона [Со(Н2О)6]2+ энергия расщепления d-подуровня Δ = 111,4 кДж·моль-1. Укажите, при какой длине волны находится максимум поглощения видимого света ионом Со2+ . 30. Укажите, какова пространственная структура иона [Cu(NH3)4]2+; объяснить его магнитные свойства; 31. Определите, при какой длине волны находится максимум поглощения видимого света ионом [CoF6]3-, если известно, что энергия расщепления d-подуровня Δ = 155,3 кДж·моль-1. 32. Чем объяснить, что углерод не образует комплексных соединений, подобных тем, которые характерны для кремния и германия?
Элементы IB подгруппы Cu, Ag, Au Атомы элементов имеют конфигурацию валентных уровней n s1 (n–1)d10 и проявляют степени окисления: +1 +2 +3 Cu+1 Cu+2 Au+3 Ag+1 Au+1
Физические свойства
Получение. Важнейшими минералами, содержащими медь, являются: халькозин или медный блск Cu2S, халькопирит или медный колчедан CuFeS, малахит (CuOH)2CO3. Руду обогащают, затем подвергают обжигу, плавке, конвертированию и полученную черновую медь далее подвергают огневому, а затем электролитическому рафинированию. Чистая медь – тягучий вязкий металл светло-розового цвета,легко прокатывается в тонкие листы, очень хорошо проводит тепло и электрический ток, уступая в этом отношении только серебру. Серебро встречается в самородном состоянии, но большую часть его получают из его соединений. Самой важной серебряной рудой является серебряный блеск или аргентит Ag2S.
Чистое серебро – очень мягкий, пластичный металл, лучше всех проводит тепло и электрический ток. Из-за мягкости оно применяется преимущественно в виде сплавов с медью, и используется для изготовления ювелирных и бытовых изделий, монет, лабораторной посуды, для покрытий других металлов и радиодеталей для повышения электропроводности и устойчивости к коррозии, для изготовления серебряно-цинковых аккумуляторов. Золото встречается исключительно в самородном состоянии в виде вкраплений в кварц или кварцевый песок. В небольших количествах оно встречается в сульфидных рудах железа, свица и меди. Золото вначале отмывается от измельченного песка, затем связывается цианидом натрия в комплексное соединение, из которого восстанавливается цинком с последующей отмывкой от примесей в разбавленной и концентрированной серной кислоте. Золото – ярко-желтый блестящий металл. Оно ковко, пластично, прекрасный проводник тепла и электричества, уступающий в этом отношении только серебру и меди. Ввиду мягкости оно используется в сплавах с серебром и медью. Химические свойства. Наиболее устойчивы соединения меди (II), серебра (I), золота (III). Соединения Ag (I), кроме комплексных солей, очень неустойчивы, под действием света или нагревания они разлагаются, подвергаясь внутримолекулярному окислению-восстановлению:
Соединения Ag (II) и Ag (III) – очень сильные окислители. Экспериментально доказано, что соединения золота (II) состоят из смеси соединений золота (I) и (III). Металлы подгруппы меди малоактивны, химическая активность уменьшается и кислотные свойства оксидов и гидроксидов усиливаются от меди к золоту.
Например:
Золото по отношению к кислотам очень инертно. Оно растворяется в царской водке с образованием комплексной кислоты тетрахлороаурата (III) водорода H[AuCl4] и в концентрированной селеновой кислоте с образованием селената золота(III) Au2(SO4)3.
При нагревании на воздухе медь образует оксиды: красный Cu2O и черный CuO. Гидроксид меди (II) – нестойкое соединение, при нагревании легко разлагается: Cu(OH)2 = CuO + H2O. Это очень слабое основание, однако, в концентрированных растворахлочей растворяется с образованием купритов Cu(OH)2 + 2NaOH = Na2[Cu(OH)4]. Куприты нестойки и при разбавлении щелочных растворов водой гидролизуются с выделением осадка гидроксида меди (II). Na2[Cu(OH)4] Растворы солей меди (II) на основе сильных кислот имеют кислую реакцию среды в результате гидролиза, при этом образуются основные соли:
Сu2+ +HOH DCuOH+ + H+ Гидроксид серебра неустойчив и при взаимодействии солей серебра со щелочами образуется осадок оксида серебра Ag2O.
