ПК_Общая и неорганическая химия_Тема-7_Химия элементов IA- и IIA-групп

Формат документа: docx
Размер документа: 0.03 Мб





Прямая ссылка будет доступна
примерно через: 45 сек.



  • Сообщить о нарушении / Abuse
    Все документы на сайте взяты из открытых источников, которые размещаются пользователями. Приносим свои глубочайшие извинения, если Ваш документ был опубликован без Вашего на то согласия.


ДИСЦИПЛИНА Общая и неорганическая химия
полное название дисциплины без аббревиатуры
ИНСТИТУТ Тонких химических технологий
КАФЕДРА Кафедра неорганической химии имени Реформатского А. Н.
полное название кафедры
ГРУППА/ЫХЕБО-01-20 - ХЕБО-19-20, ХББО-01-20 - ХББО-05-20, ХХБО-01-20 - ХХБО-04-20, ХТБО-01-20 - ХТБО-02-20, ТЛБО-01-20 - ТЛБО-03-20
номер групп/ы, для которых предназначены материалы
ВИД УЧЕБНОГО материал к практическим занятиям
МАТЕРИАЛА лекция; материал к практическим занятиям; контрольно-измерительные материалы к практическим занятиям; руководство к КР/КП, практикам
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ Рукк Н.С., Кудряшова З.А., Савинкина Е.В., Кочетов А.Н., Давыдова М.Н., Дорохов А.В., Матвеев Е.Ю., Ефремова Е.И., Климова Э.В., Крынкина С.В., Караваев И.А., Кобрин М. Р., Стогний М. Ю.
фамилия, имя, отчество
СЕМЕСТР I
указать номер семестра обучения
Тема 7. Химия элементов IA- и IIA-групп
Раздел 11Химия элементов IА-группы (вопросы)
11.1. Щелочные металлы – сильные восстановители, следовательно, получать их обычными реакциями трудно. Приведите методы получения щелочных металлов.
11.2. В одну емкость с водой поместили образец лития, а в другую емкость – цезия. Как различается характер взаимодействия этих металлов с водой? Напишите уравнения соответствующих реакций.
11.3. Щелочные металлы активно реагируют почти со всеми неметаллами, но среди них есть металл – исключение. Какой это металл? Приведите примеры соответствующих реакций и условия их проведения: а) с кислородом; б) с серой; в) с галогенами.
11.4. Приведите примеры реакций щелочных металлов с а) азотом; б) фосфором; в) углеродом и укажите условия их проведения.
11.5. Как щелочные металлы взаимодействуют при высоких температурах с гидроксидами тех же металлов. Приведите уравнения химических реакций. Существуют ли какие-либо различия в условиях проведения реакций и от чего они зависят?
11.6. Взаимодействуя с кислородом, щелочные металлы образуют различные соединения. Объясните причины такого разнообразия. Приведите примеры реакций.
11.7. Приведите примеры химических реакций пероксидов щелочных металлов с водой и укажите условия их протекания.
11.8. За счет чего щелочи разрушают стекло и фарфор? Назовите получающееся соединение и приведите уравнение реакции.
11.9. Приведите примеры бинарных соединений щелочных металлов и их реакций с водой.
11.10. В чем причина различия лития и остальных щелочных металлов? Приведите примеры.
11.11. Каковы степени окисления элементов в гидридах щелочных металлов? Приведите примеры их получения и реакций с их участием.
11.12. Какие соединения называют озонидами? Опишите их свойства и приведите примеры реакций с участием озонидов щелочных металлов.
11.13. Установлено, что при растворении щелочных металлов в жидком аммиаке образуются соответствующие комплексные катионы, например а) катион тетраамминлития [Li(NH3)4]+; б) катион гексаамминнатрия [Na(NH3)6]+. Определите тип гибридизации центральных атомов в этих частицах и изобразите их геометрические формы. Объясните, может ли существовать катион гексаамминлития и, если нет, то почему?
11.14. Каковы степени окисления элементов в амидах щелочных металлов. Приведите примеры их получения и реакций с их участием.
11.15. Напишите условие выпадения осадка карбоната лития. Почему при комнатной температуре он не всегда образуется. При каких условиях происходит выпадение в осадок карбоната лития и от чего это зависит?
11.16. Осадить ортофосфат лития можно, используя растворимые соли: ортофосфаты и гидроортофосфаты. В чем состоит различие? Приведите уравнения протекающих реакций.
11.17. Объясните различие взаимодействия щелочных металлов с водой, используя различие в температурах плавления и плотности металлов.
11.18. Приведите уравнения реакций взаимодействия щелочных металлов с кислотами. Объясните различия при использовании разных щелочных металлов, используя данные об их физических свойствах.
11.19. Что происходит при растворении щелочных металлов в жидком аммиаке? Опишите характер химического взаимодействия.
11.20. Приведите примеры изотопов щелочных металлов. Как можно объяснить аномалию в изменении атомной массы при переходе от аргона к калию?
11.21. Приведите условие осаждения фторида лития. Что будет способствовать более полному его осаждению.
11.22. Что происходит при внесении растворов солей щелочных металлов в пламя горелки? Приведите характерные цвета окрашивания пламени различными металлами.
11.23. Перечислите все возможные соединения, которые можно обнаружить на поверхности лития, который долго находился на воздухе. Приведите уравнения соответствующих реакций.
11.24. Охарактеризуйте физические и химические свойства лития. Чем он отличается от других щелочных металлов?
11.25. Чем различаются продукты, образующиеся при нагревании нитратов лития и других щелочных металлов? Приведите уравнения соответствующих реакций.
11.26. Перечислите, из каких соединений состоит спёк, образованный при сгорании лития на воздухе? Приведите уравнения соответствующих реакций, а также уравнения реакций взаимодействия спёка с водой на холоду и при нагревании.
11.27. Как можно получить безводные галогениды щелочных металлов? Приведите уравнения соответствующих реакций.
11.28. Известно, что у лития существуют нерастворимые соли. Используя литературные данные, приведите примеры нерастворимых солей других щелочных металлов.
11.29. Приведите способы разделения катионов лития и калия при их совместном присутствии в растворе.
11.30. Какова распространенность щелочных элементов в природе? Приведите примеры их основных минералов.
Химия элементов IА-группы (задачи)
11.31. Смешали равные объемы солей: хлорида лития (0,004 М раствора) и карбоната натрия (0,008 М раствора). Рассчитайте, достаточны ли приведенные условия для выпадения в осадок карбоната лития при 25 °С.
11.32. Рассчитайте, возможно ли переосаждение из насыщенного раствора ортофосфата лития в насыщенный раствор фторида лития (путём прибавления фторид-ионов). Используйте два способа расчета – через произведения растворимости солей и растворимость этих солей в насыщенных растворах.
11.33. Рассчитайте, возможно ли переосаждение из насыщенного раствора карбоната лития в насыщенный раствор ортофосфата лития (путём прибавления ортофосфат ионов). Используйте два способа расчета – через произведения растворимости солей и растворимость этих солей в насыщенных растворах.
11.34. Сравните концентрацию (моль/л) катионов лития в насыщенных растворах: ортофосфата лития, карбоната лития и фторида лития. Произведение растворимости для этих солей равно 3,2.10–9, 1,9.10–3 и 1,5.10–3, соответственно.
11.35. Рассчитайте равновесную молярную концентрацию ортофосфат-анионов и растворимость (моль/л) соли в насыщенном растворе ортофосфата лития при 25 °С.
11.36. К 250 мл 0,15 М раствора ортофосфата натрия прилили 150 мл 0,1 М раствора хлорида лития (при 25 °С). Определите, выпадет или нет при данных условиях осадок ортофосфата лития?
11.37. Какой наименьший объем (л) воды, нужно прибавит к 0,5 г фторида лития, чтобы он перешел в раствор?
