Ю.М. Коренев и др. - Задачи и вопросы по общей и неорганической химии с ответами и решениями (1114426), страница 40
Текст из файла (страница 40)
7. Химия 4- и 1-элементов 265 В кислой среде сероводород и сернистый гвз восстанавливают бихроматы с образованием соединений Сг(П1), а молибдаты и вольфраматы — лишь до 4синейе (степень окисления молибдена и вольфрама >5, но <6), условно представляемых формулой Э4014. К2Сг202 + 3802 + Н2804 = К2804 + Сгт(604)з + Н20 5К2Мо04+ 802+ 4Н2604 — — Мов0144. + 5К2804 + 4Н20 7.2.9. Способ 1. 1. Взаимодействие раствора квасцов с сильным оки- слителем: 2К[Т!(Б04)2]+ С12 + 2Н20 = 2Т10804 + 2НС1+ 2КНБ04 2К[Сг(Б04)2] + ЗС12 + 7Н20 = К2Сг202 + 6НС! + 4Н2804 А!24 не реагирует.
2. Нейтрализация раствором аммиака: ТНОБ04 + 2ХН2 Н20+ Н20 = Т1(ОН)4], + (Р!Н4)2604 А!2(Б04)з + 6!1!Нз . Н20 = 2А1(ОН)з 1 + 3(ИН4)2804 Осадок — гидроксиды титана(1У) и алюминия(П1. Раствор— ионы Сг04, К+, !1!Н4, Б04 3. Слабое нагревание раствора с осадком для ускорения перехода1 а-титановой кислоты в 6-форму: Т1(ОН)4 -4 Т102 . ХН20 4. Отделение осадка фильтрованием. 5. Добавление к осадку избытка щелочи: А!(ОН)2 + КОН = К[А1(ОН)4] (раствор) Осадок — Т102 . хН20. 6. Отделение осадка фильтрованием. 7. Пропускание в раствор К[А!(ОН)4] оксида углерода(1Ч): 2К[А1(ОН)4] + С02 = К2С02 + 2А1(ОН)з). + Н20 8.
Отделение осадка фильтрованием. 9. Добавление к раствору из пункта 2. концентрированной серной кислоты: 2К2Сг04+ Н2804 = К2Сг20т + К2604 + Н20 К2Сг202 + Н2604 = 2СгОз 4 + К2804 + Н20 10. Отделение кристаллов оксида хрома(У1) фильтрованием. 11. Получение металлического алюминия.
266 Глава 8. Ответы и решения а) Приготовление искусственного криолита из части полученного гидроксида: ЗХагСОз + 2А1(ОН)з + 12НР = 2Хаз[А!Ре! + ЗСОг 7 + 9НгО б) Получение оксида алюминия из другой части гидроксида: 2А1(ОН)з = А1гОз + ЗНгО в) Растворение оксида алюминия в полученном крнолнте при нагревании. г) Электролиз расплава прн температуре >100'С в специальных электропечах, где анод — массивный угольный электрод (при электролизе выделяется кислород), катод — угольная обкладка электролизера (здесь собирается расплавленный алюминий).
12. Получение металлического хрома. а) Разложение ббльшей части СгОз (во избежание бурного протекания реакции): 4СгОз †'~ 2СггОз + ЗОг7 б) Восстановление смеси оксидов хрома металлическим алюмнСггОз + СгОз + 4А1 = ЗСг+ 2А1гОз Способ П. 1. Осаждение Сгз+, А!з+, Т!з+ в виде гидроксидов раствором аммиака с последующим отделением осадка. 2, Взаимодействие осадка с избытком КОН. Осадок — Т!(ОН)з, раствор — К[Сг(ОН)з! и К[А!(ОН)з!. 3.
