Тема 3: химические свойства р – элементов 3 группы ПС и их соединений

Комментарии для работы с рабочими тетрадями.

1. B2H6 разложение до простых веществ

2. B2H6 + H2O обмен между положительно и отрицательно заряженными частицами. При встрече гидрид аниона в боране с гидрид катионом в воде образуется молекулярный водород.

3. H3BO3 + NaOH p обмен образуются тетраборат (возможно метаборат) и вода, так как соли ортобораты не устойчивы.

4. BCI3 + AICI3 комплексообразование, у алиминия к.ч. 6.

5. H3BO3 + H2O борная кислота одноосновная за счет перехода её под лействием воды в комплексное соединение тетрагидроксоборат водорода.

6. Na2B4O7 + HCI + H2O реакция обмена. Образующаяся слабая неустойчивая тетраборная кислота сразу превращается в устойчивую ортоборную.

7. AI2O3 + Na2CO3 обмен при сплавлении. образующийся газ покидает реакционную систему в которой также образуется метаалюминат.

8. AI(OH)3 + CH3COOH обмен. обычная реакция нейтрализации.

9. TI2O + H2O не ОВР. соединение.

10. AI2O3 ОВР.

11. B2H6 + O2 ОВР сгорает до 2 оксидов.

12. B2H6 + HCI обмен между положительно и отрицательно заряженными частицами. При встрече гидрид аниона в боране с гидрид катионом в воде образуется молекулярный водород.

13. H3BO3 + Na2CO3 обмен образуются тетраборат (возможно метаборат) и вода, так как соли ортобораты не устойчивы, образующийся газ покидает реакционную систему.

14. B2O3 + Na2O соединение (не ОВР) может образоваться любая из устойчивых солей борных кислот, в зависимости от мольных соотношений исходных веществ.

15. AI + Fe3O4 ОВР алюмотермия. Эффективный зажигательный состав температура реакции около 30000С.

16. AI2(SO4)3 + KOH Обмен идущий в две стадии. вторая стадия протекает при избытке щелочи с образованием комплексного соединения алюминия (коорд. число 4или 6).

17. AIF3 + NaF соединение с образованием комплексной соли аналогичной природному криолиту.

18. Ga + NaOH + H2O ОВР Ga восстановитель, водород-катион окислитель. Газ покидает реакционную систему в которой также образуется соль анион которой содержит Ga+3.

19. AIH3 + LiH соединение с образованием комплексного соединения алюминия (коорд. число 4). Образуемое вещество восстановитель, широко применяемый при органическом синтезе, имеющий селективное действие (не восстанавливает двойные связи).

20. AICI3 + Na2CO3 + H2O двойной гидролиз с образованием соли сильной кислоты и сильного основания, слабый анион и катион гидролизуются полностью и необратимо.

21. BCI3 + H2O гидролиз по катиону.

22. B + H2SO4 ОВР бор превращается в устойчивую кислоту, сера восстанавливается до +4.

23. H3BO3 + NaOH обмен образуются тетраборат (возможно метаборат) и вода, так как соли ортобораты не устойчивы.

24. BF3 + NaF соединение с образованием комплексного соединения бора (корд. число 4).

25. AI2(SO4)3 + H2O гидролиз по катиону.

26. AI + NaOH + H2O ОВР AI0восстановитель H+ окислитель. Комплексообразование у AI3+ координационное число 6 и 4.

27. AI2O3 + HF обмен.

28. AI + HNO3 (p) ОВР AI0восстановитель N+5 окислитель.

29. AI + C соединение. С0 восстанавливается до С+4.

30. AI(Hg) + H2O амальгамированный алюминий (лишенный оксидной пленки) растворяется в воде с образованием гидроксида. ОВР. Амальгамированный алюминий широко применяется в органическом синтезе как восстановитель.

