Петров В.С. - Программа, контрольные вопросы и упражнения по неорганической химии, страница 3

22.Оксид кадмия → кадмий → нитрат кадмия → гидроксид кадмия → оксид кадмия.

23.Цинк → хлорид цинка → хлорид тетрамминцинка → сульфид цинка → оксид цинка.

VI. Задачи.

1. Цинковая руда содержит 30% (по массе) ZnS. Сколько m³ диоксида серы (н.у.) можно получить при обжиге 1 т этой руды?

2. Какой объем водорода (н.у.) выделится при взаимодействии кадмия со 100 мл раствора соляной кислоты, содержащей 20% (по массе) НС1? Плотность раствора кислоты 1,1 г/см³.

3. Какой объем 30% (по массе) раствора NaOH (плотность 1,33 г/мл) потребуется для превращения 13 г металлического цинка в тетрагидроксоцинкат натрия?

4. Сколько теплоты выделится при окислительном обжиге 1 т сульфида цинка по реакции 2ZnS + ЗО₂ = 2ZnО + 2S0₂, если энтальпии образования равны (кДж/моль):

∆H⁰_обр.(ZnS) = -201,8, ∆H^о _обр(ZпО) = -348,3 и ∆H^о_обр (SO₂ ) = -297,1?

БОР, АЛЮМИНИЙ (IIIA ГРУППА)

I. Общая характеристика элементов IIIA группы.

1. Укажите, сколько электронов и какого типа (s, p, d или f) содержится на внешнем и соседним с внешним уровнях электронной оболочки атомов бора и алюминия.

2. Распределите электроны по 4-м квантовым числам в атоме алюминия. Укажите тип элемента (s, p, d или f).

1. Какие степени окисления характерны для бора и алюминия? Приведите примеры соединений, иллюстрирующие неметаллические свойства бора.

2. Какой тип гибридизации характерен для элементов IIIA группы? Составьте схему перекрывания электронных облаков в молекуле трихлорида бора и укажите форму этой молекулы. Будет ли она полярной?

II. Свойства простых веществ элементов IIIA группы.

1. Составьте уравнения реакций бора и алюминия с кислородом и галогенами. Укажите условия, необходимые для протекания этих реакций.

2. Составьте уравнения реакций взаимодействия бора с углеродом и азотом. Укажите условия проведения этих реакций и свойства полученных соединений.

3. Приведите примеры реакций алюминия с оксидами малоактивных металлов. Какое значение имеют такие реакции в технике? Что такое алюминотермия?

1. Напишите уравнение реакции взаимодействия бора с концентрированной азотной кислотой. Как называется полученное соединение бора?

2. Отношение алюминия к концентрированной азотной кислоте. Что такое «пассивирование» алюминия? Можно ли алюминий использовать для изготовления аппаратуры, работающей в контакте с концентрированной азотной кислотой?

3. Напишите уравнение реакции взаимодействия алюминия с водным раствором щелочи.

III. Свойства соединений элементов ША группы.

1. Охарактеризуйте кислотно-основные свойства оксидов бора и алюминия. Составьте уравнение реакции оксида бора с водой.

2. Электролитические свойства гидроксида алюминия. Составьте уравнение реакции гидроксида алюминия с водным раствором щелочи.

3. Составьте уравнение реакции ортоборной кислоты с водным раствором щелочи.

4. Укажите промежуточные соединения, получающиеся при последовательной дегидратации ортоборной кислоты до оксида бора.

15.Бориды активных и малоактивных металлов. Приведите примеры этих боридов и охарактеризуйте их отношение к воде и кислотам.

16 Составьте уравнения реакций получения борэтана (диборана) и взаимодействия его с кислородом (горения) и водой.

IV. Получение и применение простых веществ и важнейших соединений элементов ША группы.

1. Промышленный способ получения бора. Получение высокочистого бора. Составьте уравнения реакций.

2. Промышленный способ получения алюминия. Составьте схему процесса электролиза и укажите условия проведения процесса.

3. Применение буры при пайке меди в присутствии буры.

4. Приведите примеры использования алюминия в технике.

5. Какое применение в технике находят карбид бора и бориды малоактивных металлов?

V. Упражнения.

22. Оксид алюминия → алюминий → хлорид алюминия → гидроксид алюминия →тетрагидроксоалюминат калия.