Оксиды Ag2O и Au2O имеют основной характер, Au2O3 – амфотерный. Оксид серебра (Ag2O) незначительно растворяется в воде (0,017 г/л) с образованием гидроксида серебра AgOH – довольно сильного основания, поэтому водные растворы солей серебра имеют нейтральную реакцию среды. Гидроксид золота (III) Au(OH)3, называемый также золотой кислотой, обладает амфотерными свойствами. Ему соответствует два ряда солей – простые и комплексные, примерами которых служат AuCl3 и Na[AuCl4].
Ионы меди, серебра и золота обладают высокой окислительной способностью, при восстановлении они выделяются в свободном состоянии. Например: Ag2O + H2O2 = 2Ag + O2 + H2O
Важнейшей особенностью ионов меди, серебра и золота является их склонность к образованию комплексных соединений – гидратов [Cu(H2O)4]SO4, аммиакатов [Ag(NH3)2]Cl, [Cu(NH3)4]SO4, цианидных Благодаря высокой склонности меди и серебра к комлексообразованию, они растворяются в присутствии аммиака в пероксиде водорода. 2Ag + 4NH3 + H2O2 = 2[Ag(NH3)2]OH Золото образует прочные комплексы с галогенид-ионами и цианид-ионами, благодаря чему оно сравнительно легко растворяется в царской водке, в соляной кислоте, насыщенной хлором, в пероксиде водорода в присутствии цианида калия и других комплексообразующих и окисляющих растворителях:
4Au + O2 + 2H2O + 8KCN = 4K[Au(CN)2] + 4KOH 2Au + 3I2 + 2KI= 2K[AuI4] пленка Образцы решения задач Пример 1. Рассчитайте количество йода (моль, г), необходимого для растворения 0,02 г золота в присутствии иодида калия. Уравнение напишите методом ионно-электронного баланса. Укажите окислитель и восстановитель, тип ОВР. Решение. Напишем уравнение реакции, учитывая, что йод в присутствии иодид-иона, растворяет золотую пленку с образованием комплексного иона [AuI4]–. I2 являясь окислителем, восстановится до иодид-иона. Au + I2 + KI= ([AuI4] – + I–)
3 I2 +2е = 2I–
3 I2 + 2Au + 8I– = 6I–+ 2[AuI4] – 3 I2 + 2Au + 2I– = 2[AuI4] –
3I2 + 2Au + 2KI = 2K[AuI4]
Тип ОВР – реакция межмолекулярного окисления – восстановления. Согласно условию задачи нужно растворить 0,02 г золота. Найдем количество молей золота υAu = m/M = 0,02/197 = 1,015·10 -4моль Из уравнения реакции следует, что если в реакцию вступает 2 моля золота, требуется 3 моля I2. Определим количество йода, необходимое для реакции с 1,015·10 -4молями золота. n(I2) = mв-ва = n · Мв-ва = 1,52·10 -4· 253,8 = 0,39 г Ответ: 1,52·10 -4 молей, 0,39 г. Пример 2. Рассчитайте объем газа (л, н.у.), выделившегося в результате растворения 1,08 г серебра в разбавленной азотной кислоте. Уравнение напишите методом ионно-электронного баланса. Укажите окислитель и восстановитель, тип ОВР. Решение. Напишем уравнение реакции, учитывая, что серебро при окислении кислотами переходит в наиболее устойчивую степень окисления +1, а нитрат – ион из разбавленных растворов восстанавливается неактивными металлами до NO. Запишем полуреакции, просуммируем их, допишем недостающие ионы и составим окончательное уравнение: Ag + HNO3 = Ag NO3 + NO
1
3Ag + NO3– + 4Н+ = 3Ag++ NO +2Н2О 3 NO3– 3 NO3–
3Ag + 4HNO3 = 3Ag NO3 + NO + 2Н2О Согласно условию задачи растворено 1,08 г серебра. 1. Находим количество молей серебра: nAg = mв-ва/Мв-ва = 1,08 г / 108 г/моль= 0,01 моль. 2. Исходя из коэффициентов в реакции, и учитывая, что 1 моль газообразного вещества при н.у. занимает объем 22,4 л, найдем объем оксида азота:
Ответ: 0,075 л Пример 3. Объясните, почему раствор нитрата меди (II) имеет кислую реакцию среды, а нитрата серебра (I) - нейтральную. Напишитеуравнения соответствующих реакций. Решение. Сольнитрат меди (II) образована сильной кислотой и слабым основанием. Происходит гидролиз соли по катиону. Форма гидролиза – «ступенчатый», протекает по первой ступени. Образуются основная соль и кислота.