11.38. Во сколько раз уменьшится растворимость в воде фторида лития в присутствии одноименного иона (F–) с концентрацией 0,15 моль/л (25 °C)?
11.39. Известно небольшое число малорастворимых солей натрия, калия, рубидия и цезия. По литературным данным приведите примеры таких солей. Рассчитайте растворимость (моль/л) метапериодата калия, перхлората рубидия и перманганата цезия; значения ПР равны 8,3.10–4, 2,5.10–3 и 9,1.10–5, соответственно (при 25 °С).
11.40. Возможно ли выпадении осадка фторида лития при сливании равных объемов 0,002 М раствора сульфата лития и 0,001 М раствора фтороводородной кислоты при 25 °С?
11.41. Определите объем (л, н.у.) газообразного продукта, который выделится при взаимодействии 4 г калия с водой, если выход продукта составил 65%.
11.42. При взаимодействии металла массой 17,8 г с избытком разбавленной соляной кислотой вытеснено 3 л водорода (н.у.). Определите, о каком металле идет речь?
11.43. Определите массу (г) декагидрата карбоната натрия и объем (мл) воды, необходимые для приготовления 100 г 10%-ного раствора карбоната натрия.
11.44. Рассчитайте объем (мл) воды, необходимый для проведения реакции с 100,5 г нитрида лития. Плотность воды принять равной 0,9982 г/мл.
11.45. Рубидий и гидрид рубидия массой каждого по 25 г, обработали избытком воды. В каком случае выделится большее количество газа (л, н.у.) и на сколько литров?
11.46. При электролизе хлорида калия на катоде выделилось 5,6 л водорода (н.у.). Определите массу (г) образовавшегося гидроксида калия.
11.47. Определите, до какого объема (л) надо разбавить водой 0,75 л 25%-ного раствора гидроксида натрия с плотностью 1220 г/л, чтобы получить 10,5%-ный раствор с плотностью 1015 г/л.
11.48. Рассчитайте, какой объем углекислого газа (л, н.у.) выделится в реакции взаимодействия 1,4 г карбоната калия со 100 мл 0,3 М раствора фтороводородной кислоты.
11.49. Какой объём кислорода (л, н.у.) потребуется, чтобы окислить 98 г сульфида цезия до сульфата цезия?
11.50. Для получения карбоната рубидия массой 58 г проводят реакцию между гидроксидом рубидия и углекислым газом. Практический выход по данной реакции 55%. Рассчитайте необходимый объем углекислого газа (л, н.у.).
11.51. Навеску 3 г сульфата лития восстановили коксом, затем обработали разбавленной соляной кислотой, а выделившейся газ поглотили водой (объёмом 1 л). Определите рН конечного раствора.
11.52. Нитрат лития (2,5 г) прокалили, а затем растворили в 2 л воды. Определить рН образовавшегося раствора (объем раствора принять равным объему воды).
11.53. Нитрид лития массой 5 г растворили в горячей воде. Определите рН полученного раствора. Будет отличаться рН, если этот опыт провести с холодной водой?
11.54. В колбу налили 20 мл 0,02 М раствора гидроксида натрия, 50 мл 0,01 М раствора гидроксида рубидия и 30 мл 0,01 М раствора гидроксида калия. Определите рН в полученной смеси.
11.55. Проводят реакцию 2,5 г пероксида рубидия с 5 л воды на холоду и при нагревании. Рассчитайте рН полученных растворов в этих двух случаях.
11.56. Раствор гидроксида калия имеет рН равный 12,09. Определите концентрацию (моль/л) гидроксида калия.
11.57. Гидрид лития в количестве 0,35 г обработали 10 л воды. Приведите уравнение реакции, укажите ее тип. Определите объем выделившегося газа (л, н.у.) и рН полученного раствора.
11.58. Спекли гидрид лития (3 г) с углеродом, а затем провели реакцию спёка с водой. Определите рН полученного раствора.
11.59. В растворе гидроксида лития рН равно 12,7. Определите концентрацию (моль/л) гидроксида лития.
11.60. При взаимодействии сульфида лития с кислородом получено твердое вещество. Его обработали 107 мл воды. Напишите уравнения реакций. Определите массу (г) литийсодержащего продукта первой реакции и концентрацию (моль/л) продукта второй реакции, если рН конечного раствора составляет 11,4.
Химия элементов IIA-группы (вопросы)
11.61. Приведите уравнения химических реакций, характеризующие бериллий как амфотерный элемент.
11.62. Предложите способы получения гидроксида бериллия из растворов а) хлорида бериллия б) тетрагидроксобериллата калия.
11.63. Опишите и сравните процессы, протекающие при взаимодействии солей магния с растворами: а) карбоната натрия; б) карбоната аммония. Учтите, что в этих реакциях могут получиться основный, кислый и средний карбонат магния.
11.64. Известно, что безводный хлорид бериллия возгоняется при 300 °С в вакууме. На основании этих данных сделайте предположение о характере химической связи в данном соединении. Определите тип гибридизации орбиталей центрального атома и геометрическое строение молекулы BeCl2, устойчивой выше 600 °С.
11.65. При взаимодействии катиона алюминия с избытком раствора щелочи образуется тетрагидроксодиакваалюминат-ион [Al(H2O)2(OH)4]–. Может ли частица аналогичного строения образоваться в реакции с участием соли бериллия? Почему?
11.66. Предложите способы разделения нитратов бериллия и магния в растворе.
11.67. Опишите процессы, протекающие при сгорании магния воздухе. Каков состав образующихся твердых веществ?
11.68. Известно, что магний практически не реагирует с водой при комнатной температуре. Объясните причину этого явления. Напишите реакцию взаимодействия магния с водой при кипячении.
11.69. Опишите процесс взаимодействия магния с раствором хлорида аммония.
11.70. Магний легко растворяется в уксусной кислоте, но не растворяется в плавиковой (хотя она является более сильной, чем уксусная). Объясните это кажущееся противоречие. Напишите уравнение протекающей реакции.
11.71. Объясните, почему нельзя получить безводный хлорид бериллия при прокаливании его кристаллогидрата. Напишите уравнение протекающей реакции.
11.72. Приведите химические реакции, иллюстрирующие сходство магния и лития вследствие диагональной периодичности.
11.73. Безводный хлорид магния может быть получен при осторожном прокаливании MgCl2.6H2O в смеси с избытком хлоридом аммония. Объясните причину применения NH4Cl. Напишите уравнение реакции, протекающей в отсутствие хлорида аммония.
11.74. Приведите уравнения химических реакций, описывающих взаимодействие бериллия и магния: а) с соляной кислотой; б) с концентрированной азотной кислотой. В каких условиях протекает реакция бериллия с HNO3(конц.)? Почему?
11.75. Сравните процессы, протекающие при растворении нитрида магния в чистой воде и в водном растворе гидроксида натрия. Приведите уравнения соответствующих химических реакций.
11.76. Предложите способы разделения солей бария и магния.
11.77. Опишите процессы, протекающие при электролизе растворов а) хлорида магния; б) хлорида стронция; в) хлорида бария. Будут ли принципиально отличаться эти процессы?
11.78. Объясните, как различить растворы: а) сульфата натрия и сульфата магния; б) сульфата лития и сульфата магния.
11.79. Как меняется растворимость гидроксидов щелочноземельных металлов при движении вниз по группе? Каковы традиционные названия суспензий гидроксидов кальция и бария в воде? Как их можно различить?
11.80. Сравните промышленные способы получения бериллия, магния и щелочноземельных металлов. В чем причина их различия? Ответ проиллюстрируйте уравнениями химических реакций.
11.81. Предложите способы разделения солей кальция, стронция и бария.
11.82. Сравните характер взаимодействия магния и бария а) с кислородом; б) с азотом. Объясните различия в составе образующихся продуктов. Приведите уравнения соответствующих химических реакций.