31. BCI3 + NH3 связь между N-3 и В+3 образуется по донорно акцепторному менханизму. не ОВР – соединение.

32. Bаморф + KOH + H2O В восстановитель, водород-катион окислитель.

33. Na2B4O7 + H2O гидролиз по аниону.

34. Mg3B2 + HCI обмен между положительно и отрицательно заряженными частицами. при встрече бор аниона с гидрид катионом образуется боран.

35. AI4C3 + H2O обмен между положительно и отрицательно заряженными частицами. При встрече карбид аниона с гидрид катионом образуется метан.

36. AICI3 + NaOH изб Обмен идущий в две стадии. вторая стадия протекает при избытке щелочи с образованием комплексного соединения алюминия (корд. число 4или 6).

37. AI + K2Cr2O7 + HCI ОВР. хром - окислитель, восстанавливается до с.о. +3, алюминий - восстановитель.

38. AI2O3 + NaOH не ОВР. образуется метаалюминат.

39. AI + NH3 замещение. нитрид алюминия содержит тройную связь.

40. Na2B4O7 + Fe2O3 обмен (не ОВР) образуются метабораты натрия и железа, без изменения степеней окисления.

Индивидуальные задания:

1 вариант:

Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:

А1 ® Al₂(SO₄)₃ ® Na[A1(OH)₄] ® Al(NO₃)₃.

При высокой температуре бор соединяется со многими металлами и неметаллами. Напишите уравнения реакций взаимодействия боа с магнием, азотом, кислородом, серой. Назовите продукты по систематической номенклатуре.

В обычных условиях бор всегда инертен, при нагревании (400- 7000С) окисляется кислородом, серой и даже азотом (12000С). С активными металлами (Мg) бор образует бориды.

B₂H₆ + O₂ ОВР, диборан сгорает до 2 оксидов.

AI + Fe₃O₄ ОВР, алюмотермия.

2 вариант:

Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:

а) Cr₂O₃ + 2Al =;

б) Аl + NaOH + Н₂О =;

в) Аl(NO₃)₃ + K₂CO₃ + H₂O =.

Составьте уравнение реакций, описывающие следующие превращения: B H3BO3 Na2B4O7 H3BO3 B(OC2H5)3. Для окислительно-восстановительных реакций определите коэффициенты электронно-ионным методом.

Концентрированные серная и азотные кислоты окисляют бор до ортоборной кислоты. При нейтрализации ортоборной кислоты избытком щелочи образуется тетраборат, который под действием кислот опять переходит в ортоборную кислоту. Борноэтиловый эфир образуется при взаимодействии ортоборной кислоты с этиловым спиртом в присутствии водоотнимающего средства – серной кислоты.

Ga + NaOH + H₂O ОВР, Ga восстановитель, водород-катион окислитель. газ покидает реакционную систему, в которой также образуется соль, анион которой содержит Ga⁺³.

3 вариант:

Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:

Al ® Al₄C₃ ® Al(OH)₃ ® Al₂O₃ ® Al ® Al₂S₃ ® Al₂O₃ ® Al₂(SO₄)₃ ® AlCl₃ ® Al(NO₃)₃ ® O₂.

Соли алюминия подвергаются гидролизу. Напишите ионные и молекулярные уравнения гидролиза: Al2(SO4)3 и Al(CН3CОО)3. Укажите реакцию среды в каждом растворе.

Сульфат алюминия – соль слабого основания и сильной кислоты, гидролизуются по катиону с образованием основной соли. гидролиз ацетата алюминия происходит и по катиону и по аниону с образованием малорастворимого основания.

B + H₂SO₄ ОВР, бор превращается в устойчивую кислоту, сера восстанавливается до с.о. +4.

4 вариант:

Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:

Al₄C₃ ® Al(OH)₃ ® Al(NO₃)₃ ® Al₂O₃ ® Al ® Al₂(SO₄)₃ ® AlCl₃ ®Al(NO₃)₃ ® Al(OH)₃ ® Al₂O₃ ® KAlO₂.