Cu(NO3)2 + H2O D(CuOH)NO3 + HNO3 Что касается нитрата серебра, то эта сольобразована сильной кислотой и сильным основанием и гидролизу не подвергается. Пример 4. Напишитеуравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: CuCl2→ Cu(OH)2→ K 2[Cu(OH)4]→ Cu(NO3)2→ Cu→ [Cu(NH3)4](OH)2 1. Cu2+ + 2OH– = Cu(OH)2↓ CuCl2 + 2КОН = Cu(OH)2↓ + 2КCl +3H2O 2. Cu(OH)2 + 2КОН = K 2[Cu(OH)4] конц.
Cu(OH)2 + 2 OH– = [Cu(OH)4]2– 3. K2[Cu(OH)4] + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2KNO3 + 4H2O [Cu(OH)4]2– + 4H+ = Cu2+ + 4H2O 4. Cu(NO3)2 + Zn = Cu + Zn (NO3)2 Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+ 5. Cu + 4NH3 +H2O2 = [Cu(NH3)4](OH)2
Образец тестового опроса Cu, Ag, Au
1. Укажите электронную формулу атома меди: 1) 1s22s22p63s23p64s23d9 2) 1s22s22p63s23p64s23d104p65s2 3) 1s22s22p63s23p64s2 4) 1s22s22p63s23p64s03d10 5) 1s22s22p63s23p64s13d10 2. Укажите продукты реакции взаимодействия меди с концентрированной серной кислотой: 1) CuSO4 + H2S + H2O 4) не взаимодействуют 2) CuSO4 + H2 5) CuO + H2 + H2S 3) CuSO4 + SO2 + H2O 3. Укажите реактив, добавлением которого можно подавить гидролиз сульфата меди (II): 1) NH4Cl 2) H2SO4 3) NaOH 4) KCN 5) CuCl2 4. Укажите, в каком из веществ растворяется золото: 1) HNO3 2) NaOH 3) HCl 4) H2SO4 5) H2SeO4 5. Укажите продукты реакции взаимодействия оксида серебра (I) с водным раствором аммиака: 1) Ag + NH3 + H2O 3) [Ag(NH3)2](OH)2 5) [Ag(NH3)4](OH) 2) [Ag(NH3)2]OH 4) AgOH + O2 + N2
Контрольные вопросы и упражнения 1. Методом ионно-электронного баланса составьте уравнение реакции взаимодействия серебра с пероксидом водорода в присутствии аммиака. Учитывая, что аммиак взят в избытке, а пероксид водорода в количестве, содержащемся в 500 мл 0,1М раствора, рассчитайте количество (моль) растворившегося серебра. Ответ:0,1моль 2. Методом ионно-электронного баланса составьте уравнение реакции взаимодействия меди с пероксидом водорода в присутствии цианида калия. Учитывая, что цианид калия взят в избытке, а пероксид водорода в количестве, содержащемся 100 мл 0,5М раствора, рассчитайте массу (г) растворившейся меди. Ответ: 3,175г. 3. Хлор окисляет золото в присутствии соляной кислоты. Какое соединение при этом получается? Методом ионно-электронного баланса составьте уравнение соответствующей реакции. 4. Почему соединения меди (II) может проявлять и окислительные, и восстановительные свойства? Методом ионно-электронного баланса составьте уравнения реакций, подтверждающих это положение. 5. Селеновая кислота окисляет золото. Методом ионно-электронного баланса составьте уравнение соответствующей реакции. 6. Методом ионно-электронного баланса составьте уравнения реакций растворения серебра: 7. а) в разбавленной азотной кислоте; 8. б) в концентрированной азотной кислоте. 9. Медь получают электролизом раствора сульфата меди. Составьте уравнения соответствующих катодного и анодного процессов. 10. При действии нитрата серебра на раствор хлорида олова (II) в щелочной среде образуется осадок черного цвета. Методом ионно-электронного баланса составьте уравнение соответствующей реакции, учитывая, что двухвалентное олово в щелочной среде окисляется до 4-х валентного с образованием станнат-иона SnO32-. 