Окисление хрома(111) пероксидом водорода в щелочной среде (гидроксид калия): 2К[Сг(ОН)з! + ЗНгОг + 2КОН = 2КгСг04 + 8НгО 4. Разрушение комплекса К[А!(ОН)з[: см. способ 1. 5. Далее, как в способе 1, следуют пункты 8 — 12. 7.2.19. 1) 2Сг + ЗС1г -+ 2СгС!з 2) Сг + 2НС1 = СгС1г + Нг7 3) 2СгС!з + Хп [+ НС! (р-р)! = 2СгС!г + 2пС!г 4) СггОз + ЗКгБгОт — '" "—" — ее Сгг(80з)з + ЗКгБОз 5) СггОз + ХагСОз -" — —" — Яе 2ХаСгОг + СОг7 6) 2ЕеСггОз + 8ХаОН+ 7ХаХОз — '" ' — "— не РегОз + + 4ХагСг04 + 7ХаХОг + 4НгО 7) 2ХагСггОт + 6С -+ 4ХаСгОг + 6СО7 8) 4СгОз + СгНзОН = 2СггОз + 2СОг7 + ЗНгО 7.
Химия 4- и Г-элементов 267 9) КзСггОг + ЗСзНвОН + 4НзЯОв + 17НзО + — + 2КСг(ЯОв)з ° 12Нз04 + ЗСзН40 10) КзСгзОг + 6КС! + 7НзЯ04 = = 4КзЯ04 + Сгз(804)з + ЗС1з'~ + 7НзО КзСгзОг(кр.) + 4КС!(кр.) + ЗНзЯ04(конц.) — + ЗКзЯ04 + 2СгОзС!з ! + ЗНзО 11) КзСгзОг(кр.) + 14НС1(конц.) — в — + 2СгС1з + ЗС!з'~ + 2КС1 + 7НгО 12) 4КзСгОв + 2СгОгС1з + НзО = 2КзСгзОг + НгСгзОг + 4КС! 13) КзСггОг + 7НзОг + 4КОН = 2КзСгОв + 9НзО 14) КзСгзОг + ЗНзОз + 4Нз804 = = КзЯОв + Сгз(804)з + 30з']' + 7НзО 15) 4КзСгзОг + 3(ХНв)зЯ + 16НзЯ04 = = 4КзЯОв + 4Сгз(ЯОв)з + 3(ННв)зЯ04 + 16НзО или (в зависимости от концентрации Нз804) КзСгзОг + 3(ННв)зЯ + 7НзЯОв = = КзЯОв + Сгз(ЯОв)з + 384 + 3(ННв)зЯ04 + 7НзО 16) 2КзСгОв + 3(ННв)зЯ + 8НзО = К[Сг(ОН)4] + ЗЯ4 + Кз[Сг(ОН)в] + бгчНз НзО 17) Сгз(ЯОв)з + ЗНзОз + 1ОНаОН = = 2ХазСг04 + ЗХазЯОв + 8НзО 18) 2(ХНв)вМогОзв + 90з — > 14МоОз + 6Нз7 + 24НзО 19) 15(ХНв)зЪУОв — ' — + 3%вОгв+ + Щ'+ 28ННз7 + 18НзО (ЭзОгв — формальная запись состава молибденовой и вольфрамовой всинейэ, степень окисления молибдена и вольфрама >5, но <6.) 20) МоОз + 2ЯОС!з — г МоОС!в + 2ЯОз7 21) 5(ХН4)вМогОзв + 7ЯпС!з + 44НС1 = = 7МовОг44 + 7(ХН4)г[ЯпС1в] + 16НН4С! + 22НзО 22) 1.