11.83. Почему хромат бария, в отличие от хромата стронция, нерастворим в уксусной кислоте? Как можно перевести хромат бария в раствор? Приведите уравнения соответствующих химических реакций.
11.84. Сравните поведение нитратов магния и бария при термическом разложении. Напишите уравнения соответствующих реакций.
11.85. Напишите уравнения реакций, протекающих при растворении сульфида бария в холодной и горячей (90 °С) воде.
11.86. Напишите уравнения реакций термического разложения карбонатов щелочноземельных элементов. Как меняется температура разложения карбонатов щелочноземельных металлов вниз по группе? Объясните полученную зависимость, например, с позиций теории жестких и мягких кислот и оснований (ЖМКО).
11.87. Предложите способы взаимных превращений карбоната и гидрокарбоната бария.
11.88. Как можно различить растворы солей стронция и бария а) с использованием; б) без использования химических реактивов?
11.89. Что происходит при взаимодействии с кислородом магния, стронция и бария? Напишите уравнения соответствующих реакций. Обсудите различия в протекании этих процессов.
11.90. Образцы магния, кальция и бария сожгли на воздухе, а полученные соединения растворили в воде. Какой из растворов будет менять окраску при приливании раствора подкрахмаленного йодида калия? Приведите уравнения всех химических реакций.
Химия элементов IIA-группы (задачи)
11.91. К сплаву магния и бериллия массой 10,0 г добавили избыток раствора гидроксида натрия, при этом выделилось 11,2 л газа. Найти массовую долю (в %) магния в сплаве.11.92. Нитрат магния прокалили при температуре 500 °С, при этом суммарно выделилось 5,6 л газа. Какой объем (мл) 25,2%-ной соляной кислоты (ρ =1125 г/л) потребуется для растворения твердого остатка после прокаливания?
11.93. Рассчитайте рН насыщенного водного раствора гидроксида бария при 25 °С. В 100 г воды растворяется 3,89 г гидроксида бария.
11.94. Образец магния массой 2,6 г растворили в 200 мл 20,0%-ной азотной кислоты (ρ =1115 г/л), полученный раствор разбавили водой до 5 л. Найдите степень протолиза аквакатионов магния (в %) в полученном растворе.11.95. Нитрид бария массой 1,8 г растворили в 850 мл воды. Найдите рН полученного раствора.
11.96. Образец, содержащий кальций и оксид кальция, массой 8,2 г добавили в 1,5 л воды, при этом выделилось 3,36 л газа (н.у.). Найдите массовое содержание (в %) кальция в образце.11.97. Какой объем газа (л, н.у.) получится при растворении 6,3 г гидрида кальция в избытке воды? Останется ли объем газа прежним при замене воды на а) концентрированную соляную кислоту б) концентрированную азотную кислоту?
11.98. Порошок магния массой 3,2 г растворили в избытке концентрированного раствора хлорида аммония. Рассчитайте объем (л, н.у.) выделившегося газа.
11.99. Выпадет ли осадок при сливании 120 мл 0,1 М раствора нитрата бария и 200 мл 0,1 М раствора сульфата калия?
11.100. Какой объем (л) воды необходим для полного растворения 1 г ортофосфата кальция при 25 °С? ПР(Ca3(PO4)2) = 1,0.10–25.
11.101. Смесь нитратов стронция и бария растворили в воде. При добавлении избытка раствора хромата натрия было получено 20,2 г осадка. Его отфильтровали и добавили в раствор уксусной кислоты, при этом часть осадка растворилась. Для растворения остатка понадобилось 60 мл 1 М соляной кислоты. Найлите массовое содержание нитрата стронция (в %) в исходной смеси.11.102. Найдите объем газа (л, н.у.), полученного при добавлении 1,2 г фосфида магния к 150 мл воды.
11.103. Рассчитайте растворимость (моль/л) карбоната кальция в 0,2 М растворе карбоната калия.