11. Газ, полученный в реакции меди с концентрированной серной кислотой, поглощен раствором едкого натра. Образовалось 430 мл 0,14М раствора кислой соли. Определите количество (моль) и массу (в граммах) вступившей в реакцию меди. Написать уравнения соответствующих реакций. Ответ: 0,06М, 3,82г. 12. Какие степени окисления проявляют медь, серебро и золото в соединениях? Какая степень окисления наиболее характерна для каждого из них? Привести формулы соответствующих соединений. Охарактеризовать их окислительно- восстановительные возможности. Привести примеры реакций. 13. Иодид калия восстанавливает ионы меди (II) в соединения меди со степенью окисления +l. Составьте ионно-электронный баланс и напишите молекулярное уравнение реакции взаимодействия KI с сульфатом меди. 14. На медь и серебро подействовали концентрированной азотной кислотой, к полученным растворам в одном случае (а) добавили избыток концентрированной щелочи, в другом (б) – избыток раствора аммиака. Напишите уравнения реакций соответствующих превращений в молекулярной и ионной формах. ОВР напишите методом ионно-электронного баланса. Укажите признаки реакций в каждом случае. 15. Золото растворяется в царской водке и в селеновой кислоте, приобретая при этом высшую степень окисления. Напишите уравнения методом ионно-электронного баланса. Назовите все образующиеся соединения. 16. В присутствии влаги и диоксида углерода медь покрывается зеленым налетом. Как называется и каков состав образующегося соединения? Что произойдет, если на него подействовать хлороводородной (соляной) кислотой? Напишите уравнения соответствующих реакций. Окислительно-восстановительную реакцию составьте методом ионно-электронного баланса. 17. Кусок латуни обработали азотной кислотой. Раствор разделили на две части. К одной из них прибавили избыток раствора аммиака, к другой — избыток раствора щелочи. Какие соединения цинка и меди образуются при этом? Напишите уравнения соответствующих реакций. Окислительно-восстановительные реакции составьте методом ионно-электронного баланса. 18. Серебро не взаимодействует с разбавленной серной кислотой, тогда как в азотной разбавленной и концентрированной оно растворяется. Чем это можно обьяснить? Напишите уравнения соответствующих реакций методом ионно-электронного баланса. Рассчитайте объем газа (н.у.) выделившегося при растворении 1,08 г серебра в 2н HNO3. Ответ: 74,7мл. 19. Медь не взаимодействует с разбавленной серной кислотой, тогда как в концентрированной оно растворяется. Чем это можно обьяснить? Напишите уравнение соответствующей реакции методом ионно-электронного баланса. Рассчитайте объем газа (н.у.) выделившегося при растворении 6,35 г меди. Ответ: 2,24 л. 20. Составьте уравнения реакций в молекулярной и ионной формах, которые надо провести для осуществления следующих превращений: Ag → АgNO3 → AgCI →[Аg(NН3)2]С1 → AgCI→ Na[Аg(CN)2] → Ag2S 21. При сливании растворов нитрата серебра и цианида калия выпадает осадок, который легко растворяется в избытке KCN. Какое комплексное соединение при этом получается. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения соответствующих реакций. 22. Объясните, почему различаются рН растворов нитратов меди и серебра. Напишите уравнения соответствующих реакций в ионной и молекулярной формах.
