Periodichesky_zakon_-_kontrolnye_voprosy_1

41

83.Какие способы получения висмутатов щелочных металлов Вы знаете? Приведите примеры таких реакций. Устойчивы ли эти соединения? Почему нельзя выделить в свободном состоянии висмутовую кислоту? Почему производные Bi(+5) относятся к очень сильным окислителям?

84.Какие по составу галогениды могут образовывать элементы подгруппы мышьяка? Как можно объяснить наблюдающиеся закономерности? Каковы закономерности в изменении температур плавления в этих рядах?

85.Каково пространственно-геометрическое строение галогенидов ЭГ3 и ЭГ5? Как можно объяснить его с позиций МВС?

86.Какие основные типы химических реакций характерны для галогенидов мышьяка, сурьмы и висмута? Приведите примеры.

87.Чем различаются тригалогениды мышьяка, сурьмы и висмута по отношению к воде? Как можно объяснить наблюдаемые различия?

88.Какими реакциями можно показать, что пентагалогениды мышьяка и сурьмы являются кислотными соединениями?

89.Каковы особенности изменения свойств халькогенидов в зависимости от природы элемента подгруппы мышьяка и галогена?

90.В чем заключается различие поведения Э2Х3 (Х – халькоген) для элементов подгруппы мышьяка в кислой среде?

91.Сопоставьте свойства сульфидов подгруппы мышьяка и подгруппы германия. Какими способами можно получить тиосоли элементов подгруп-

пы мышьяка? Как эти взаимодействия характеризуют сульфиды Э2S3 и

Э2S5?

92.Что, в принципе, можно сказать о солях кислородсодержащих кислот для элементов подгруппы мышьяка в сопоставлении с элементами IVAгруппы? Приведите примеры солей и способов их получения.

2.6.2. Элементы VB-подгруппы

1.Ориентируясь на количественные характеристики элементов подгруппы ванадия, обоснуйте вторичную периодичность в этой подгруппе.

2.Плотность металлического ниобия незначительно превышает плотность ванадия (~ 8,6 и 6,0 г/см3 соответственно). Почему плотность тантала примерно в 2 раза выше (16,65 г/см3)?

42

3.Что характерно для элементов VB-подгруппы в геохимическом отношении? Сколь велика их распространенность в природе?

4.Какими способами получают металлические ванадий, ниобий и тантал? Какие при этом существуют общие проблемы?

5.Стандартный электродный потенциал металлов подгруппы ванадия (менее –1 В) существенно более отрицателен, чем для цинка (– 0,76 В). Почему они устойчивы к действию сильных кислот и даже «царской водки»? Как их можно перевести в раствор? Чем в этом отношении ванадий отличается от ниобия и тантала? Сопоставьте поведение в агрессивных средах металлов IVB и VB-подгрупп.

6.Назовите способы, которыми обычно переводят ванадий, ниобий и тантал в растворы. Какие вещества образуются при этом? Приведите примеры соответствующих реакций.

7.Напишите формулы всех известных Вам оксидов ванадия и охарактеризуйте их свойства. Приведите примеры соответствующих реакций. Сопоставьте температуры плавления высших оксидов ванадия, ниобия и тантала. Какие выводы можно при этом сделать?

8.Какие комплексные ионы могут образоваться при растворении оксидов ванадия (II) и (III) в кислотах неокисляющего действия? Приведите примеры соответствующих реакций. Какой из этих ионов является более сильным восстановителем?

9.Приведите примеры реакций растворения оксида ванадия (V) в кислотах и щелочах.

10.Чем различаются высшие оксиды ванадия, ниобия и тантала по отношению к водным растворам кислот и щелочей? Какими способами можно перевести в растворимое состояние Nb2O5 и Ta2O5?

11.Какой из ниже перечисленных оксидов имеет более кислотный характер:

а) V2O5 или VO2; б) V2O5 или Nb2O5; в) V2O5 или As2O5? Дайте аргументированный ответ.

12.Почему белый порошок метаванадата аммония NH4VO3 краснеет при нагревании?

13.Каким должен быть, по Вашему мнению, состав карбонильного комплекса ванадия. Будет ли он диамагнитным или парамагнитным? Объясните,

43

почему этот комплекс легко реагирует с калием с образованием однозарядного аниона.

14.Какая из поливанадиевых кислот наиболее устойчива? Выразите ее состав через количество формульных единиц оксида ванадия и молекул воды. Какой аналогичной формулой выражается состав поливанадиевых кислот в общем виде? Приведите уравнения реакций их получения, исходя из метаванадата натрия.

15.Что Вы можете сказать об устойчивости степени окисления (+ 4) у вана-

дия? Какие химические свойства проявляют, в основном, соединения ванадия (IV) в реакциях? Каково реальное строение иона ванадила VO2+ в водном растворе?