23. Бор → оксид бора → ортоборная кислота → тетраборат натрия → ортоборная кислота.

24. Алюминий → гексагидроксоалюминат натрия → сульфат алюминия → гидроксид алюминия → оксид алюминия.

25. Оксид бора → бор → борид магния → борэтан → оксид бора.

VI. Задачи.

26..Сколько граммов ортоборной кислоты получится при окислении бора в 500 г азотной кислоты, содержащей 63% (по массе) HNO₃?

27. Какой объем водорода (н.у.) выделится при взаимодействии алюминия с 500 мл 0,1н раствора H₂SO₄?

28 Какой объем 40%-ного (по массе) раствора КОН (плотность 1,4 г/мл) следует добавить к раствору, содержащему 5 г хлорида алюминия, для того, чтобы первоначально выпавший осадок полностью растворился?

1. Составьте уравнение реакции горения термита Al + Fe₃O₄ → АI₂Оз + Fe и вычислите количество тепла, выделяющееся при горении 1 кг термита, если энтальпии образования равны (кДж/моль):

∆H^ообр(Fe₃O₄) = -1117 и ∆H⁰обр= -1674.

ЧЕТВЕРТАЯ ГРУППА ЭЛЕМЕНТОВ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

УГЛЕРОД, КРЕМНИЙ, ПОДГРУППА ГЕРМАНИЯ (IVA ГРУППА)

I. Общая характеристика элементов IVA группы.

1. К какому типу элементов (s, p, d или f) относят углерод и его аналоги? Каковы характерные степени окисления?

2. Как изменяются окислительно-восстановительные свойства элементов IVA группы от углерода к свинцу? В чем причина такого изменения?

3. Какова валентность углерода в невозбужденном и возбужденном состояниях? Понятие об sp³- гибридизации. Какова форма молекулы метана?

II. Свойства простых веществ элементов IVA группы.

4. Дайте окислительно-восстановительную характеристику углерода. Составьте уравнения реакций взаимодействия углерода с оксидом свинца (II), с кислородом, с алюминием. Укажите, какую функцию выполняет углерод в этих процессах.

1. Составьте уравнения реакций взаимодействия концентрированной азотной кислоты с углеродом, оловом и свинцом.

2. Отношение свинца и олова к кислороду, воде, кислотам-неокислителям (соляной кислоте) и кислотам-окислителям (концентрированная и разбавленная азотная кислоты). Составьте уравнения реакций.

7. Укажите положение олова и свинца в ряду стандартных электродных потенциалов металлов. Какие из этих веществ реагируют с соляной и разбавленной серной кислотами? Приведите уравнения реакций.

III. Свойства соединений элементов IVA группы.

8. Водородные соединения углерода и кремния. Напишите формулы метана, этана, этилена, ацетилена, моносилана. Составьте уравнения реакций горения метана и моносилана.

9. Дайте электролитическую характеристику угольной кислоты. Какие соли она образует? Напишите уравнения реакций получения карбоната натрия и перехода его в гидрокарбонат. Гидрокарбоната - в карбонат.

10 Составьте уравнение реакции гидролиза карбоната калия. Укажите значение рН раствора. Почему карбонаты подвергаются гидролизу?

11. Как взаимодействуют Гидроксиды олова (II) и свинца (II) с кислотами и щелочами? Напишите уравнения реакций.

12. Как изменяется характер диоксидов и соответствующих гидроксидов в ряду углерод свинец? Напишите уравнения реакций, происходящих при пропускании диоксида углерода через известковую воду (раствор гидроксида кальция) и при сплавлении оксида олова (IV) с гидроксидом натрия.

13. Какую роль играет оксид свинца (IV) и хлорид олова (II) в следующих реакциях (расставьте коэффициенты)?

MnSO₄+ РbО₂+ HNO₃ → HMnO₄+ Pb(NO₃)₂+ PbSO₄+ H₂O;

SnCI₂ + FeCI₃ → FeCI₂ + SnCI₄.

1. Что такое растворимое стекло, как его получают? Каков состав оконного стекла, из чего его получают в промышленности? Почему в стеклянной посуде нельзя хранить плавиковую кислоту? Составьте уравнения соответствующих реакций.

2. Какие реакции происходят при заряде и разряде свинцового аккумулятора?