Пропускание НзЯ в подкисленный раствор вольфрамата: 5гчазвг04+ НзЯ+10НС1 = ЪтзОгв4+ Я4+ 10ХаС!+ 6НзО 2. Пропускание НзЯ в раствор вольфрамата: Хаз%0в + 4НзЯ = НазЪЪЯ4 + 4НзО (На промежуточных стадиях образуются анионы: %0зЯз %0зЯ~ ~и %08з~ ). Подкисление полученного раствора: НазЪгЯв + 2НС! = %Яз1 + Нз87 + ХаС! 268 Глава 8. Ответы и решения 23) (ХН4)зМотОзе + 28(ХНе)гБ + 24НгО = = 7(ХН4)гМо84 + 48ХНз НгО 7.2.20. 1) 2СгС1з + Нг — "е 2СгС!г + 2НС! 2) Сг + 2НС1 = СгС1г + Нгу 3) СггОз + ЗСС14 — + 2СгС!з + ЗСОС1г 4) 2СгС!з (кр.) + ЗНзЯ (г.) — т Сгз8з + 6НС1 5) СгС!з (кр.) + ХНз(г.) — + СгХ + ЗНС! 6) КгСггОт + 8 — + СггОз + КгБОе 7) СгОз + 2НС1(г.) — + СгОгС!г + НгО 8) 2МоБг + 70г = 2МоОз + 480з7 7.2.21.
2) СггОз + 2КгСОз + ЗКХОз — т -+ 2КгСгОе + ЗКХОг + 2СОгу КгСг04 + Нг804(конц.) = КгБОе + СгОз! + НгО СгОз + 2НС1(г.) — + СгОгС!г + НгО СгОгС1г + 4КОН = КгСгОе + 2КС! + 2НгО 2КгСг04 + Нг804 = КгСггОт + НгО + Кг804 э эфире КгСггОт + НгЯОе + 4НгОг — + — -т 2СгОз (СгНз)гО + КгЯОе + 5НгО 12) Мо+ 2ХаОН+ ЗХаХОз — + ХагМо04+ ЗХаХОг + НгО ХагМоОе + Нг804 = НгМо041. + Хаз804 ЗХагМоОз(р-р) + 4НгМоОз — — ~ ХаеМотОгя ° 4НгО (при охлаждении переходит в осадок) ХазМотОм + 6НС! + 4НгО = 7НзМо044. + 6ХаС1 НгМоОе + 2НС1 = МоОгС1г + 2НгО 2МоОгС1г + ЗЕп + ЗХаС1 + 8НС! = = ХазМогС!в + ЗХпС1г + 4НгО 7.3. УП группа Периодической системы элементов 7.3.9.
1 способ. ЗКгМпОе + 2СОг = 2КМпОе + МпОг 1. + 2КзСОз КгСг04 + СОг 7. Химия 4- и 1-элементоя 269 11 способ. КгМпО» + 2НгОг + 2НгБО» = МпБО» + 20г 7 + КгБО» + 4НгО КгСгО» + 2НгОг + НгБО»:-"-» СгОз Ь+ КгБО»+ ЗНгО где 1 = (СгНз)гО Первоначально раствор окрашен в зеленый цвет из-за присутствия манганата калия, затем водный раствор обесцвечивается, а эфирный слой приобретает синюю окраску. Сходство этих анионов проявляется при сопоставлении окислительных свойств.
1) КгМпО» + 2БОг + 2НгБО» = Мп(НБО»)г + 2КНБО» 2КгСгО» + ЗБОг + 2НгБО» = Сгг(БО»)з + 2КгБО» + 2НгО 2) КгМпО» + 4ГеБО» + 4НгБО» = = МпБО» + 2Рег(БО»)з + КгБО» + 4НгО 2КгСгО» + бгеБО» + 8НгБО» = = Сгг(БО»)з + Згег(БО»)з + 2КгБО» + 8НгО 7.3.11. См. 3.3.2. 7.3.15. 1) ЗМпОг + 6КОН + КС!Оз — + ЗКгМпО» + КС! + ЗНгО 2) ЗКзМпО» + 2НгБО»(разб.) = = 2КМпО» + МпОг4 + 2КгБО» + 2НгО 3) КгМпО» + СгНзОН = МпОг1 + СгН»0 + 2КОН 2КгМпО» + СгНзОН = 2МпОг.[ + КСНзСОО + ЗКОН 4) КгМпО» + 2К1 + 2НгО = МпОг,[ + 1г + 4КОН 5) ЗКгМпО» + 2НгСгО»(недостаток) = = 2КМпО» + МпОг!.
