Ю.М. Коренев и др. - Задачи и вопросы по общей и неорганической химии с ответами и решениями (1114426), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Е„'= 1,63 — 1,52 = 0,11 В 6.1.12. а) План работы. 1) Растворение смеси в воде. 2) Осаждение галогенидов серебра добавлением раствора АЗНОз.' КГ+ А65!Оз = А6Г4+ Кр!Оз 3) перевод в раствор АЗС! добавлением избытка раствора (МНз)гСОз. А6С1+ (МНз)гСОз = [Ай(5!Нз)г]С!+ НгО+ СОг7 4) Отделение фильтрованием осадков А8Вг и А81. 5) Разделение смеси А6Вг и А61 добавлением избытка концентрированного раствора аммиака: АЗВг + 35!Нз ° НгО = [А6(5!Нз)г]ОН + 5!НзВг А81+ ХНз НгО ~ Желтый осадок А81 не растворяется, так как [А8+], рассчитанная из Пр(А81), меньше [А6+], рассчитанной из Кэе,([АЗ(ХНз)" ]), 218 Глава 8. Ответы и решения б) План работы. 1) Выделение иода из исходного раствора галогенидов калия осторожным добавлением (по каплям) хлорной воды: 2К1 + С!г = 2КС! + 1г 2) Экстракция иода бензолом (делительная воронка).
3) Отгонка бензола (на водяной бане, в вытяжном шкафу). 4) Растворение иода в КОН: 6КОН + 31г = 5К1 + К10з + ЗНгО 5) кристаллизация К1 и К10з из воды с последующей перекристаллнзацией (растворимость К1 значительно выше растворимости КГО ). 6) Отделение кристаллов К10з от раствора К1 (стеклянный фильтр). 7) Выделение из раствора иодида калия упариванием.
(Вместо стадий 4) — 6) возможен другой путь: взаимодействие красного фосфора с иодом в присутствии воды и последующая отгонка газообразного иодоводорода в приемник с раствором КОН.) 8) Выделение брома из оставшегося в пункте 2) раствора осторожным добавлением (по каплям) хлорной воды: 2КВг + С1г = 2КС! + Вгг 9) Дальнейшие действия аналогичны описанным в пунктах 3) — 7) .
10) Выделение упариванием хлорида калия из раствора, оставшегося после отделения брома в пункте 9). 6.1.13. 1) Перевод КС10з в К10з обработкой смеси иодной водой: К10з+ 1г Ф 5КС10з + 31г + ЗНгО = 6Н10з + 5КС1 или 5КС10з + 31г + ЗНгО = 5К10з + 5НС1+ Н10з 2) Упаривание раствора. Отделение кристаллов фильтрованием. 3) Перекристаллизация из воды с целью выделения К10з. Более растворимый КС! накапливается в растворе. 4) Электролиз маточного раствора (без диафрагмы): КС1+ ЗНгО = КС10з + ЗНгф 5) Упаривание раствора и выделение КС!Оз. б. Химии з- и р-элемеитов 219 6.1.14. НС104 Взаимодействие перхлората калия с серной кислотой (концентрация > 70%), последующая перегонка в вакууме: КС!04 + НзБОз — НС10з + КНБОз НС10 1) КС104 э КС1 + 20з7 2) Электролиз водного раствора КС1 без диафрагмы: КС1+ ЗНзО = КС10з + ЗНг 7 3) Взаимодействие хлората калия с серной кислотой (концентрация >70%), последующая перегонка в вакууме: КС103 + НзБ04 = НС103 + КНБ04 1) Взаимодействие КС10з (получение см.
НС10з пункт 2)) с сернистым газом: 2КС!Оз + БОз = КзБОз + 2С!Оз7 2) Взаимодействие С10з с ВаОз ВаОз + 2С!Оз = Ва(С10з)з + Оз 7 3) Взаимодействие хлорита бария с серной кислотой: Ва(С10з)з + НзБО» = ВаБОз.1 + 2НС10з 4) Отделение осадка сульфата бария фильтрованием. НС10 1) Получение хлора взаимодействием перхлората калия с концентрированной хлороводородной кислотой: 2КС!04 + 16НС1 = 8С!з7+ 2КС1 + 8НзО 2) Взаимодействие хлора с влажным оксидом ртути(11): 2С1з+ 2Н80+ НзО = НйзОС1з).
+ 2НС10 3) Отделение осадка НбзОС!з фильтрованием. 6.1.15. НВгОз 1) Перевод бромата натрия в бромат бария взаимодействием горячего раствора бромата натрия с хлоридом бария: 2г(аВгОз + ВаС1з 2НзО = Ва(ВгОз)з ° Нз04. + 2ХаС1+ НзО 2) Охлаждение реакционной смеси и отделение осадка бромата бария фильтрованием.
Хлорид натрия более растворим, особенно при низких температурах (Π— 10'С). 220 Глава 8. Ответы н решения 3) Взаимодействие бромата бария с раствором серной кислоты: Ва(ВгОз)г + Нг30е = 2НВгОз+ Ва504з. 4) Отделение осадка сульфата бария фильтрованием.
НВг04 1) Получение пербромата натрия окислением бромата натрия фтором: ХаВгОз + Рг + 2ХаОН = ХаВгОе + 2ХаР+ НгО 2) Отделение менее растворимого Нар центрифугированием. 3) Перевод пербромата натрия в бромную кислоту с использованием катионита в Н-форме: НН+ МаВг04 = НВг04 + ЫаН НВгО 1) Получение брома из бромата натрия взаимодействием с иодом в кислой среде: 2ХаВгОз + 1г = 2Ма10з+ Вгг 2) Взаимодействие брома с влажным оксидом ртути(11): 2Вгг + 2НЯО+ НгО = НйгОВгг). + 2НВгО 3) Отделение осадка НйгОВгг фильтрованием.
Геометрическое строение анионов полученных кислот см. 1.1.2. 6.1 16. 1) Получение брома: 2КВгОз+ 1г = 2К10з+ Вгг 2) Взаимодействие брома с раствором едкого патра: 6ХаОН+ ЗВгг = ЗХаВг+ ЫаВгОз + ЗНгО 3) Отделение бромата натрия от бромида кристаллизацией из водного раствора с последующей перекристаллизацией. Вромид натрия более растворим, особенно при низких температурах (Π— 10'С). 4) Упарнвание раствора — выделение бромида натрия. 6.1.17.
Получение К10з. 1) Растворение в воде иодцда калия. 2) Электролиз раствора (без диафрагмы): К1+ ЗНгО = К10з+ ЗНг1 б. Химия в- и р-элемеитов 221 или взаимодействие иодида калия с хлоратом калия: К1+ КС10з = К10з + КС! 3) Отделение иодата калия от хлорида кристаллизацией из раствора с последующей перекристаллизацией. Растворимость хлорнда калия выше растворимости иодата калия, особенно при низких температурах (Π— 10'С).
Различить бромат и иодат калия можно при взаимодействии с небольшим количеством иодной воды: с иодатом реакция не идет; с броматом выделяется бром, который при экстракции бензолом дает оранжевое окрашивание бензольного слоя: 2КВгОз + 1г = 2К10з + Вгз Геометрическое строение бромат- и иодат-анионов см. 1.1.2. 6.1.18. Получение К[101а] 2НзО 1) Получение нодата калия из иодида калия см. 6.1.1Т. 2) Получение хлороводорода (а затем хлороводородной кислоты) взаимодействием кристаллического хлорнда калия с концентрированной серной (или ортофосфорной) кислотой: КС!(кр.) + Нгв04(конц.) = КНЯ04 + НС11' [КС!(кр.) + НзР04(конц.) = КНгРОе + НС11'] 3) Получение К[10!4] 2НзО взаимодействием иодата калия (до полного превращения) с концентрированной хлороводородной кислотой (нагревание до 40'С и последующее охлаждение до 0'С): К10з + 6НС1(конц ) = К[10!з] 2НзО+ С!з]'+ НзО 4) Отделение К[10!4] - 2НзО с помощью воронки со стеклянным фнльтрующнм дном.
Для идентификации К[1С!з1 и К[1С!з] следует взять точные навески этих соединений и подвергнуть их термическому разложению: 1о 2К[1С!4] — + 2КС1+ 1з'(+ ЗС!з]' го 2К[1С!з] — э 2КС!+ 1зТ+ С!з1 По массе оставшегося твердого остатка (КС1) можно судить о составе исходного соединения. 222 Глава 8. Ответы и решения Можно также после взаимодействия соединений с подкисленным водным раствором иодида калия определить выделившийся иод титрованием тиосульфатом натрия: К[10!4] + ЗК1 = 4КС1+ 21г К [1С!г] + К1 = 2КС! + 1г 1г + 2ХагЯгОз = 25!а1+ ХагБеОв Геометрическое строение тетрахлороиодат-иона см.
1.1.2. 6.1.19. Геометрическое строение молекул и ионов см. 1.1.2. Ионы [1Рг], [1С!г] и [1г] (тип АВгЕг) имеют линейное строение. Три электронные пары расположены в экваториальной плоскости тригональной бипирамиды. Молекулы С!Рг и ВгРг (тип АВгЕг) имеют Т-образное строение с углом РГР ( 90'. Две электронные пары расположены в экваториальной плоскости тригональной бипирамиды. Ионы [1Р4] и [?С!4] (тип АВ4Ег) имеют конфигурацию квадрата. Две электронные пары расположены над и под плоскостью квадрата в вершинах октаздра.
Молекула 1Рв (тип АВеЕ) имеет конфигурацию квадратной пирамиды. Электронная пара занимает шестую вершину октаэдра. Прочность связи в молекулах межгалогенных соединений связана с разностью электроотрицательностей образующих их галогенов: чем она больше, тем прочнее связь. При взаимодействии с водой межгвлогенного соединения более электроотрицательный галоген переходит в галогеноводородную кислоту, а менее злектроотрицательный — в оксокислоту: ВгРв + ЗНгО = НВгОг + 5НР 51С1г + 9НгО = ЗН10г + 1г + 15НС1 При взаимодействии межгалогенных соединений с растворами щелочей образуются соли соответствующих кислот: 31С!г + 125!аОН = 25!а10г + Ха1 + 91 (аС! + 6НгО Межгалогенные соединения — сильные окислители и могут окислять металлы до высших степеней окисления: 2Со + 6С1Р = 2СоРз + ЗС1г ! б.
Химия з- и р-элемеитов 223 6.1.20. 1) КС10з + 6НС1(конц.) = КС1 + ЗС1гТ + ЗНгО 1 2С10з +12Н++10е ~ С1г+ 6НгО 5 2С1 — 2е ~ — С 1г 2С10з + 12Н+ + 10С! 6С1г + 6НгО С!Оз + бН+ + 5С1 ЗС1г + ЗНгО 2) ЗКС10з(кр.) + ЗНгЯ04(конц.) = = НС!Оз + 2С10г'1 + ЗКНЯОз + НгО Поскольку реакция проходит между твердым КС10з и концентрированной НгЯОз, для подбора коэффициентов используется метод электронного баланса.
Ц С1з+ — 2е С!"+ 2~ С1*е+е С!"+ ЗС(з+ - С!ге + 2014+ 3) КС10з + ЗНгОг = КС! + ЗОг'1 + ЗНгО 1 С10з + 6Н+ + бе С1 + ЗНгО 3 НгОг — 2е Ог + 2Н+ С10з + 6Н+ + ЗНгОг С! + ЗНгО+ 30г + 6Н С!О, +ЗНгОг С1 +ЗНгО+30, 4) КС10з + ЗНгЯОз= КС1 + ЗНгЯ04 1 С10з +6Н++бе С1 +ЗНгО 3 НгЯОз + НгΠ— 2е - ЯОз~ + 4Н+ С10з + 6Н+ + ЗНгЯОз + ЗНгО С1 + ЗНгО+ ЗЯ01 + 12Н С10з + ЗНгЯОз С1 + ЗЯО~з + 6Н+ 5) 2ХаВг + МагОг + 2НгЯОз= Вгг + 2НагЯОз+2НгО 1 2Вг — 2е ~~ Вгг 1 Огг + 4Н+ + 2е ' 2НгО 2Вг + Ог г+ 4Н+ Вгг + 2НгО 224 Глава 8. Ответы и решения 6) 2КВгОз + ХеГз + 4КОН = 2КВг04 + Хе7 + 2НгО + 4КГ 2 ВгОз + 20Н вЂ” 2е — ВгО~ + НгО 1 ХеГ4+ 4е ' Хе+ 4Г 2ВгО + 40Н + ХеГз 2ВтО + 2НгО+ Хе+ 4Г 7) НВгОз + 5НВг = ЗВгг + ЗНгО 1~ 2ВгО + !2Н++10е Вгг+6НгО 5~ 2Вг — 2е Вгг 2ВгОз + 12Н+ + 10Вг 6Вгг + 6НгО ВтОз + 6Н+ + 5Вт ЗВгг + ЗНгО 8) 1г + 5НгОг = 2Н10з + 4НгО Ц 1г+6НгΠ— 10е ~~210з +12Н+ 5~ НгОг+2Н++2е 2НгО 1г + 6НгО+ 5НгОг + 10Н+ ~ ~210з + 12Н++ 10НгО 1г+5НгОг ~ 210з +2Н++4НгО 9) 1г + НгБОз + НгО = 2Н1 + НгБ04 1~ 1г+ 2е ' 2Г 4 НгБОз+НгΠ— 2е ~ ~БО~~ +4Н+ 1г + НгБОз + НгО 21 + 4Н + Б01 10) 2Н10з + 10ГеБО» + 5НгБОз = 5Гег(Б04)з + 1г + 6НгО 1 210з + 12Н+ + 10е — 1г + 6НгО 5 2Ге~+ — 2е ' 2Гез+ 210з + 12Н+ + 10Геге ~~ 1г + 6НгО+ 10Ге + 11) К10з + С!г + 4КОН = 2КС! + КзНг10з + НгО 1~ 10з +40Н вЂ” 2е Нг10зз +НгО 1~ С!г + 2е ~ 2С! 10з + 40Н + С!г ~~ Нг10~ ~+ 2С! + НгО 6.