AI + NaOH + H₂O ОВР, AI⁰ - восстановитель, H⁺ окислитель. Комплексообразование, у AI³⁺ координационное число 6 и 4.

AI + HNO₃ (p) ОВР, AI⁰ - восстановитель N⁺⁵ -окислитель.

AI(Hg) + H₂O амальгамированный алюминий (лишенный оксидной пленки) растворяется в воде с образованием гидроксида. ОВР.

5 вариант:

Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:

В₂O₃ В Н₃ВО₃ Na₂В₄О₇ Н₃ВО₃ NaВО₂ В(OC₂H₅)₃

15. Алюминий, его оксид и гидроксид – амфотерные. Закончите уравнения реакций: AI + NaOH + H2O , AI2(SO4)3 + NaOH(ИЗБ) , AI(OH)3 + H2SO4 , AI(OH)3 + NaOH . Назовите образовавшиеся продукты.

15. Алюминий – типичный амфотерный элемент. В щелочной среде он образует анионные гидроксокомплексы, в кислой – катионные аквакомплексы.

B_аморф + KOH + H₂O Бор - восстановитель, водород-катион окислитель.

6 вариант:

Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:

Al Al(OH)₃ ® Al(NO₃)₃ ® Al₂O₃ ® Al ® Na₃[Al(OH)₆] [Al(H₂O)₆]Cl₃ Al(OH)₃

Составьте молекулярное и ионное уравнение совместного гидролиза: AI2(SO4)3 + Na2CO3 + H2O

Сульфат алюминия гидролизуются по катиону, карбонат натрия – по аниону. При смешении растворов этих солей равновесие реакции их взаимодействия с водой смещается в сторону усиления гидролиза, до образования конечных продуктов.

AI + K₂Cr₂O₇ + HCI ОВР, хром окислитель, восстанавливается до с.о. +3, алюминий восстановитель.

ТЕМА 4: ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА р – ЭЛЕМЕНТОВ 4 ГРУППЫ ПС И ИХ СОЕДИНЕНИЙ

Комментарии для работы с рабочими тетрадями.

­­ _

1. C + H2O синтез газ. ОВР.

2. CO + Ni карбонилы никеля с координационным числом 4.

3. NaHCO3 разлагается при температуре. Не ОВР.

4. CO + CuO угарный газ один из промышленных востановителей металлов из их оксидов. Аналогично восстанавливают медь углеводороды, окисляясь до углекислого газа.

5. K2CO3 + H2O гидролиз по аниону.

6. Mg2Si + H2SO4 реагция обмена между катионами и анионами.

7. SnO + KOH + H2O Комплексообразование, у Sn 2+ координационное число 4.

8. PbO2 + KBr + H2SO4 ОВР Br-1 -восстановитель, окислитель- Pb +4.

9. Pb + HNO3 k ОВР. Свинец до (+2), азот до (+4).

10. C + CO2 реакция соединения. ОВР.

11. C + Fe реакция соединения (цементит)

12. C + NH3 один из продуктов - синильная кислота.

13. CO2 + BaO2 ОВР О-1 диспропорционирует.

14. Si + KOH + H2O образуется соль кремниевой кислоты и водород. ОВР.

15. SiO2 + HF реагция обмена между катионами и анионами.

16. SnCI2 + NaOH изб обмен и Комплексообразование у. Sn 2+ координационное число 4.

17. Sn + HNO3 p ОВР с образованием соли олова (2).

18. PbO2 + NaOH + H2O Комплексообразование у Pb 4+ координационное число 6.

19. Sn(OH)2 реакция разложения.

20. SnCI2 + H2O2 + HCI ОВР O -1 окислитель, восстановитель Sn +2 до (+4).

21. C + O2 ОВР

22. C + CaO ОВР

23. (CuOH)2CO3 разложение малахита. Не ОВР.