+ 2КгСгО» + 2НгО КгМпО» + НгСгО»(экв. кол-во) = 2КНСОз + МпОг» КгМпО» + 4НгСгО»(избыток) = = МпСгО»». + КгСгО» + 4СОг7 + 4НгО 6) 2КгМпО» + 8НгСгО»(избыток) + КгСгО» = = 2Кз[Мп(СгО»)з) ЗНгО + 6СОг7 + 2НгО 7) 2МпБО» + 5(НН»)гБгОз + 8НгΠ— з — + — з-» 2НМпО» + 7НгБО» + 5(МН»)гБО» 8) 2КМпО» + 2МаОН + г!агБОз = = КгМпО» + ХагМпО» + НагБО» + НгО Возможен и другой путь реакции: 2КМпО» + 2г!агБОз + 4НаОН вЂ” + — + 2ХазМпО» + !чагБО» + КгБО» + 2НгО о'с 270 Глава 8. Ответы и решеиия 9) 2КМпО» + ЗНгЯО» + 55!агЯОз = = КгЯО» + 2МпЯО» + 5!'!агЯО» + ЗНгО 10) 2КМпО» + ЗХагЯОз + НгО = 2МпОг.[+ ЗМагЯО» + 2КОН 11) 2КМпО» + 2КОН + НгОг — — 2КгМпО» + ОгТ + 2НгО 12) 2КМпО» + 5НгСгО» + ЗНгЯО» = = 2МпЯО» + КгЯО» + 10СОгТ + 8НгО 13) КМпО» + 5НгСгО» + КгСОз = = Кз[Мп(СгО»)з] 'ЗНгО + 5СОгТ + 5НгО 14) 4Мп(СНзСОО)г 4НгО + КМпО» + 8СНзСООН(лед.) = = 5Мп(СНзСОО)з 2НгО[+ КСНзСОО + 10НгО 15) 2Мп(СНзСОО) з + 2К1 = 2Мп(СНз СОО)г + 1г + 2КСНзСОО 16) 25!Н»ТсО» — +»згТ + 2ТсОг + 4НгОТ 17) 2г!Н»йеО» + 4Нг — » 2йе + ХгТ + 8НгОТ 18) 2КйеО» + 2НзРОг + 8НС1 = Кг[йегС1з] + 2НзРО» + 4НгО 19) йегОт + 17СΠ— '-~+ [йе(СО)з]г + 7СОг 20)2йе + 5С!г — ~ 2йеС1з 21) ТсгОт + 7СС1» — » 2ТсС1» + 7СОС!гТ + ЗС!гТ 22) 2ХН»йеО» — » 2йеОг + !»!гТ + 4НгОТ 23) 7Е 0 ' "" 8В а.
ЗВЕО 24) 4йе + 70г — — + 2йегОт 7.3.16. 1) 2КгМпО» + С1г = 2КМпО» + 2КС1 2) 2!»!Н»ТсО» + 4Нг — » 2Тс + ХгТ + 8НгОТ 3) 2ХН»йеО» + 4Нг — + 2йе + и!гТ + 8НгОТ 4) ЗМагМпО» + 2НгО = МпОг4 + 2ХаМпО» + 4НаОН 5) 7КеОг — » Зйе + 2йегОт 6) 2ККеО» + 7НгЯ + НгЯО» = йегЯт!. + КгЯО» + 8НгО 7.3.17. 9) 4Тс + 70г — » 2ТсгОт ТсгОт + НгО = 2ЫТс04 2НТсО» + 18НС! = 2Нг[ТсС1е] + ЗС!гТ + 8НгО НгТсС1е + 2ХН»С! = (ХЫ»)г[ТсС!е] + 2НС! 10) 2йе + 7НгОг(избыток) = 2Нйе04 + бНгО НйеО» + МНз = !»!Ы»йеО» 2»зН»йеО» + 6ХН»1+ 16НС! = = 2(ХН»)г[йеС!е] + 31г + 4!гН»С! + 8НгО г) (ХН»)г[йеС!е] + 8КОН = КгйеОз + 6КС! + 2!»!НзТ + 5НгО 7. Химия 4- н 1-элементов 271 7.4.
