Задачи и упражнения.

1. Какие свойства фосфористой кислоты H₃PO₃ указывают на то, что в водном растворе она является только двухосновной? В связи с этим какое строение молекулы ей надо приписать?

2. Какими реакциями можно показать, к какому классу соединений относится каждое из указанных соединений фосфора:

P₂S₅, PF₅, POBr₃, H₃PS₄, Na₃PS₄?

3. Напишите уравнения реакций термического разложения следующих гидро и дигидрофосфатов: K₂HPO₄, Ca(H₂PO₄)₂, Al₂(HPO₄)₃, Fe(H₂PO₄)₃.

4. Получите фосфин и гипофосфит кальция взаимодействием P₄ с раствором KOH.

5. Допишите уравнения и подберите коэффициенты для следующих реакций:

а) P + Cl₂ →

б) P + HNO_3(конц.) →

в) P + Mg →

г) PH₃ + AgNO₃ + H₂O →

д) H₃PO₂ + KMnO₄ + H₂SO₄ →

е) P₂S₃ + H₂O →

6. Какое количество теплоты выделяется при превращении 1 т белого фосфора в красный, если теплота перехода составляет 16,73 кДж на 1 моль атомов? (Ответ: 5,4·10⁵ кДж)

7. Почему ортофосфат серебра нельзя осадить в сильнокислой или сильнощелочной средах?

8. Какой массы фосфор можно получить из фосфорита массой 1 т, если массовая доля фосфата в нем составляет 80%? Определите массы угля и кремнезема, которые для этого потребуются? (Ответ: 160; 154,8 и 464,5 кг).

9. Какой объем раствора NaOH концентрации 0,1 моль/л необходимо взять для нейтрализации H₃PO₄, полученной из фосфата кальция массой 0,31 г. (Ответ: 60 мл).

10. Почему метафосфорная кислота неустойчива и может существовать только в виде полимерных молекул (HPO₃)_n?

Лабораторная работа № 8 элементы V a группы. Мышьяк, сурьма, висмут.

Работая с соединениями мышьяка, необходимо соблюдать большую осторожность, так как все они, даже в минимальных дозах, ядовиты.

Опыты производить под тягой. Остаток растворов сливать в специальную банку. По окончании работы тщательно вымыть посуду, в которой производились опыты. Руки мыть с мылом.

Опыт 1. Получение и разложение мышьяковистого водорода.

В пробирку поместить 2-3 кусочка цинка, добавить 3-5 капель раствора какой- либо соли мышьяка. Закрепить пробирку в штативе вертикально, добавить 8-10 капель 4М раствора соляной кислоты и закрыть пробирку пробкой со вставленной в нее стеклянной трубкой, согнутой под прямым углом (длина трубки 8-10 см).

Через минуту после начала опыта, когда можно считать, что из прибора вытеснен воздух, трубку нагреть в одном месте небольшим пламенем горелки (здесь будет разлагаться мышьяковистый водород). Наблюдать отложение черного блестящего налета мышьяка («мышьяковое зеркало») на стенках вблизи нагреваемого места. Нагреть этот налет и отметить его появление на другом, холодном месте трубки (летучесть мышьяка). Дать трубке остыть. Отсоединить ее от пробирки и опустить в сосуд с концентрированной азотной кислотой для растворения мышьяка. Написать уравнения реакций.

Опыт 2. Вытеснение мышьяка, сурьмы и висмута из солей.

а) Налить в пробирку 1-2 мл раствора арсената натрия, добавить концентрированной соляной кислоты до кислой реакции и бросить в пробирку кусочек олова. Через 10–15 минут наблюдать выделение на олове мышьяка в виде серого налета. Написать уравнение реакции.

б) Взять две пробирки с 2-3 мл раствора солей сурьмы(III) и висмута(III) Бросить в каждую по 2-3 кусочка цинка. Наблюдать выделение кристаллов сурьмы и висмута. Написать уравнения реакций.

Опыт 3 Получение гидроксидов сурьмы (III) и висмута (III) и их свойства.

Взять в две пробирки растворы солей сурьмы (III) и висмута (III). Добавлять к ним раствор щелочи до образования осадков гидроксидов сурьмы (III) и висмута( III). Разделить каждый осадок в две пробирки и проверить его отношение к соляной кислоте и избытку щелочи. Сделать вывод о свойствах гидроксидов сурьмы (III) и висмута (III). Написать уравнения реакций их образования и взаимодействия с кислотой и щелочью.