Элементы IIB подгруппы Zn, Cd, Hg Атомы элементов имеют конфигурацию валентных уровней n s2 (n–1)d10 и проявляют степени окисления Zn и Cd (+2); Hg (+1; +2)
Физические свойства
Минералы - сульфиды: ZnS - цинковая обманка (CdS -сопутствует), HgS – киноварь. Получение. Цинк получаютпутем обогащения руды с последующим обжигом и восстановлением коксом. Другой метод заключается в электролитическом воыелении из сульфата, получаемого обработкой обожженных концентратов серной кислотой. Кадмий получают из отходов цинкового производства путем обработки их серной кислотой с последующим выделением металлического кадмия цинком. Полученный продукт растворяют в серной кислоте и подвергают электролизу. Ртуть получают обжигом руды: HgS + O2 = Hg + SO2
Химические свойства. Химическая активность сверху вниз по подгруппе снижается.В ряду напряжений Zn и Cd находятся левее, а Hg – значительно правее водорода. На воздухе цинк и кадмий покрыты тонким слоем оксида (или гидроксида), предохраняющим их от дальнейшей коррозии. Поэтому, несмотря на то, что эти элементы находятся в ряду напряжений левее водорода, они практически не вытесняют его из воды. Однако, если с них снять оксидную пленку, то они взаимодействуют с водой, выделяя водород: Zn + 2H2O = Zn(OH)2 + H2 В разбавленных растворах соляной и серной кислот цинк растворяется легко, кадмий медленно, а ртуть нерастворима.
Азотная кислота легко растворяет все три металла. Например:
Особенность взаимодействия ртути с азотной кислотой состоит в том, что в зависимости от соотношения кислоты и металла могут получаться как соли окисной
Соли ртути (I) в водных растворах диссоциируют с образованием ионов [Hg2]2+:
Валентность ртути в этих соединениях одинакова и равна 2: NO3 – Hg – NO3 и NO3 – Hg – Hg – NO3 Hg+1 (ион [Hg2]2+) – обладает окислительно – восстановительной двойственностью. Например:
Оксиды и гидроксиды имеют различный характер: Zn(OH)2 – амфотерен, Cd(OH)2 – основной, гидроксиды ртути (I) и (II) неустойчивы и разлагаются на воду и оксиды. Hg2(NO3)2 + 2NaOH = 2NaNO3 + Hg2O↓ + H2O Цинк, гидроксид которого обладает амфотерными свойствами, окисляется водой и другими окислителями (нитраты, хлораты, гипохлориты и др.) в щелочной среде:
В расплавах реакции протекают с образованием цинкатов:
Гидролиз солей цинка и его аналогов протекает ступенчато с образованием основных солей:
Поскольку гидроксид ртути неустойчив, основные соли ртути, образующиеся при гидролизе, содержат не группу
Для ионов
Для ртути характерно образование ацидокомплексов с ионами I –, CNS – и др. в качестве лигандов. Например:
Сульфиды Zn, Cd, Hg – осадки с различной растворимостью: Zn2+ + S2– = ZnS$ Cd2+ + S2– =CdS$ Hg2+ + S2– = HgS$ белый желтый черный ПР=8×10–26 ПР=1×10–29 ПР=1×10–58
Растворение сульфидов ZnS + 2HCl(разб.) = ZnCl2 + H2S CdS и HgS - в разбавленных HCl и H2SO4 не растворяются CdS + 4HCl(конц) = H2[CdCl |
; 
моль/л.
, x = 6,8×10–10 моль/л.
;
.
H2O не реагируют
HCl не реагируют
Cu H2SO4(разб) не реагируют
Ag H2SO4(конц.) SO2 + ЭхSO4
HNO3 (разб.) NO + Э(NO3)x
HNO3 (конц.) NO2 + Э(NO3)x
Cu(OH)2↓ + 2NaOH
D 
, роданидных 
, тиосульфатных 
и других ацидокомплексов. Склонность к комлексообразованию усиливается в ряду Cu 
Ag 
Запишем полуреакции, просуммируем их, допишем недостающие ионы и составим окончательное уравнение:
2 
Au + 4I– 3е = [AuI4] –
2 K+ 2 K+
= 1,52·10 -4 молей, что составляет
= 0,075 л
D 
.
.
(при избытке кислоты), так и закисной ртути 
(при избытке ртути), например:
.
.
D 
.
D 
, а ион кислорода:
D 
.
характерна склонность к комплексообразованию. Большинство нерастворимых в воде соединений цинка и кадмия растворяется в аммиачном растворе. Например:
