Ю.М. Коренев и др. - Задачи и вопросы по общей и неорганической химии с ответами и решениями (1114426), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Кроме того, НяТеОэ проявляет склонность к полимеризации. При действии кислот на теллуриты металлов выделяется осадок переменного состава ТеОя пНгО. в) Сила кислот в ряду сернистая — селенистая — теллуристая убывает: НвЯОз НэБеОз НеТеОз рК~ 1,8 2,46 2,52 рКп 7,0 7,3 7,7 Объяснение см. 6.1.9, в). Незначительное различие кислотных свойств селенистой и теллуристой кислот, по-видимому, связано с особенностями последней 1см.
пункт 6). г) Сернистая, селенистая и теллуристая кислоты проявляют как окислительиые, так и восстановительные свойства. При этом оки- б. Химия в- и р-элементов 235 слительные свойства селенистой и теллуристой кислот выражены сильнее, чем сернистой: НгБОз НгБеОз НгТеОз Е'(НгЭОз/Э), В 0,45 0,74 0,57 В представленном ряду селенистая кислота — наиболее активный окислитель; она легко окисляет сернистую кислоту: НгБеОз + 280г + НгО = Бе4. +2Нг804 С сильными окислителями (КМпОе, КгСггОг и др.) все НгЭОз в кислой среде проявляют восстановительные свойства.
Наиболее сильным восстановителем среди этих кислот является сернистая; селенистая значительно слабее; при переходе к теллуристой кислоте восстановительные свойства вновь возрастают: НгБОз НгБеОз НгТеОз Е'(ЭОг /НгЭОз) В 0 22 1 15 0 89 2КМп04 + 5НгЭОз = 2НгЭ04 + КгЭ04 + 2МпЭ04 + ЗНгО 6.2.6. а) Сульфат(Ч1)-ион (или тетраоксосульфат-ион) имеет правильную тетраэдрическую конфигурацию (по Гиллеспи тип АХ4), а в молекуле Нг 804 — искаженный тетраэдр.
Тетраоксоселенат-ион по своей геометрии аналогичен тетраоксосульфат-иону. Наиболее распространенная из теллуровых кислот — ортотеллуровая; по строению она отличается от серной и селеновой. Дня теллуровой кислоты характерно высокое координационное число центрального атома: вокруг атома теллура могут разместиться шесть кислородных атомов, образуя октаэдрические молекулы Те(ОН)в, которые существуют и в кристаллах. б) Безводную серную кислоту невозможно получить упариванием ее растворов, так как максимальная температура кипения взеотропа серной кислоты равна 338'С, что соответствует концентрации 98,3% Нг804 (т. е. это конц.
Нг804). 100%-ную серную кислоту получают растворением рассчитанного количества БОз в концемтрированной серной кислоте (т. пл. 10,4'С). Однако при нагревании такая кислота теряет БОз, переходя в 98,3%-ную. При кипении в условиях атмосферного давления серная кислота разлагается с образованием БОз, НгО БОг и Ог. Селеновая кислота при нагревании легко отщепляег кислород; поэтому испарять ее без разложения можно только в высоком вакуУме. Меньшая устойчивость селеновой кислоты, по-видимому, свя- 236 Глава 8.
Ответы н решения зана с наличием у селена 18-электронной оболочки и возросшим поляризующим действием 8е(Ч1). При нагревании > 300'С ортотеллуровая кислота отщепляет воду и переходит в триоксид теллура. Повышение устойчивости ортотеллуровой кислоты по сравнению с серной и селеновой обусловлено особенностями ее строения и увеличением прочности связи Те — О в октаэдрнческой молекуле Те(ОН)е по сравнению со связью Э вЂ” О в тетраэдрах ЭО~~ серной и селеновой кислот. в) В водных растворах кислотные свойства серной и селеновой кислот близки, обе †достаточ сильные кислоты (селеновая кислота слабее, что закономерно), в то время как теллуровая кислота — очень слабая.
Не80е Нз8е04 Те(ОН)е рК~ — 3,0 — 1,0 7,68 рКп 1,92 2,0 11,19 Объяснение см. 6.1.9, в). г) Окислительные свойства кислот НзЭОе возрастают от серной кислоты к селеновой и незначительно убывают от селеновой к теллуровой. Е'(ЭО )НгЭО~ ) см. 6.2.5, г). Серная кислота в разбавленных растворах не является окислителем (за счет 8, в то время как селеновая и теллуровая кислоты способны проявлять окислительные свойства не только в концентрированных растворах. Селе- новая и теллуровая кислоты окисляют концентрированную хлороводородную кислоту с выделением хлора: НгЭОе+ 2НС! = НзЭОз+ С1з7+ НзО Э = 8е, Те Горячая безводная селеновая кислота в отличие от серной растворяет не только серебро, но и золото. Смесь селеновой и хлороводородной кислот растворяет золото и платину: Р1+ 2Не8еОе + 6НС1 = Нг[РСС1е] + 2Не8еОз + 2НеО Объяснение см.
6.1.9, 6). 6.2.7. а) 80~ ~— тригональная пирамида; 80~ ~— правильный тетраэдр. См. 6.2.5, а). б) Сернистая кислота неустойчива даже в растворе при комнатной температуре. Сернистая кислота (т. е. ее водный раствор) представляет собой гидратированный оксид серы(1Ч) 80з - пНзО, концентрация молекул Не80з в этом растворе очень мала.
Неустойчивость Нз80з связана с сопоставимостью поляризующего действия б. Химия е- и р-элементов 237 центрального атома и протона, что приводит к отщеплению молекул воды и образованию Я02. Серная кислота более устойчива, что объясняется симметричным окружением и экранированием центрального атома серы в тетраэдре Я04 . в) В ряду Н2802 — Н2БО« кислотные свойства закономерно возрастают с увеличением положительного заряда центрального атома и числа концевых атомов кислорода, «оттягивающих» электронную плотность от центрального атома серы, который, в свою очередь, смещает на себя электронную плотность от атомов кислорода гидроксильных групп, ослабляя связь Н вЂ” О.
Н2803 Н2804 рК~ 1,8 — 3,0 рК ' 7,0 1,92 г) В разбавленных растворах Н2 802 проявляет окислительные свойства, а Н2804 (той же концентрации) нет, так как сера в сернистой кислоте более доступна для атаки восстановителем, чем в серной; см. 6.2.5, а): Е (Н2802/Я) = 0,45 В Ь' (Б04 /Я) = О,Зб В 2ЯпС!2+ Н2Б02 + (2х+ 1)Н20 = 2Бп02 хН20+ Я+ 4НС! ЯпС12 + Н2804(разб.) ~ Сернистая кислота может проявлять и восстановительные свойства (серная кислота их не проявляет): 312 + ЗН2802 + ЗН20 = ЗН2804 + 6Н1 6.2.13.
8024 — правильный тетраэдр; 80282 — искаженный тетраэдр; Б02Р— искаженный тетраздр; Б02(02) — искаженный тетраэдр. Причина искажения — координация центральным атомом, т. е. серой(Ч1), атомов и групп атомов, отличающихся по своему объему и обладающих разными донорными свойствами.
6.2.14. Молекула гексафторида серы координационно насыщена, что определяет химическую инертность этого соединения. В случае реакции гидролиза определяющим является кинетический фактор. 6.2.20. 1) ЯОз + БС12 = ЯОС!2 + Б02 2) Я02 + С12 — ф "йФ Б02С12 3) Б02 + РС14 = ЯОС12 + РОС!2 4) ЯОС12 + Н20 = 2НС! + 8027 238 Глава 8. Ответы и решения 5) БОгС!г + 2НгО = 2НС! + Нг804 6) НгБОз + НгОг = Нг804 + НгО 7) ЗБОг + КгСггОг + НгБОе = Кг804 + Сгг(БОе)з + НгО 8) инее, + 3 ""' ""'" " е,з,е, 9) ХагБгОз + 2НС1 = 2НаС! + БОг7 + Б,! + НгО 10) Бе + 4ННОз + НгО = ЗНгБеОз + 4Н07 11) ЗБе + 6КОН вЂ” + 2КгБе + КгБеОз + ЗНгО 12) НеТеОе + 2НС! = С!г7 + НгТеОз + ЗНгО 13) 2НеТеОе + Бе = 2НгТеОз + НгБеОз + ЗНгО 14) СБг + 4КМп04 + бКОН = КгСОз + 281 + 4КгМпОе + ЗНгО 6.2.21.
1) Сп + 2Нг804(конц.) — + СпБОз + БОг7 + 2НгО 2) ХагБгОз + НгБОе = БОг'!' + Ц + 5!агБОз + НгО 3) 2КМпОе + 580г + 2НгО = 2НгБОе + 2Мп804 + КгБОз 4) 5НгБ + 2КМпОе + ЗНгБОе = Кг804 + 58). + 2Мп804 + 8НгО 5) НгБе + Вгг — — 2НВг + Бе1 6) ХаНБОз + Вгг + НгО = зчаНБ04 + 2НВг 7) КгБеОз + С!г + НгО = КгБе04 + 2НС1 8) 2НеТеОе + Бе = 2НгТеОз + НгБеОз + ЗНгО 6.2.22. 1) а) 4РеБ + 70г — ) 2гегОз + 480г7 б) БОг + С!г в-е 80гС!г в) БОгС1г + Зг!аОН = ХаН804 + 2ИаС! + НгО г) ХаНБ04 + НгΠ— — е и!агБгОв + Нг'! 2) а) геБ + 2НС! = Нг87 + ГеС!г б) 2НгБ + ЗОг (избыток) — ~ 2НгО + 280г в) БОг + 5!Ог = БОз + ХО г) БОз + 2КОН (избыток) = Кг804 + НгО д) КгБОе + 4С вЂ” + КгБ + 4007 е) КгБ + СОг + НгО = КгСОз + Нг87 ж) 2НгБ + Ог(недостаток) + 2НгО + 284 6.3.
'17 группа Периодической системы элементов 6.3.5. а) Устойчивость соединений Э(111) подгруппы азота возрастает с уменьшением электроотрицательности элемента. Для всех элементов этой подгруппы известны соединения с галогенами. Галогениды азота, исключая г)Гз, очень реакцнонноспособны н часто взрывоопасны. При образовании соединений ЭГз б. Химия з- и р-элементов 239 (где Э = 5! — В1) используются три р-злектрона и остается одна не- поделенная пара в вершине искаженного тетраздра. Наличие неподеленной пары вызывает уменьшение валентных углов во всех молекулах по сравнению со 109,5' (тетраздрический угол).
С ростом атомного радИуса элемента уменьшается ковалентный и увеличивается ионный вклад в связь Э вЂ” Г. Для галогенангидридов ЭГз характерны низкие температуры плавления и кипения, закономерно возрастающие при переходе от галогенидов азота к гэлогенидам висмута: 5!Гз РГз АзГз БЬГз В!Гз т. пл.' С вЂ” 209,5 — 152,0 — 6,0 292 730 ЭС)з + ЗНгО = Н»ЭОз + ЗНС1 ЭС1з + НгО = Э(ОН)С1г + НС! Э =Р,Аз Э = БЬ,В! 51С1з в воде почти нерастворим, но медленно разлагается ею на 5!Нз и НОС!: 1 С!3 + ЗНгО = ЗНОС! + 5!Нз НГзпри взаимодействии с водой дает другие продукты: НГз + 2НгО = ЗНГ + НХОг б) Устойчивость оксидов ЭгОз возрастает (Ь1Н;зз убывают) в ряду от азота к сурьме и незначительно уменьшается у оксида висмута, что связано со структурным различием оксидов. НгОз существуег только в твердом состоянии при низких температурах; в виде жидкости и пара в значительной степени диссоциирует: 5!гОз ~~ 5!Ог + 5!О гЗ„Сгзз = — 4 кДж Оксиды фосфора, мышьяка и сурьмы существуют в нескольких модификациях, построенных из пирамидальных структурных единиц ЭОз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