'И11 группа Периодической системы элементов 7.4.4. Сходспгео. Высокая склонность к комплексообразованию. Координационное число элементов в максимальной степени окисления равно шести, образованные ими ионы имеют октвздрическое строение; координационное число элементов в минимальной степени окисления равно четырем, образованные ими ионы имеют квадратное строение. Высокая степень ковалентности связи металл — лиганд. Необратимость и малая скорость реакций внутрисферного замещения.
Необратимость реакций, протекающих при нагревании. Высокая устойчивость простых веществ (металлов) по отношению к растворам кислот и щелочей. Высокая каталитическвя активность простых веществ. Различие. Тенденция к проявлению высших степеней окисления убывает слева направо и снизу вверх в группе. Отношение к кислотам — сильным окислителям (азотная кислота и царская водка): металлические палладий и платина растворяются (только в царской водке), другие металлы не реагируют. Осмий и рутений могут быть переведены в растворимые соединения (осматы и рутенаты) путем щелочного окислительного плавления: Э + 2ХаОН + МаС10з — — Наг Э О 4 + НаС! + Нз О Соединения рутения и осмия по своим свойствам во многом напоминают соединения железа; родий и иридий и их соединения проявляют некоторое сходство с кобальтом и его соединениями, а пзлладий и платина — с никелем.
7.4.5. 1) В результате хлорирования феррохрома образуются РеС1з и СгС1з 2) Разделение хлоридов железа(111) и хрома(1!1) можно провести тремя способами. Способ 1. Обработка водой: в растворе — ееС!з, в осадке — СгС!з. Способ Я. Добавление на воздухе СгС1т для перевода в раствор хлорида хрома(111) с последующим добавлением избытка раствора 272 Глава 8.
Ответы и решения едкого патра: СгС1з + 4СгС1г + Ог + 28Нг 0 = 4[Сг(НгО) з ОН]С1г + [Сг(НгО)е]С1з [Сг(НгО)з]С!з+ 6ХаОН = Хаз[Сг(ОН)з](р-р) + ЗМаС1+ 6НгО РеС!з+ ЗВОН = Ре(ОН)з.(+ ЗХаС! Способ У. Щелочное окислительное сплавление: 2СгС!з + 10КОН+ КС!Оз = 2КгСг04 + 7КС! + 5НгО 2РеС!з + 10КОН+ КС10з = 2КгРеОз + 7КС1+ 5НгО При обработке полученного плава горячей водой: КгСгОз растворяется (не разлагается) и переходит в водный раствор, а(КгРе04) полностью гидролизуется (разлагается): 4КгРеОз + 10НгΠ— + 4Ре(ОН)з]. + ЗКОН+ ЗОг7 Выделение индивидуальных соединений проводят путем отфильтровывания осадка СгС1з, Ре(ОН)з, Ре(ОН)з.
Выделение из оставшихся растворов: 1. РеС1з 6НгО (после упаривания). 2. Сг(ОН)з (после предварительного разрушения комплексного иона [Сг(ОН)з]з путем добавления к раствору после его упаривания разбавленной кислоты или кипячения раствора). 3. КгСгОз или КгСггОт (последний после подкисления и упаривания раствора). Сопоставьте величины растворимости выделяемых соединений с растворимостью КС1.
Для подтлверждения начесшвенного состава полученных по способу 1 соединений надо выполнить следующие операции: перевод в раствор СгС1з добавлением небольшого количества СгС1г (см. способ 2). Взаимодействие одной части полученного раствора с раствором нитрата серебра: [Сг(НгО)е]С1з + ЗА81ЧОз = ЗАЗС!~ + [Сг(НгО)е](ХОз)з Добавление к другой части раствора водного раствора аммиака: [Сг(НгО)е]С1з + ЗХНз НгО = Сг(ОН)з 4. + ЗМНзС1+ 6НгО В первом случае образуется осадок (который не растворяется в азотной кислоте) белого, а во втором †се-голубого цвета; это служит подтверждением присутствия ионов С! и Сгзт.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