16.Чем можно объяснить тот факт, что для ванадия существуют разнообразные по составу «ил»- производные, а для ниобия и тантала подобные производные малохарактерны?

17.Проследите изменение кислотно-осно´вных свойств в соединениях ванадия при повышении степени его окисления от (II) до (V) и для иллюстрации приведите примеры соединений с различной основной и кислотной функцией. Отличаются ли от них свойства соединений ниобия и тантала в соответствующих степенях окисления?

18.Дайте свое объяснение тому факту, что ванадий не образует высшего хлорида. Исходя из типа химической связи, сопоставьте процессы получения и химические свойства хлорида ванадия (IV).

19.Охарактеризуйте с общих позиций закономерности взаимодействия элементов VB-группы с галогенами.

20.Каковы закономерности изменения температур плавления и кипения в рядах высших галогенидов ванадия, ниобия и тантала? Чем они объясняются?

21.Почему для ниобия и тантала весьма распространены оксогалогениды, хотя, в отличие от ванадия, «ил»- производные для этих элементов не очень характерны (см. вопрос 16)?

22.Чем обусловлена ярко выраженная склонность высших галогенидов элементов VB-группы к комплексообразованию? Каковы характерные координационные числа этих элементов в галогенидгых и оксогалогенидных комплексах? В каких условиях можно получить эти соединения?

23.Какие особенности характерны для низших галогенидов элементов VBгруппы в отношении их состава? Чем их можно объяснить?

44

24.Как можно охарактеризовать способность элементов VB-группы к комплексообразованию? Ответ подтвердите примерами.

25.Что можно сказать о солях кислородсодержащих кислот для элементов VB-группы? Чем можно объяснить существование уникальных по составу сульфатов и фосфатов ниобия и тантала?

2.7. Элементы VI группы

2.7.1. Элементы VIA-подгруппы

2.7.1.1.Кислород

1.В чем заключается особая роль кислорода в химии?

2.Что означают названия элемента №8 «кислород» и «oxygenium»? Откуда и почему произошли эти названия?

3.Охарактеризуйте распространенность кислорода на Земле

инаиболее типичные его минералы. Каким способом получают кислород в промышленности и в лаборатории?

4.Молекула кислорода согласно значению магнитного момента имеет два неспаренных электрона и, следовательно, связь между атомами должна осуществляться только одной общей электронной парой. Однако энергия и длина связи соответствует двойной. Как объясняют это несоответствие методы ВС и МО?

5.Каково пространственно-геометрическое строение молекулы озона? В каком гибридном состоянии находится центральный атом кислорода в этой молекуле? Какое соединение элемента-аналога кислорода напоминает по строению молекула озона? Полярна ли эта молекула?

6.В чем состоит различие между выражениями: «элемент образует оксиды» и «элемент соединяется с кислородом»? Приведите примеры. Какие элементы в периодической системе не образуют оксидов; не соединяются с кислородом?

7.В чем проявляется и чем обусловлена особая роль в химии оксида водорода? К каким классам соединений его можно отнести?

8.Какое расположение связей Н − О делает молекулу пероксида водорода сильно полярной?

45

9.В какой реакции пероксид водорода проявляет одновременно окислительную и восстановительную функции? К такому типу относится эта реакция?

10.Оцените качественно возможность существования ионов О22-, О2-, О3- с позиций ММО. Сопоставьте сравнительную стабильность пероксидов, супероксидов и озонидов. Для каких элементов периодической системы характерны эти соединения?

11.Охарактеризуйте общие закономерности состава, строения и свойств оксидов неметаллов и оксидов металлов в зависимости от степени окисления элемента.

12.Каковы особенности взаимодействия кислорода с фтором? Чем эти соединения принципиально отличаются от остальных бинарных кислородсодержащих соединений?

2.7.1.2.Сера

13.Чем в целом отличается химия серы как второго типического элемента VI группы от химии кислорода?

14.Сколь велика распространенность серы в природе? В каких формах она, в основном, встречается? Приведите примеры.

15.Какие координационные числа характерны для серы в соединениях? Какой тип гибридизации орбиталей атома серы имеет место при реализации этих координационных чисел? Приведите примеры соединений.

16.Каков тип гибридизации атомов серы в молекуле S8? Подчиняется ли «устройство» этой молекулы правилу Юм-Розери?

17.Сера плавится при температуре 119 оС, превращаясь в легкоподвижную жидкость желтого цвета. При дальнейшем нагревании вязкость расплава

сильно возрастает, и он заметно темнеет, становясь коричневым. Однако выше 250 оС расплав вновь становится менее вязким и более светлым, и при температуре кипения (444 оС) он вновь подвижный и светло-желтый. Объясните наблюдаемые явления.

18.Как ведет себя сера в агрессивных средах (растворах кислот и щелочей)?