IV. Способы получения простых веществ и важнейших соединений элементов IVA группы.

1. Составьте уравнения реакций получения кремния из диоксида кремния, олова из касситерита (SnO₂), свинца из галенита (PbS).

2. Лабораторный и промышленный метод получения диоксида углерода. Приведите уравнения реакций.

3. Кремний можно получать восстановлением диоксида кремния магнием. Каким образом можно отделить образовавшийся кремний от продуктов реакции и избытка магния, а также от возможной примеси силицида магния? Составьте уравнения реакций.

V. Упражнения.

19. Диоксид углерода → карбонат кальция →гидрокарбонат кальция →карбонат кальция → нитрат кальция.

1. Диоксид кремния → кремний → силицид магния → моносилан → диоксид кремния → тетрафторид кремния.

2. Сульфид свинца → оксид свинца (II) → свинец → нитрат свинца (II) → сульфат свинца (II) → гидросульфат свинца (II).

3. Олово → хлорид олова (II) → гидроксид олова (II) → тетрагидроксостаннит натрия → хлорид олова (П).

V Задачи.

1. Какой объем диоксида углерода (н.у.) можно получить из 1 кг мрамора, содержащего 96% (мас.) карбоната кальция?

2. Какой объем диоксида углерода (н.у.) можно получить из 210 г гидрокарбоната натрия а) прокаливанием; б) действием на него соляной кислотой?

3. Экзотермическим или эндотермическим будет процесс получения водяного газа, если стандартная энтальпия образования:

∆H^о_обр(СО)г= -110,5 кДж/моль,∆H⁰_обр(Н₂О}_г = -241,8 кДж/моль.

26. Какой объем 2М раствора гидроксида калия нужно прибавить к 200 г раствора хлорида олова (II) с массовой долей 5%, чтобы последний перевести в тетрагидроксостаннит калия?

ТИТАН (IVB ГРУППА)

I. Общая характеристика элементов IVB группы.

1. Распределите электроны в атоме титана по четырем квантовым числам. К какому типу элементов (s, р, d или f) относится титан?

2. Укажите возможные степени окисления титана. Какая степень окисления наиболее характерна для него?

II. Свойства простых веществ элементов IVB группы.

1. Напишите уравнения реакций взаимодействия титана с кислородом, углеродом и азотом. При каких условиях возможны эти реакции?

2. Отношение титана к воде и кислотам. Напишите уравнения реакций взаимодействия титана с соляной кислотой.

3. Какие химические и физические свойства обуславливают все более широкое применение титана и его сплавов в технике?

1. Свойства соединений элементов IVB группы.

1. Приведите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида титана (IV).

2. Карбиды и нитриды титана относят к веществам, обладающим высокой твердостью, тугоплавкостью и химической устойчивостью при высоких температурах. В каких областях техники находят применение материалы с таким сочетанием свойств?

IV. Способы получения простых веществ и важнейших соединений элементов IVB группы.

1. Напишите уравнения реакций получения титана из диоксида титана (через тетрахлорид титана).

2. Составьте уравнение реакции получения титаната бария из диоксида титана.

1. Упражнения.

1. Титан → оксид титана (IV) → сульфат титана (IV) → гидроксид титана (IV).

2. Титан → хлорид титана (Ш) → гидроксид титана(Ш)

3. Оксид титана (IV) ~» хлорид титана (IV) -» титан.

4. Хлорид титана (IV) → оксид титана (IV) → титанат бария.

VI. Задачи.

14. Экзо - или эндотермической будет реакция восстановления титана из оксида титана (IV) водородом, если энтальпии образования:

∆H⁰_обр (Тi0₂)k = -934,0 кДж/молъ; ∆H⁰_обр(Н₂О}_г = -241,6 кДж/моль?

1. Какой объем хлора (н.у.) необходим для окисления 400 мл 0,15н раствора хлорида титана (III)?

2. Какой объем хлора (н.у.) необходимо взять для превращения 1 кг оксида титана (IV) в хлорид титана (VI)? Какая масса кокса потребуется для этого?

3. Сколько теплоты выделится при восстановлении 1 кг хлорида титана (IV) магнием, если энтальпии образования:

∆H⁰о_бр(MgCI₂) = -640,8 кДж/молъ и