Германий, олово, свинец.

Остатки соединений германия собирать в специальные склянки.

Опыт 13. Качественная реакция на германий.

В пробирку налить 1,5-2 мл 10%-ного раствора гексацианоферрата (+2) калия K₄[Fe(CN)₆], подкислить его 5-6 каплями 6 М раствора соляной кислоты, добавить 2-4 капли хлорида германия (IV) и содержимое нагреть на водяной бане до 60-70 °С. Образуется белый осадок с синеватым оттенком – гексацианоферрата (+2) германия. Написать уравнение реакции.

Опыт 14. Получение сульфида германия (IV) и его тиосоли.

К 2 мл раствора германата натрия добавить 6 М соляной кислоты до получения кислой реакции и сероводородной воды. Наблюдать образование осадка сульфида германия (IV). Слить раствор с осадка и добавить к нему сульфид натрия. Наблюдать растворение осадка с образованием тиосоли. Написать уравнения реакций.

Опыт 15. Получение соединений германия (II).

а) Приготовить раствор хлорида германия (II). Собрать прибор. В круглодонную колбу внести хлорид германия (IV), 6 М соляную кислоту и рассчитанное количество кристаллического гипофосфита натрия. Колбу соединить с обратным холодильником и нагревать 30 мин. В результате реакции германий восстанавливается до двухвалентного.

б) Получение гидроксида германия (II) и его свойства. К 2- 3 мл полученного раствора хлорида германия (II) прибавить гидроксид аммония до слабощелочной реакции. Наблюдать образование оранжевого осадка гидроксида германия (II). Получившийся осадок разделить на две пробирки и проверить отношение его к раствору щелочи и кислоты.

в) Получение сульфида 2-х валентного германия. Добавить к 2-3 мл раствора хлорида германия (II) гидроксида аммония до слабокислой реакции и прилить сероводородной воды. Наблюдать образование осадка сульфида германия. Проверить его отношение к раствору сульфида натрия.

г) Восстановительные свойства хлорида германия (II). В 2 пробирки налить по 2-3 мл раствора хлорида германия (II). В одну добавить йодной воды, в другую – молибдата аммония. Наблюдать обесцвечивание раствора йода в первой пробирке и появления синей окраски пятивалентного молибдена во второй. Написать уравнения реакций.

Опыт 16. Отношение олова к кислотам.

В 3 пробирки положите по кусочку металлического олова и прилейте по 0,5 мл концентрированных кислот: в первую – соляной, во вторую – серной, в третью – азотной. Если металл не растворяется, осторожно нагреть. Какие газы выделяются? Напишите уравнения реакций в ионном и молекулярном виде.

Опыт 17. Отношение свинца к кислотам.

В 3 пробирки поместите по кусочку свинца и прилейте по 5-8 капель растворов кислот: в первую – соляной, во вторую – серной, в третью – азотной. Нагрейте пробирки на водяной бане. Во всех ли пробирках протекает реакция? Какой газ выделяется? После охлаждения растворов в каждую пробирку прибавьте по 2-3 капли раствора йодида калия. В какой из пробирок выпал осадок йодида свинца? На основании опыта сделайте вывод, в какой из взятых кислот свинец практически растворяется. Объясните причину различного отношения свинца к кислотам. Напишите уравнения реакций.

Опыт 18. Вытеснение олова и свинца цинком из солей.

Поместить в отдельные пробирки с растворами олова (II) и нитрата свинца по кусочку металлического цинка. Через 5-10 мин наблюдать результат опыта. Напишите уравнения реакций. (Побочная реакция выделения водорода объясняется взаимодействием цинка с соляной кислотой, получившейся при гидролизе хлорида олова (II)).

Опыт 19. Гидролиз солей олова и свинца.

Растворить в воде (в отдельных пробирках) несколько кристаллов хлорида олова (II) и нитрата свинца. Полученные растворы испытать универсальным индикатором. Напишите уравнения реакций гидролиза.

Опыт 20. Амфотерность гидроксидов олова, свинца.

В отдельных пробирках к 2-3 мл растворов хлорида олова (II), нитрата свинца осторожно (по каплям) прибавлять раствор щелочи до образования неисчезающего при взбалтывании белого осадка гидроксида. Полученные осадки разделить каждый в две пробирки и испытать их отношение к кислоте и избытку щелочи. (Для растворения гидроксида свинца следует брать азотную или уксусную кислоту. Пользоваться соляной и серной кислотами нельзя, так как в этом случае будут образовываться нерастворимые осадки хлорида или сульфата свинца).

Составить уравнения реакций получения гидроксидов олова и свинца и их растворения в кислотах и избытке щелочи.

Опыт 21. Сульфиды олова и свинца.

а) В пробирку с раствором хлорида олова (II) прибавьте сероводородной воды. Отметьте образование осадка и его цвет. Осадок разделите на 2 пробирки. Прибавьте к первому осадку 3-4 капли сульфида аммония, к осадку во 2-ой пробирке столько же полисульфида аммония. Отметьте различный результат действия сульфида и полисульфида аммония. Напишите уравнения реакций.

б) Сульфид и тиосоли олова (IV):

В пробирку внести 1-2 капли раствора хлорида олова (IV) и 5 капель сероводородной воды. Отметьте цвет полученного осадка сульфида. К осадку прибавьте немного сульфида аммония. Добейтесь полного растворения осадка. Образуется растворимая соль – тиостаннат аммония. Написать уравнения реакций.

в) Сульфид свинца:

В пробирку с раствором соли свинца прибавьте немного сероводородной воды. Отметьте цвет полученного осадка. К осадку прибавьте раствор (NH₄)₂S. Происходит ли в этом случае растворение? Написать уравнения реакций.