24. CO + Cr карбонилы хрома имеют координационное число 4

25. CO2 + Na2O2 ОВР О-1 диспропорционирует.

26. SiH4 + O2 сгорает до оксидов

27. SnCI2 + H2O гидролиз по катиону

28. PbO + Pb2O3 образуется метаплюмбат свинца (2) по фрормуле аналогичен железной окалине.

29. Pb3O4 + KJ + H2SO4 ОВР J-1 восстановитель, окислитель Pb +3.

30. C + SiO2 ОВР

31. CO + Mn карбонилы марганца имеют координационное число 4

32. CO2 изб + NaOH кислая соль – соединение. Не ОВР.

33. Si + HF + HNO3 ОВР. кремний восстановитель, азот окислитель до +4.

34. Na2SiO3 + CO2 + H2O Обмен. Более сильная кислота вытесняет более слабую из её соли.

35. Sn(OH)2 разложенние

36. Sn + HNO3 к один из продуктов оловянная кислота, азот востанавливается до +4.

37. PbS + O2 обжик сульфидов до оксидов, оксид свинца аналогичен железной окалине.

38. PbO2 +KBr + H2SO4 ОВР с образованием соли свинца (2).

39. Pb(OH)2 разложение до оксидов.

40. H2C2O4 + KMnO4 + H2SO4 углерод окисляется до +4 марганец восстанавливается в кислой среде до +2.

Индивидуальные задания:

1 вариант:

Какую степень окисления может проявлять кремний в своих соединениях? Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления превращений:

Mg₂Si ® SiH₄ ® SiO₂ ® K₂SiO₃ ® H₂SiO₃

С ® CО₂ ® СО ® СО₂ ® Na₂СО₃ ® NаНСО₃ ® Na₂СО₃ ® СО₂

Составьте молекулярные и ионные уравнения реакции гидролиза SnCI2. Укажите реакцию среды. Объясните необходимость подкисления раствора SnCI2.

Хлорид олова (II) – соль слабого основания и сильной кислоты, поэтому гидролиз протекает по катиону. Для решения вопроса о необходимости подкисления раствора SnCI2 следует указать направления смещения равновесия процесса гидролиза при добавлении ионов Н+ в соответствии с принципом Ле – Шателье.

2 вариант:

Какие степени окисления наиболее характерны для олова и для свинца? Составьте электронные и молекулярные уравнения олова и свинца с концентрированной азотной кислотой.

Соединения свинца (II) проявляют восстановительные свойства, а соединения свинца (IV) – окислительные. Закончите уравнения реакций: KI + PbO2 + CH3COOH , Pb(CH3COO)2 + CI2 + NaOH

Пи взаимодействии с йодидом калия PbO2 восстанавливается до Pb2+, который можно окислить с помощью хлора в щелочной среде до PbO2.

Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления превращений:

SiO₂ ® Si ® Mg₂Si ® SiH₄ ® SiO₂ ® Na₂SiO₃ ® H₂SiO₃ ® H₂O

3 вариант:

Опишите физические свойства р-элементов IV группы – простых веществ: агрегатные состояния, наличие аллотропных модификаций.

Закончите уравнения реакций: H2O2 + PbO2 , MnSO4 + PbO2 + HNO3 Определите коэффициенты электронно-ионным методом. Вычислите эквивалентную массу восстановителя в реакциях.

PbO2 – сильнейший окислитель в кислой среде. Реакция с сульфатом марганца является качественной на ионы Mn2+. Раствор окрашивается в фиолетовый цвет, что указывает на образование перманганат-ионов. При вычислении эквивалентной массы окислителя(восстановителя) необходимо его молярную массу разделить на число электронов. принятых (отданных) 1 моль окислителя (восстановителя) в данной реакции.

Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления превращений:

SiO₂ ® Si ® SiF₄ ®H₂[SiF₆] ® Na₂SiO₃

4 вариант:

Какие соединения являются карбидами и силицидами? Напишите уравнения реакций: а) карбида кальция с водой; б) силицида магния с соляной кислотой. Являются ли эти реакции окислительно-восстановительными?

Диоксид свинца проявляет сильные окислительные свойства. Закончите уравнения реакций: HCI + PbO2 , КBr + PbO2 + H2SO4 . Определите коэффициенты электронно-ионным методом.

Диоксид свинца – сильный окислитель, окисляет галогенид – ионы до свободных галогенов.

Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления превращений:

СO₂ ® Si ® SiO₂ ® Si ® SiO₂ ® K₂SiO₃ ® K₂СO₃® O₂ ® CO₂ ® C ® CF₄.

5 вариант:

Хлорид олова(II) широко применяется в химической практике в роли восстановителя. Закончите уравнения реакций: SnCI2 + K2Cr2O7 + HCI , SnCI2 + HgCI2 , SnCI2 + FeCI3 . Определите коэффициенты электронно-ионным методом.

Соединения Sn(II) легко окисляются до Sn(IV). При этом Сr(VI) переходит Сr3+, Hg2+ Hg , Fe3+ Fe2+

Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления превращений:

С ® CО₂ ® СО ® СО₂ ® Na₂СО₃ ® NаНСО₃ ® Na₂СО₃ ® СО₂

Напишите уравнения реакции растворения свинца в горячем растворе щелочи и назовите полученное соединение.

Свинец взаимодействует с горячим растворами щелочей с образованием комплексного соединения с координационным числом 4 и водорода.

6 вариант:

Составьте уравнение реакций, описывающие следующие превращения: H2SnO3 Sn SnCI2 Sn(OH)2 Na2[Sn(OH)4] Na2[Sn(OH)6]. Для окислительно-восстановительных реакций определите коэффициенты электронно-ионным методом.	Соляная кислота окисляет олово до хлорида олова (II), концентрированная азотная – до - лолвянной кислоты. Гидроксид олова (II), осаждаемый действием щелочей на соли олова (II), амфотерен, растворяется в избытке щелочей с образованием гидроксокомплекса олова(II), которые являются сильными восстановителями и переводят Bi3+в Bi0, Fe3+ в Fe2+, СrО в Сr3+.
Закончите уравнения реакций: SnCI2 + BiCI3+ NaOH(изб) Na2[Sn(OH)6] + …	Соединения олова(II) – сильные восстановители. В избытке щелочи олова(II) находится в виде гидроксокомплекса, висмут(III) – в виде гидроксида. Взаимодействие этих соединений приводит к образованию гидрокомплекса олова (IV) с координационным числом 6 и свободного висмута.

Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления превращений:

Sn SnCl₂ ® Sn(OH)₂® Na₂[Sn(OH)₄]® Na₂[Sn(OH)₆]

7 вариант:

Закончите уравнения реакций: Sn + HCI(разб) , Sn + H2SO4(разб) , Sn + HNO3 (конц) . Определите коэффициенты электронно-ионным методом.	Олово – металл, стоящий в электрохимическом ряду напряжений до водорода, вытесняет его из разбавленных растворов кислот – неокислителей. разбавленная азотная кислота окисляет олово до двухвалентного состояния.
Укажите состав стекла. Напишите ионные и молекулярные уравнения реакций гидролиза силиката натрия с образованием диметасиликат – иона.	Обычное стекло получают сплавлением смеси соды, известняка и кварцевого песка. Силикат натрия – соль, образованная катионами сильного основания и анионами слабой кислоты, гидролиз происходит происходит по аниону с образованием гидросиликат – ионов, которые при гидротации переходят в диметасиликат – ионы.

Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления превращений:

K₂SiO₃ ® H₂SiO₃ ® SiO₂ ® Si ® Ca₂Si ® SiH₄ ® SiO₂ ® Na₂SiO₃ ® Na₂ZnO_{2 .}