Вопросы к коллоквиумам по неорганике часть 2

Московский государственный университет имени М.В.ЛомоносоваХимический факультетУтверждено методическойкомиссией кафедрынеорганической химии химическогофакультета МГУимени М.В. ЛомоносоваВОПРОСЫ БАЗОВОГО УРОВНЯК КОЛЛОКВИУМАМПО НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИЧасть IIМетодическое пособие по неорганической химиидля студентов I курсахимического факультета МГУ имени М.В. ЛомоносоваМосква, 2010Вопросы для настоящего пособиясоставлены преподавателямикафедры неорганической химии химического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова на основе многолетнего опыта.

Вопросы базируются наматериале, который рассматривается студентами 1 курса на лекциях исеминарах по неорганической химии, а также практических занятиях. Длясистематизации материала и облегчения восприятия, вопросы представленыотдельными главами. Каждая глава обычно посвящена одной группепериодической таблицы. Перечисленные вопросы являются минимальнымитребованиями к студентам для сдачи коллоквиумов по соответствующимтемам и получению минимальной оценки за данный вид деятельности.Авторы благодарят проф. П.Е.

Казина и доц. Е.В. Карпову за помощь вподготовке сборника к изданию.Составители: к.х.н., доц. Е.И. Ардашникова, к.х.н., доц. Г.Н. Мазо, к.х.н.,доц. М.Е. Тамм, д.х.н., проф. А.В. Шевельков.Под редакцией д.х.н., проф. А.В. Шевелькова2ВОПРОСЫК ТЕМЕ «ЭЛЕМЕНТЫ 1 ГРУППЫ»1. Какова электронная конфигурация атомов элементов 1 группы? Какизменяются первые потенциалы ионизации в ряду Li – Na – K – Rb –Cs? Какие степени окисления проявляют эти элементы?2. Как в ряду Li – Na – K – Rb – Cs изменяются атомный и ионныйрадиусы?3. Как в ряду Li – Na – K – Rb – Cs изменяется радиус гидратированногоиона? Нарисуйте зависимость стандартного электродного потенциалаот порядкового номера элемента в водном растворе.4. В виде каких соединений щелочные металлы встречаются в природе?Приведите основные реакции, протекающие в процессе полученияметаллического Na (Li)? Как на практике получают K и более тяжелыеметаллы?5. Соединения какого состава образуются при сгорании щелочныхметаллов на воздухе или в кислороде? От чего зависит их состав? Изкаких структурных единиц построены эти соединения?6.

Напишите уравнения реакций получения K2O, K2O2, KO2, KO3. Как этисоединения реагируют с водой и с СО2?7. Приведите уравнения реакций, лежащих в основе методов получениярастворов щелочей? Как можно получить безводную щелочь?8. Приведите уравнения реакций получения карбоната натрия по методуСольвэ и по методу Леблана.Почему метод Сольвэ нельзяиспользовать для получения KHCO3?9. Приведите примеры малорастворимых солей лития, натрия, калия,рубидия, цезия? В чем причина их низкой растворимости?10.

Приведите примеры комплексных соединений щелочных металлов. Изкаких структурных единиц построена кристаллическая структураглауберовой соли?311. Как изменяетсяустойчивость аквакомплексов и комплексов сполидентатными лигандами в ряду Li – Na – K – Rb – Cs?4ВОПРОСЫ К ТЕМЕ «ЭЛЕМЕНТЫ 2 ГРУППЫ И АЛЮМИНИЙ»1. Какова электронная конфигурация атомов элементов 2 группы иалюминия? Какие степени окисления характерны для этих элементов?Приведите примеры соединений.2. Как меняются по группе Be – Mg – Ca – Sr – Ba а) радиусы атомов,б) первые ионизационные потенциалы?3. В виде каких соединений встречаются Be, Mg, Ca, Al в природе? Какполучают эти металлы в промышленности? Напишите уравнениясоответствующих реакций.4. В каких кислотах можно растворить Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Al? Какие изэтих металлов растворяются в растворах щелочей? Напишитеуравнения соответствующих реакций.Как меняется активностьметаллов по ряду Be – Mg – Ca – Sr – Ba?5.

Свойства гидроксидов Э(ОН)2 по ряду Be – Mg – Ca – Sr – Baменяютсяотамфотерныхдоосновных.Дляподтвержденияпредложенной закономерности, приведите примеры реакций.6. Приведите примеры малорастворимых соединений элементов 2 группыи алюминия. Какие из них растворяются в кислотах?7. Какраспознать(используяминимальноеколичествореакций)содержимое трех пробирок, если в каждой из них находится по однойбесцветной соли: BeCl2, BaCl2, AlCl3?8.

Какими способами получают безводные хлориды элементов 2 группы иалюминия? Напишите уравнения соответствующих реакций.9. Предложите несколько способов перевода BeO, MgO и Al2O3 врастворимые соединения.10. Напишитеформулуалюмокалиевыхквасцов.Какиепродуктыобразуются при их гидролизе, какой становится среда? Какимспособом можно усилить гидролиз? Как можно подавить гидролиз?511. Напишите химическую формулу дикарбонатобериллата аммония.Укажите состав и заряд комплексной частицы, координационное числоцентральногосоединенийатома.элементовПриведите2примерыгруппы.Какдругихкомплексныхменяетсяустойчивостькомплексных соединений по группе от Be до Ba?12. Напишите уравнения реакций, используя для каждого превращенияминимальное число стадий, укажите условия их проведения:MgCl2 р-р → MgCO3 → MgO → MgBaCl2 → BaSO3 → BaSO4 → BaS → BaCl2Al → Na[Al(OH)4(H2O)2] → Al(OH)3→ KAl(SO4)2·12H2O6ВОПРОСЫК ТЕМЕ «ЭЛЕМЕНТЫ 4 И 5 ГРУППЫ»1.