11.104. На полное растворение образца, содержащего оксид и карбонат кальция, потребовалось 120 мл 9,26 %-ного раствора азотной кислоты (ρ =1050 г/л), при этом выделилось 0,9 л газа (н.у.). Найдите массовую долю (%) оксида кальция в образце.
11.105. Жесткая вода объемом 300 мл (плотность принять равной 1 г/мл) содержит гидрокарбонат кальция (w = 1,2%) и гидрокарбонат магния (w = 1,4%). Какую массу (г) гидроксида кальция нужно добавить к воде для устранения жесткости?
11.106. Образец минерала витерит BaCO3 массой 17,9 г обработали избытком соляной кислоты, при этом выделилось 1,9 л газа (н.у.). Найдите массовое содержание (%) основного вещества в минерале.
11.107. Карбид бериллия Be2C растворили в 250 мл воды, полученный газ сожгли, а газобразный продукт реакции пропустили в избыток насыщенного раствора гидроксида кальция. В результате реакции выпало 2,56 г осадка. Найдите массу (г) карбида бериллия и молярную концентрацию катионов бериллия в полученном растворе.
11.108. Определите объемы газов (л, н.у.), полученных при растворении 6,5 г магния в 100 мл 10 М и 100 мл 0,35 М серной кислоты.
11.109. Рассчитайте, до какого объема (л) необходимо упарить 7,3 л 4%-ного раствора хлорида бария (ρ =1033 г/л) для приготовления 1,6 М раствора.
11.110. Барий (3,8 г) сожгли на воздухе, полученный продукт растворили в 800 мл воды при 95 °С. Найдите объем выделившегося газа (л, н.у.) и рН раствора, охлажденного до 25 °С.
11.111. Рассчитайте суммарный объем газов (л, н.у.), полученных при электролизе 200 мл 1,2 М раствора хлорида магния.
11.112. Рассчитайте рН раствора, полученного при добавлении 0,6 г сульфида бария в 100 мл воды. Как изменится рН этого раствора, если его нагреть до кипения и охладить?
11.113. Выпадет ли осадок при сливании 150 мл 0,1 М раствора хлорида бария и 200 мл 0,1 М раствора карбоната калия?
11.114. Сплав бериллия и магния растворили в избытке соляной кислоты; при этом выделилось 11,2 л (н.у.) газа. При добавлении к полученному раствору избытка раствора гидроксида бария выпал осадок массой 2,3 г. Найдите массовые доли (в %) металлов в сплаве.11.115. В раствор нитрата меди(II) массой 250 г поместили порошок магния массой 24 г. Через некоторое время металлический осадок собрали и высушили, его масса составила 32 г. Найдите массовую долю (в %) нитрата магния в полученном растворе.11.116. К 400 мл раствора хлорида бериллия добавили избыток раствора гидрата аммиака. Для растворения выпавшего осадка потребовалось 18,8 мл 9 М раствора карбоната аммония. Найдите молярную концентрацию соли бериллия в исходном растворе.
11.117. Образец кальция нагрели с избытком белого фосфора, полученное соединение растворили в 200 мл воды. Для полного окисления газообразного продукта реакции потребовалось 3,36 л кислорода (н.у.). Найдите массу (г) образца кальция.
11.118. Гидроксид бериллия (3,8 г) растворили в 650 мл 7%-ного раствора серной кислоты (ρ =1045 г/л). Найдите молярную концентрацию и степень протолиза (в %) аквакатионов бериллия в полученном растворе. Считайте, что объем раствора не изменился.
11.119. Смесь нитратов кальция, стронция и бария общей массой 31,2 г растворили в воде. При добавлении избытка раствора хромата натрия было получено 18,2 г осадка. Его отфильтровали и добавили в раствор уксусной кислоты, при этом часть осадка растворилась. Для растворения остатка понадобилось 34 мл 1 М соляной кислоты. Найти массовое содержание солей (в %) в исходной смеси.11.120. Нитрат кальция (7,3 г) прокалили при 800 °С. Полученный газ пропустили через 100 мл 0,3 М раствора гидроксида натрия. Насколько уменьшился объем (в %) газа?