Опыт 4. Окисление соединений сурьмы (III)

а) Взять в пробирку 1-2 мл раствора соли трехвалентной сурьмы и добавить концентрированный раствор щелочи до растворения получившегося гидроксида сурьмы. В прозрачный бесцветный раствор добавить раствор перманганата калия. Наблюдать изменение окраски перманганата калия. Написать уравнения реакций.

б) В пробирку с подкисленным раствором соли сурьмы(III) прилейте раствор йода. Объясните исчезновение окраски.

Опыт 5. Окисление соединений висмута(III).

Налить в пробирку 2-3 мл раствора соли висмута(III) и добавить концентрированного раствора щелочи до образования осадка гидроксида висмута(III). В щелочной раствор пропустить хлор. Пробирку немного нагреть. Наблюдать изменение цвета осадка. Промыть осадок два раза дистиллированной водой методом декантации (осторожное сливание раствора с осадка). Осадок сохранить для опыта 9. Написать уравнения реакций.

Опыт 6. Получение сульфидов мышьяка(III), сурьмы(III), висмута(III), их свойства.

а) В пробирку с 1-2 мл арсенита натрия добавить концентрированной соляной кислоты до кислой реакции и подействовать сероводородной водой. Получившийся осадок отмыть от соляной кислоты декантацией и разделить на две пробирки. В одну добавить сульфида аммония, в другую полисульфида. Что происходит?

В обе пробирки с растворами тиосолей прилить концентрированной соляной кислоты до кислой реакции. Что происходит? Написать уравнения реакций.

б) На соль сурьмы(III) подействовать сероводородной водой. Осадок отфильтровать. Испытать отношение получившегося сульфида к сульфиду и полисульфиду аммония. В растворы получившихся тиосолей добавить концентрированной соляной кислоты до кислой реакции. Что происходит? Написать уравнения реакций.

в) На соль висмута (III) подействовать сероводородной водой. Наблюдать образования сульфида висмута. Написать уравнение реакции. Осадок отфильтровать и разделить на две пробирки. Испытать его отношение к сульфиду и полисульфиду аммония. Сделать вывод о свойствах сульфида висмута.

Опыт 7. Гидролиз солей сурьмы (III) и висмута (III).

В две пробирки внести несколько кристаллов солей сурьмы (III) и висмута (III). Добавить 1-2 мл дистиллированной воды. Испытать реакцию раствора универсальным индикатором. Затем добавить в пробирки еще 2-3 мл дистиллированной воды. Каким образом можно приготовить прозрачные растворы солей сурьмы и висмута? Написать уравнения реакций.

Опыт 8. Взаимодействие сурьмы и висмута с азотной кислотой.

а) Поместить в фарфоровую чашку 0,3 г порошка сурьмы. Рассчитать, какое количество 65% азотной кислоты (ρ=1,4 г/мл) необходимо для окисления взятого количества сурьмы.

Прилить в фарфоровую чашку рассчитанное количество азотной кислоты, взяв небольшой избыток ее. Поставить на водяную баню в вытяжной шкаф и выпаривать до начала образования осадка сурьмяной кислоты. Охладить чашку и получившийся осадок промыть два раза водой методом декантации. Осадок разделить на две пробирки. В одну из них добавить концентрированной соляной кислоты, в другую – раствор гидроксида калия. Что наблюдается? Написать уравнения реакций.

б) Небольшое количество порошка висмута положить в пробирку, добавить 2-3 капли концентрированной азотной кислоты. Пробирку слегка нагреть и наблюдать реакцию растворения висмута. Какой газ выделяется? Написать уравнение реакции.

Опыт 9. Окислительные свойства висмутата натрия.

Осадок висмутата (полученный в опыте 5) разделить на две пробирки.

а) В одну добавить концентрированной соляной кислоты. Что наблюдается? Понюхать выделяющийся газ. Написать уравнение реакции.

б) В другую пробирку добавить 2-3 мл азотной кислоты (1:1) и две капли раствора сульфата марганца(II). Наблюдать изменение цвета раствора. Написать уравнение реакции.

Опыт 10. Получение тетрайодовисмутата (III) калия.

В пробирку внести 1-2 капли раствора соли висмута (III) и одну каплю раствора йодида калия. Отметить выпадение черного осадка. К полученному осадку прилить избыток йодида калия до растворения осадка. К раствору комплексного соединения добавить 5-10 капель воды и наблюдать выпадение осадка йодида висмута в результате разрушения комплекса. Пробирку нагреть, отметить образование оранжевого осадка, являющегося продуктом гидролиза йодида висмута (III) Написать уравнения реакций.