Напишите электронные конфигурации атомов элементов 4 и 5 группы.Какие степени окисления проявляют эти элементы? Как изменяютсяатомные радиусы в рядах Ti – Zr – Hf, V – Nb – Ta? Почему плотностьметаллического Hf в два раза превышает плотность Zr?2.

Как изменяется относительная устойчивость соединений с низкимистепенями окисления в ряду Ti – Zr – Hf?Ответ подтвердитеуравнениями соответствующих реакций.3. Какие координационные числа характерны для элементов 4 группы?Приведите примеры комплексов Ti(III), Ti(IV) и Zr(IV), существующихв твердой фазе и в растворе.4. В виде каких соединений Ti, Zr, Hf встречаются в природе? Способыполучения металлов.5. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно перевестиTiO2 в растворимые соединения титана.6. Напишите уравнения реакций взаимодействия титана с солянойкислотой и со смесью азотной и плавиковой кислот.7.

Объясните различную окраску хлоридных растворов Ti(III) и Ti(IV)используя ТКП.8. Почему тетрахлорид титана «дымит» во влажном воздухе? Напишитеуравнения реакции, объясняющей это явление.9. Как обнаружить присутствие соединений титана в растворе?10. Какие степени окисления проявляет ванадий? Приведите примерысоединений. Какие координационные числа характерны для элементов5 группы?11. Почему ванадий, ниобий и тантал относят к рассеянным элементам?Как можно получить ванадий из V2O5?712. Какие хлориды получаются в результате взаимодействия ванадия,ниобия и тантала с газообразным хлором? Напишите уравненияреакций.13. Как последовательно изменяется цвет раствора при взаимодействииванадата натрия с цинком в кислой среде? Напишите уравнениясоответствующих реакций.14. Напишите реакции взаимодействия VCl2, VCl3, VОCl2, VOCl3 сощелочью.

Как изменяются кислотно-основные свойства в ряду V(II) –V(III) – V(IV) – V(V)?15. Напишите уравнения следующих реакций и укажите условия ихпротекания:V2O5 + C + Cl2 →Nb2O5 + C + Cl2 →NaVO3 + H2O2 + H2SO4 →V2O5 + H2O2 + KOH →8ВОПРОСЫ К ТЕМЕ «ЭЛЕМЕНТЫ 6 ГРУППЫ»1. Какова электронная конфигурация атомов элементов 6 группы? Какиестепени окисления они имеют? Приведите примеры соответствующихсоединений Cr, Mo, W.2. Укажите, как меняются по группе: а) радиусы атомов, б) первыепотенциалы ионизации, в) координационные числа, г) температурыплавления простых веществ.3.

Как меняется активность металлов по ряду Cr – Mo – W? Какиекислоты растворяют эти металлы? Напишите уравнения реакций хромас растворами хлороводородной и азотной кислот.4. Как меняется устойчивость соединений Cr, Mo, W в степеняхокисленияIIиIII?ОбсудитеособенностистроенияCr2(CH3COO)4·2H2O.5. Как меняется устойчивость соединений Cr, Mo, W высших степенейокисления? Для подтверждения Вашего утверждения для соединенийCr(VI), Mo(VI) и W(VI) напишите реакции: а) взаимодействия с H2S всредерастворааммиака,б)взаимодействиясZnвсредеконцентрированного раствора HCl.6.

Как меняются кислотно-основные свойства соединений в ряду Cr(II) –Cr(III) – Cr(VI)? Напишите уравнения реакций взаимодействиякарбоната натрия с растворами а) CrCl2 , б) СrCl3, в) CrO3.7. Нарисуйте энергетическую диаграмму расщепленных d-орбиталей ираспределение электронов (ТКП) для гексааквакомплексов Cr+2 и Cr+3.Сравните для этих комплексов: а) величину расщепления ( о),б) термодинамическую устойчивость (ЭСКП), в) кинетическуюустойчивость (лабильность, инертность), г) магнитный момент (мБ).Что изменится в строении этих комплексов, если воду заменитьцианид-ионом?98.

По данным химического анализа соединение содержит 19.5 масс % Cr,40.0 масс % Cl, 4.5 масс % H, 36.0 масс % O. Изобразите строение всехизомеров этого вещества.9. Рассмотрите диаграмму Латимера для хрома и обсудите окислительновосстановительные свойства соединений хрома в степенях окисления+2, +3, +6. В каких условиях, и какими реагентами можно восстановитьи окислить Cr(III) в растворе? Напишите уравнения реакций. Каковыпродукты восстановления Cr(VI) в кислой, щелочной среде и присплавлении?10. При растворении металлического хрома в соляной кислоте сначалаобразовался голубой раствор, который со временем превратился взеленый.