Химия з- и р-элементов 225 6.1.и.цс (Он) '..о~ ' с Оо .~но 1 С1г + 40Н вЂ” 2е ~ 20СГ + 2НгО 1 С!г + 2е 2СГ 2С1г + 40Н ~ ~20СГ + 2СГ + 2НгО С!г + 20Н вЂ” ОСГ + С1 + НгО 2) 2СаОС!г + СОг = С1гО! + СаС!г + СаСОз 3) СаОС1г + 2НС! = С!г! + СаС1г + НгО 1~ 20С! +4Н++2е С1г+2НгО 1~ 2Сà — 2е С!г 20СГ + 2С! + 4Н+ 2С!г + 2НгО ОСГ + С! + 2Нт С!г + НгО 4) 4С!г + Хаг8гОз + 5НгО = 8НС! + о!аг80з + Нг80з 4 С1г + 2е ~~ 2С! 1 8гОг + 5НгΠ— 8е 280г + 10Н+ 4С1г + БгОгз + 5НгО 8СГ + 280~ ~+ 10Н+ 5) 2КС10з + НгСг04 + Нг804 = = 2010г!'+ 2СОг1+ Кг80з + 2НгО 2 С10з +2Н++е -С10г+НгО 1 НгСгОз — 2е 2СОг + 2Н+ 2С10з + НгСг04 + 4Н+ 2СГОг + 2СОг + 2НгО + 2Н+ 2С!Оз + НгСгОз + 2Н+ ~<-- 2С10г + 2СОг + 2НгО 6) 5Н1 + Н10з = 31г + ЗНгО 5 21 — 2е ~~ 1г 1 210з + 12Н+ + 10е 1г + 6НгО 101 + 210з + 12Н+ 61г + 6НгО 51 + 10з + 6Н+ 31г + ЗНгО 226 Глава 8.
Ответы и решения 7) ?ОНР?Оз (дымЯщав) + 1г(кР.) — + 2Н10з + 10ХОг'? + 4НгО 1~ 1г + 6НгΠ— 10е 210 + 12Н+ 10 НХОз + Н+ + е ХОг + НгО 1г + 6НгО + 10НЯОз + 10Н+ 210з + 12Н+ + ?ОХОг + 10НгО 1г + 10НХОз — 210з + 2Н+ + ?ОНОг + 4НгО 8) К10з + 4КОН + С!г = КзНг?Ое + 2КС! + НгО 1 10з +40Н вЂ” 2е Нг10е в+НгО 1 С!г + 2е 2СГ 10з +С(г+40Н вЂ” Нг10ез +2СГ+НгО 9) 1г + 2НагбгОз = 25?а? + ??аг840з 1 1 + 2е 21 1 28гО, — 2е 840е 1г + 28гОз — 21 + 840е, 10) 2К1 + МпОг + 2Нг804 = 1г + Мп804 + Кг80е + 2НгО 1~ 21 — 2е ~ 1г 11 МпОг+4Н++2е Мп~~+2НгО 21 +МпО +4Н+ 1г+ Миг" +2Н 0 6.1.22. 1) а) ХаС! + Нг80е(конц.) — + НС1~ + ХаНЯ04 б) 16НС1 (конц.) + 2КМпОе (кр.) = = 5С?г? + 2Мп С!г + 2КС! + 8НгО 5 2Сà — 2е С1г 2 МпОе +8Н++5е Мп++4НгО 10С1 + 2МпОе + 16Н+ 5С!г + 2Мпг+ + 8НгО в) ЗС(г + 6КОН(50%-ный р-р) — + КС10з + 5КС! + ЗНгО 1 С!г + 120Н вЂ” 10е 2С10з + 6НгО 5 С1г + 2е — 2С1 6С1г + 120Н 2С10з + 10СГ + 6НгО ЗС!г + 60Н ~~ С!Оз + 5С! + ЗНгО б.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