Опыт 22. Восстановительные свойства олова (II).

а) К раствору хлорида олова (II) прилить щелочи до полного растворения образующегося в начале осадка. К полученному раствору станнита добавить немного нитрата висмута. Наблюдать образование осадка металлического висмута. Написать уравнения реакций.

б) К небольшому количеству бромной воды приливать по каплям раствор хлорида олова (II) до обесцвечивания бромной воды. Написать уравнение реакции.

Опыт 23. Получение оксида свинца (IV) (тяга!).

Налить в стакан 5 мл раствора нитрата свинца и затем 10 мл раствора белильной извести. Полученную смесь прокипятить. Наблюдать образование коричневого осадка оксида свинца (IV). Написать уравнение реакции. Выпавший осадок дважды промыть декантацией. Осадок сохранить для опыта 24.

Опыт 24. Окислительные свойства свинца (IV).

Полученный в опыте 23 оксид свинца (IV) разделить на две части. Одну часть смочить в пробирке несколькими каплями концентрированной соляной кислоты и нагреть. Отметить запах выделяющегося газа. К другой части осадка прилить 1-2 капли раствора сульфата марганца (II), 2 мл азотной кислоты (1:1) и прокипятить. Раствор над осадком делается малиновым вследствие образования марганцевой кислоты. Написать уравнения реакций.

Опыт 25. Нерастворимые соли свинца (II).

Подействовать в отдельных пробирках на раствор нитрата свинца растворами соляной кислоты, серной кислоты и йодида калия. Обратить внимание на цвет образующихся осадков. Слить раствор с осадка йодида свинца и перенести его в стакан с кипящей водой, в которую добавлено 2 мл 2 М уксусной кислоты. Осадок йодида свинца растворяется. При охлаждении из прозрачного раствора выделяются золотистые кристаллы йодида свинца. Написать уравнения реакций.

Задачи и упражнения.

1. Чем объяснить способность молекулы СО выступать в качестве лиганда в комплексных соединениях?

2. При сжигании 96 мл углекислого и угарного газов в избытке кислорода объем газов уменьшился на 32 мл. Вычислите объемную долю (в %) углекислого газа в исходной смеси.

(Ответ: 33%.)

3. Почему при получении оксида углерода (IV) из мрамора на него действуют соляной кислотой, а не серной?

4. Какой объем СO₂ (н.у.) можно получить из 1 кг мрамора, содержащего 96% СаСO₃?

(Ответ: 215 л.)

5. Некоторый объем смеси газов из диоксида и оксида углерода при высокой температуре медленно пропустили по трубке над избытком оксида меди. Что произошло с оксидом меди? Изменились ли состав и объем газовой смеси при выходе из трубки по сравнению с первоначальным? Написать уравнения реакций.

6. Вычислить рН 0,01 М раствора карбоната калия.

(Ответ: 11,16.)

7. При прокаливании смеси карбоната кальция и карбоната магния массой 4,36 г остался нелетучий остаток массой 2,16 г. Определите состав смеси карбонатов в процентах по массе.

(Ответ: 22,94% СаСO₃ ; 77,06% MgCO₃.)

8. В чем можно растворить оксид кремния (IV)? Почему, в отличие от оксида углерода (IV), оксид кремния (IV) при обычных условиях твердое вещество?

9. Почему в водном растворе углекислый газ вытесняет кремниевую кислоту из ее соли, а при сплавлении оксид кремния (IV) вытесняет углекислый газ из карбонатов?

10. Возможно ли взаимодействие SiO₂ с НС1_(г) и HF_(г) при обычных условиях? Ответ подтвердите значениями ΔG реакций.

11. Действием какого реактива можно одновременно обнаружить ионы СО и SiO в растворе, содержащем карбонат и силикат натрия?

12. Составьте схему гидролиза SiCl₄ и SiF₄. Почему в отличие от CF₄ и ССl₄ гидролиз SiF₄ и SiCl₄ протекают активно?

13. Сколько мл 5 М раствора соляной кислоты необходимо для взаимодействия с 15 г силицида магния, содержащего 15% примесей?

(Ответ: 132 мл.)

14. Выпадает ли осадок при сливании равных объемов 0,1 н. раствора нитрата свинца (II) и 0,01 н. раствора хромата натрия? Произведение растворимости хромата свинца при 25°С равно 1,77·10_–14.

15. Вычислите ΔG процессов:

ЭO_2(к) + Э_(к) = 2ЭО_(к) (Э = Ge, Sn, Pb).

Какие выводы о значениях устойчивых степеней окисления элементов подгруппы германия можно сделать на основании этих данных?

16. Растворы двух солей SnCl₂ и Pb(NO₃)₂ имеют одинаковую концентрацию и температуру. В каком растворе рН будет меньше? Почему?

17. Сплав свинца с оловом нагрели с концентрированной HNO₃ до прекращения реакции. Не растворившийся осадок был отфильтрован, высушен, прокален. Каков состав остатка? Что находится в растворе?

18. При приготовлении раствора хлорида олова (II) к нему добавляют соляную кислоту и металлическое олово. Для чего это делают? Напишите уравнения соответствующих реакций.

19. К 5 г сурика добавили 20 мл 60%-ного раствора азотной кислоты (плотность 1,37 г/см₃), раствор с осадком нагрели, а затем разбавили водой до 2000 мл. Определите массу осадка и молярную концентрацию эквивалента соли в растворе.

(Ответ: 1,75 г РbO₂; 0,0146 моль/л.)

20. Напишите реакцию взаимодействия сульфида свинца (II) с пероксидом водорода.

21. Как можно разделить сульфиды олова (II) и свинца (II)?