46

19.При обезвреживании случайно пролитой ртути ее рекомендуется засыпать тонким порошком серы («серным цветом»). В чем химическая суть этого приема?

20.Почему для серы так характерно существование полисоединений, например полисульфидов, полисульфанов, политионовых кислот?

21.Сопоставьте строение молекул O3, SO2 и S2O? Как следует называть последнюю молекулу с учетом ее строения? Является ли она оксидом серы, отвечающим степени окисления (+1)?

22.Сравните строение ионов SO32-, SO42-, PO33-, PO43-. Какой общий структурный мотив здесь присутствует?

23.Какие свойства проявляет SO2 и H2SO3 в реакциях с Br 2 и H2S? Возможно ли их взаимодействие с менее сильными восстановителями, чем H2S? Одинакова ли способность к окислению в ряду соединений

SO2 − H2SO3 − Na2SO3?

24.Сможете ли Вы назвать, например, 10 кислородсодержащих кислот серы? Напишите все известные Вам кислородные кислоты серы. Определите в них степень окисления серы.

25.Как получают политионовые кислоты и их соли? Как меняется сила кислот с увеличением числа атомов серы в цепочке? Почему дитионовую кислоту не относят к политионовым?

26.Как правило, тиокислоты и устойчивее и сильнее по сравнению с кислородными кислотами того же элемента. Приведите примеры и дайте объяснение.

27.На какой реакции основано использование тиосульфата натрия для ликвидации остатков хлора? Как протекает реакция с более мягким окислителем - иодом?

28.Чем различаются и что общее в строении хлорида тионила и хлорида сульфурила? Каково их поведение по отношению к воде? К какому классу соединений их можно отнести?

29.Ориентируясь на тип гибридизации атома серы и строение молекул SO2 и SO3, ответьте, полярны ли эти молекулы?

30.Чем различается строение триоксида серы в разных агрегатных состояниях? Каков тип гибридизации атома серы в этих случаях?

47

31.Какими особыми свойствами обладает концентрированная серная кислота по сравнению с ее водными растворами?

32.Можно ли рассматривать разбавленную серную кислоту как окислитель? Что является окислителем в разбавленных и концентрированных растворах серной кислоты? Возможно ли окисление серной кислотой неметаллов? Приведите примеры соответствующих реакций.

33.Можно ли использовать в качестве осушителя концентрированную серную кислоту при получении углекислого газа, сероводорода, аммиака и иодоводорода?

34.Как бы Вы ответили на вопрос, какая степень окисления все-таки наиболее стабильна для серы. Ответ требует аргументов, рассуждений и комментариев.

35.Каким общим способом получают пероксокислоты серы? Каково их строение и свойства. Приведите примеры.

36.К какому классу соединений можно отнести пиросерную (дисерную) кислоту? Чем она отличается от политионовых кислот и пероксодисерной кислоты?

37.Предложите способы химической идентификации сульфид-, сульфит-, сульфат - и тиосульфат-анионов при их совместном присутствии в водном растворе.

38.Какие соединения серы называют полисульфидами? Напишите их общую формулу и графические формулы полисульфидов натрия, кальция и железа (II), Какой из них встречается в природе и как его используют в промышленности?

39.Каков общий способ получения полисульфанов? Каково их пространст- венно-геометрическое строение и тип гибридизации атома серы? Почему дисульфан не относят к полисульфанам? Что собой представляет "моносульфан"?

40.Сопоставьте агрегатное состояние H2S и H2S2 при обычных условиях с их кислородными аналогами. Дайте объяснение этим фактам.

41.Охарактеризуйте общие закономерности образования галогенидов серы.

42.Почему SF6 устойчив по отношению к гидролизу, в отличие, например,

от SiF4 и PF5?

48

43.Каков тип гибридизации атома серы в S2F10? Изобразите пространственное строение этой молекулы.

44.Сопоставьте устойчивость SCl4, SCl2 и S2Cl2. Каков тип гибридизации серы в этих соединениях? Полярны ли эти молекулы?

45.Как объяснить тот факт, что для серы существует S2Cl2, но отсутствует S2F2, а для кислорода, наоборот, существует O2F2, но отсутствует O2Cl2?

46.Сульфид свинца кристаллизуется в структурном типе NaCl, который характерен для ионных соединений. Почему PbS, тем не менее, обладает полупроводниковыми свойствами, которые обычно характерны для кристаллов с преимущественно ковалентными связями?

47.Как объяснить тот факт, что большинство сульфидов окрашено, в отличие от бесцветных (в подавляющем числе) оксидов? Как связать этот факт с электрическими свойствами сульфидов и оксидов?

2.7.1.3. Подгруппа селена

48.Почему серу, селен и теллур объединяют под общим названием «халькогены»?

