Виды общения

3 | Cl₂⁰ +2 =2Cl^–.   

Молекулярное уравнение реакции:

 

2Au + 2HNO₃ + 8HCl = 2H[AuCl₄] + 4H₂O + 2NO.

 

Максимальная степень окисления  вольфрама, как элемента шестой группы, равна (+6). Хлор в данной задаче выступает в роли окислителя и, присоединив электроны, приобретает степень окисления (–1). На основе вышеизложенного составим электронные уравнения:

 

   | W – 6 = W⁺⁶,

3 | Cl₂ +2 =2Cl^–1.

Уравнение реакции имеет вид

 

W + 3Cl₂ = WCl₆.

 

Пример 5.

Через подкисленный серной кислотой раствор дихромата калия пропустили газообразный сероводород. Через некоторое время оранжевая окраска перешла в зеленую и одновременно жидкость стала мутной. Составьте молекулярное и электронное уравнения происходящей реакции, учитывая минимальное окисление сероводорода.

Решение.

Оранжевая окраска исходного раствора обусловлена ионами Cr₂O₇^2–. Зеленый цвет после пропускания сероводорода сообщают ионы Cr³⁺.

Следовательно, хром (+6) восстанавливается  до хрома (+3). В сероводороде степень окисления серы равна (–2). Минимальное окисление сероводорода означает, что сера (–2) отдает минимальное число электронов и приобретает степень окисления, равную нулю. Составим электронные уравнения:

 

2 | Cr⁺⁶ + 3 = Cr⁺³,

3 | S^–2 – 2 =S⁰.

На основании электронных уравнений составим молекулярное уравнение реакции:

K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ + 3H₂S = 3S¯ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7H₂O.

 

Пример 6.

На гидроксиды хрома (III) и никеля (II) подействовали избытком раствора серной кислоты, едкого натрия и аммиака. Какие соединения хрома и никеля образуются в каждом из этих случаев? Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций.

Решение.

Гидроксид хрома (III) Cr(OH)₃ является амфотерным основанием. Поэтому он взаимодействует и с кислотами, и с гидроксидами:

 

2Cr(OH)₃ + 3H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 6H₂O,

2Cr(OH)₃ + 6H⁺ = 2Cr³⁺ + 6H₂O.

 

Cr(OH)₃ + 3NaOH = Na₃[Cr(OH)₆],

Cr(OH)₃ + 3OH^– = [Cr(OH)₆]^3–.

 

Cr(OH)₃ + 6NH₄OH = [Cr(NH₃)₆](OH)₃ + 6H₂O,

Cr(OH)₃ + 6NH₄OH = [Cr(NH₃)₆]³⁺ + 3OH^– + 6H₂O.

 

Гидроксид никеля (II) обладает только основными свойствами и с едким натрием не взаимодействует. В серной кислоте и аммиаке он растворяется с образованием комплексных соединений:

Ni(OH)₂ + H₂SO₄ + 4H₂O = [Ni(H₂O)₆]SO₄,

Ni(OH)₂ + 2H⁺ + 4H₂O = [Ni(H₂O)₆]²⁺.

 

Ni(OH)₂ + 6NH₄OH = [Ni(NH₃)₆](OH)₂ + 6H₂O,

Ni(OH)₂ + 6NH₄OH = [Ni(NH₃)₆]²⁺ + 6H₂O + 2OH^–.

 

Пример 7.

Как получить берлинскую лазурь, имея в качестве исходных веществ железный купорос, азотную кислоту и цианистый калий? Напишите молекулярное и ионные уравнения реакций, приводящих к образованию берлинской лазури из указанных веществ.

Решение.

В состав берлинской лазури Fe₄[Fe(CN)₆]₃ входит железо в степени окисления (+2) и (+3).

Последовательность операций.

Делим железный купорос FeSO₄ на две части, к первой прибавляем избыток раствора цианистого калия:

 

FeSO₄ + 6KCN = K₄[Fe(CN)₆] + K₂SO₄,

Fe²⁺ + 6CN^– = [Fe(CN)₆]^4–.

 

Ко второй части приливаем раствор  азотной кислоты для окисления  железа от (+2) до (+3):

3FeSO₄ + 4HNO₃ = 3FeNO₃SO₄ + NO + 2H₂O,

3Fe²⁺ + 4NO₃^– = 3Fe³⁺ + NO + 2H₂O.

 

Слив оба раствора, получим нерастворимый в воде осадок берлинской лазури:

4FeNO₃SO₄ + 3K₄[Fe(CN)₆] = Fe₄[Fe(CN)₆]₃ + 4KNO₃ + 4K₂SO₄,

4Fe³⁺ + 3[Fe(CN)₆]^4– = Fe₄[Fe(CN)₆]₃.

 

Пример 8.

Составьте молекулярные и ионные уравнения  реакций, которые необходимо провести для осуществления следующих превращений:

 

Co(OH)₂ ® Co(OH)₃ ® CoCl₂ ® CoOHCl.

Решение.

Окисление гидроксида кобальта (II) гипохлоритом натрия:

 

2Co(OH)₂ + NaClO + H₂O = Co(OH)₃ + NaCl,

2Co(OH)₂ + ClO^– + H₂O = Co(OH)₃ + Cl^–.

 

При действии кислот на Co(OH)₃ получаются соли кобальта (II), а не кобальта (III):

2Co(OH)₃ + 6HCl = 2CoCl₂ + Cl₂­ + 6H₂O,

2Co(OH)₃ +6H⁺ + 2Cl^– = 2Co²⁺ + Cl₂­ + 6H₂O.

 

При действии щелочи на раствор соли кобальта (II) при комнатной температуре выпадает осадок основной соли:

 

CoCl₂ + NaOH = CoOHCl¯ +NaCl,

Co²⁺ + Cl^– + OH^– = CoOHCl.

 

Пример 9.

Могут ли в растворе существовать совместно следующие вещества: FeCl₂ и KMnO₄; NiCl₂ и NaOH; FeCl₂ и K₄[Fe(CN)₆]? Составьте уравнения реакций.

Решение.

Указанные пары могут существовать совместно, если между ними не будут протекать окислительно-восстановительные реакции или реакции обмена.

Степень окисления железа в  FeCl₂, равная (+2), – промежуточная, а марганца в KMnO₄, равная (+7), – высшая. Следовательно, эти вещества будут взаимодействовать, причем KMnO₄ – окислитель, а FeCl₂ – восстановитель.

Напишем реакции:

 

3FeCl₂ + KMnO₄ + 2H₂O = 3FeOHCl₂ + MnO₂ +KOH,

3Fe²⁺ + MnO₄^– + 2H₂O = 3Fe³⁺ + MnO₂.

 

Раствор хлорида никеля содержит только ионы Ni²⁺ и Cl^–. Гидроксид натрия также полностью диссоциирует в растворе на ионы Na⁺ и OH^–. При смешивании растворов NiCl₂ и NaOH ионы Ni²⁺ и OH^– связываются друг с другом и образуют нерастворимый в воде гидроксид никеля (II):

 

NiCl₂ + 2NaOH = Ni(OH)₂ + 2NaCl,

Ni²⁺ + 2OH^– = Ni(OH)₂¯.

 

В водном растворе FeCl₂ и K₄[Fe(CN)₆] диссоциируют по уравнениям:

 

FeCl₂ D Fe²⁺ + 2Cl^–,

K₄[Fe(CN)₆] ® 4K⁺ + [Fe(CN)₆]^4–.

 

При смешивании растворов никакие  комбинации ионов Fe²⁺, K⁺, Cl^–, [Fe(CN)₆]^4– не приводят к образованию малорастворимого, летучего или слабо-диссоциирующего вещества. Следовательно, никакой реакции не происходит.

Итак, в растворе могут существовать совместно только FeCl₂ и K₄[Fe(CN)₆].

 

Пример 10.

Металлическая ртуть часто содержит примеси так называемых “неблагородных” металлов – цинка, олова, свинца. Для их удаления ртуть взбалтывают в насыщенном растворе сульфата ртути. На чем основан такой способ очистки ртути? Выразите происходящие реакции уравнениями.

Решение.

Цинк, олово и свинец стоят в  ряду напряжений левее ртути. Поэтому  они вытесняют ртуть из растворов  ее солей. Составим молекулярные и ионные уравнения протекающих реакций:

 

Zn + HgSO₄ = ZnSO₄ + Hg,

Zn + Hg²⁺ = Zn²⁺ + Hg.

Sn + HgSO₄ = SnSO₄ + Hg,

Sn + Hg²⁺ = Sn²⁺ + Hg.

Pb + HgSO₄ = PbSO₄ + Hg,

Pb + Hg²⁺ = Pb²⁺ + Hg.

Задания

 

391. Серебро не взаимодействует  с разбавленной серной кислотой, тогда как в концентрированной оно растворяется. Чем это можно объяснить? Составьте электронные и молекулярное уравнения соответствующей реакции.

392. Составьте уравнения  реакций,  которые надо провести для  осуществления следующих превращений: Сu ® Cu(NO₃)₂ ® Сu(ОН)₂ ® CuCl₂ ® [Cu(NH₃)₄]CI₂.

393. Составьте электронные и молекулярные  уравнения реакций цинка: а)  с раствором гидроксида натрия; б) с концентрированной серной  кислотой, учитывая восстановление  серы до нулевой степени окисления.

394. Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений: Ag ® AgNO₃ ® AgCl ® [Ag(NH₃)₂]CI ® AgCl:

395. При постепенном прибавлении  раствора KJ к раствору AgNO₃ образующийся вначале осадок растворяется. Какое комплексное соединение при этом получается? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения соответствующих реакций.

396. При постепенном прибавлении  раствора аммиака к раствору  сульфата кадмия образующийся вначале осадок основной соли растворяется. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения соответствующих реакций.

397. При сливании растворов нитрата  серебра и цианида калия выпадает  осадок, который легко растворяется  в избытке KCN. Какое комплексное соединение при этом получается? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения соответствующих реакций.

398. К какому классу соединений  относятся вещества, полученные  при действии избытка гидроксида натрия на растворы ZnCl₂, CdCl₂, HgCl₂? Составьте молекулярные и электронные уравнения соответствующих реакций.

3S9. При действии на титан концентрированной хлороводородной (соляной) кислотой образуется трихлорид титана, а при действии азотной – осадок метатитановой кислоты. Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.

400. При растворении титана в концентрированной серной кислоте последняя восстанавливается минимально, а титан переходит в катион с максимальной степенью окисления. Составьте электронные и молекулярное уравнения реакции.

401. Какую степень окисления проявляют  медь, серебро и золото в соединениях? Какая степень окисления наиболее характерна для каждого из них? Иодид калия восстанавливает ионы меди (+2) в соединения меди со степенью окисления (+1). Составьте электронные и молекулярное уравнения взаимодействия KJ с сульфатом меди.

402. Диоксиды титана и циркония  при сплавлении взаимодействуют  со щелочами. О каких свойствах оксидов говорят эти реакции? Напишите уравнения реакций между; а) ТiO₂ и ВаО; б) ZrO₂ и NaOH. В первой реакции образуется метатитанат, а во второй – ортоцирконат соответствующих металлов.

403. На гидроксиды цинка и кадмия  подействовали избытком растворов  серной кислоты, гидроксида натрия  и аммиака. Какие соединения  цинка и кадмия образуются в каждой из этих реакций? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций.

404. Золото растворяется в царской  водке и в селеновой кислоте,  приобретая при этом максимальную степень окисления. Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.

405. В присутствии влаги и диоксида  углерода медь окисляется и покрывается зеленым налетом. Как называется и каков состав образующегося соединения? Что произойдет, если на него подействовать хлороводородной (соляной) кислотой? Напишите уравнения соответствующих реакции. Окислительно-восстановительную реакцию составьте на основании электронных уравнений.

406. Кусок латуни обработали азотной  кислотой. Раствор разделили на  две части. К одной из них  прибавили избыток раствора аммиака,  к другой – избыток раствора щелочи. Какие соединения цинка и меди образуются при этом? Составьте уравнения соответствующих реакций.

407. Ванадий получают алюмотермически  или кальций термически восстановлением оксида ванадия (V) V₂О₅ Последний легко растворяется в щелочах с образованием метаванадатов. Напишите уравнения соответствующих реакций. Уравнения окислительно-восстановительных реакций составьте на оснований электронных уравнений,

408. Азотная кислота окисляет  ванадий до метаванадиевой кислоты.  Составьте электронные и молекулярное уравнения реакции.

409. Какую степень окисления проявляет ванадий в соединениях? Составьте формулы оксидов ванадия, отвечающих этим степеням окисления. Как меняются кислотно-основные свойства оксидов ванадия при переходе от низшей к высшей степени окисления. Составьте уравнения реакций: a) V₂O₃ с H₂SО₄; б) V₂O₅ с NaOH.

410. При внесении цинка в подкисленный  серной кислотой раствор метаванадата аммония NH₄VОз желтая окраска постепенно переходят в фиолетовую за счет образования сульфата ванадия (+2). Составьте электронные и молекулярное  уравнения реакции.

411. Хромит калия окисляется бромом  в щелочной среде. Зеленая окраска раствора переходит в желтую. Составьте электронные и молекулярное уравнения реакции. Какие ионы обусловливают начальную и конечную окраску раствора?

412. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций: а) растворения молибдена в азотной кислоте; б) растворения вольфрама в щелочи в присутствии кислорода. Учтите, что молибден и вольфрам приобретают высшую степень окисления.

413. При сплавлении хромита железа  Fe(CrO₂)₂ с карбонатом натрия в присутствии кислорода хром (+3) и железо (+2) окисляются и приобретают соответственно степени окисления (+6) и (+3). Составьте электронные и молекулярное уравнения реакции.

414. К подкисленному серной кислотой  раствору дихромата калия прибавили порошок алюминия. Через некоторое время оранжевая окраска раствора перешла в зеленую. Составьте электронные и молекулярное уравнения реакции.

415. Хром получают методом алюмотермии  из его оксида (III), а вольфрам восстановлением оксида вольфрама (VI) водородом. Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.

416. Составьте уравнения реакций,  которые надо провести для  осуществления превращений: Na₂Cr₂O₇ ® Na₂CrO₄ ® Na₂Cr₂O₇ ® СгС1з. Уравнение окислительно-восстановительной реакции напишите на основании электронных уравнений.

417. Марганец азотной кислотой  окисляется минимально, а рений  максимально. Какие соединения при этом получаются? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.