49.К какому классу элементов можно отнести селен и теллур по их распространенности на Земле? В каких формах они присутствуют в природе?

50.Откуда происходят названия элементов №34 и №52?

51.Какими сырьевыми источниками пользуются для получения в промышленности селена и теллура

52.Наиболее устойчивы для селена и теллура гексагональные модификации. В какой мере это согласуется с правилом Юм-Розери 8 – N?

53.Сопоставьте строение твердого SeO2 и твердого SO3. Чем различаются эти структуры и что в них общего?

54.В каком структурном типе кристаллизуется ТеО2? Какие выводы можно сделать на основании этого факта?

55.Сопоставьте свойства сернистой, селенистой и теллуристой кислот (устойчивость, кислотные свойства) Дайте объяснения наблюдающимся закономерностям.

49

56.Напишите формулы наиболее устойчивых высших гидроксидов серы, селена и теллура. Чем объясняются различия? В каких гидратных формах существуют селеновая и теллуровая кислоты? Какова их основность?

57.При смешении концентрированных кислот HCl и H2SO4 не выделяется хлор, а при взаимодействии селеновой и соляной кислот выделяется газообразный хлор. Дайте объяснение этому факту и напишите реакцию

HCl+H2SеO4. Приведите примеры, подтверждающие тот факт, что селеновая кислота является более сильным окислителем, чем серная.

58.Сопоставьте строение, свойства и закономерности их изменения в ряду

H2S – H2Se - H2Te. Дайте объяснение. Как Вы думаете, почему, в отличие от полисульфанов, аналогичные соединения для селена и теллура неизвестны?

59.Охарактеризуйте состав, строение и свойства галогенидов селена и теллура в сравнении с аналогичными соединениями серы. Что общее и в чем различия между ними?

60.В каких структурных типах кристаллизуются халькогениды элементов подгруппы цинка и халькогениды свинца? Какие выводы отсюда следуют?

2.7.2. Элементы VIB-группы

1.Что означают и чем обусловлены названия элементов VIB-подгруппы?

2.В каких основных формах встречаются хром, молибден и вольфрам в природе? Какие выводы общего плана о химии этих элементов можно при этом сделать?

3.Каковы общие принципы промышленного получения металлических хрома, молибдена и вольфрама? Как получают чистые металлы VIBподгруппы?

4.Почему плотность вольфрама примерно в 2 раза больше плотности молибдена, в то время как плотности молибдена и хрома различаются не столь значительно (примерно на 30 %)?

5.В отличие от хрома и молибдена у атома вольфрама отсутствует проскок электрона ns → (n-1)d. Как можно объяснить, что именно вольфрам (а не рений) является самым тугоплавким металлом среди d-элементов VI периода?

50

6.В чем заключается различие между хромом, молибденом и вольфрамом по отношению к агрессивным средам? В чем причины этого различия?

7.Подтвердите примерами и обоснуйте проявление вторичной периодичности среди элементов VIB-подгруппы

8.Какие оксиды образуют хром, молибден и вольфрам при сгорании в кислороде? Какие общие выводы о химии этих элементов можно сделать на основании этих фактов?

9.Укажите способы получения всех оксидов хрома. Рассмотрите возможность из взаимодействия со следующими веществами: а) хлороводородная кислота; б) концентрированная азотная кислота; в) гидроксид натрия (в растворе и при сплавлении). Какие из этих реакций являются окисли- тельно-восстановительными?

10.Какими способами можно перевести оксид хрома (III) в раствор?

11.Остается ли в растворе хром после осаждения гидроксида хрома (III) из водного раствора солей хрома (III)? Если остается, то укажите, в виде каких частиц. При каких условиях, на Ваш взгляд, должно происходить полное осаждение гидроксида хрома (III)?

12.К каким классам соединений относятся продукты, получающиеся при сплавлении оксида или гидроксида хрома (III) с производными щелочных и щелочноземельных металлов?

13.В чем проявляется сходство в химическом поведении аквакатионов и гидроксоанионов хрома (III), железа (III) и алюминия (III)? Является ли оно полным?

14.Изобразите строение гидроксида хрома (III) с учетом того, что координационное число хрома здесь равно 6, и октаэдры связаны между собой через мостиковые группы ОН, называемые «о´ловыми мостиками» (-ол – номенклатурное обозначение группы ОН).

15.Какими способами можно получить производные хрома (II)? Какие выводы о свойствах этих производных можно при этом сделать?

16.Как CrCl2 ведет себя в водном растворе, а оксид CrO – при умеренном нагревании? Как оксид CrO взаимодействует с кислотами?

17.Какую окраску имеют аквакомплексы [Cr (H2O)6]2+ и [Cr (H2O)6]3+? Почему соединение CrCl3 . 6H2O в зависимости от условий получения дает растворы фиолетового, светло- и темно-зеленого цветов?