ВОПРОСЫ ДЛЯ ПРОВЕРКИ

1. а) Запишите уравнения, показывающие, как алюминий реагирует со следующими веществами:

1) с концентрированным водным раствором гидроксида натрия;

2) с оксидом нагревании);

3) с концентрированной фтороводородной кислотой.

б) Какие химические свойства алюминия иллюстрирует каждая из этих реакций?

в) Хлорид алюминия используется в органической химии в качестве переносчика галогена в реакции Фриделя- Крафтса. Приведите какой-либо пример подобных применений алюминия и объясните, почему соединение алюминия особенно удобно использовать в таких реакциях.

г) Таллий - самый тяжелый элемент в III группе и находится в том же периоде, что и свинец. Укажите, какие химические свойства таллия могут отличаться от химических свойств алюминия, и обоснуйте свои предположения.

2. Подробно опишите промышленный способ получения алюминия из чистого оксида алюминия с помощью электролитического процесса. Укажите, насколько экономичен этот процесс и выскажите предположения, как можно снизить его себестоимость. (Не следует останавливаться на подробностях очистки сырой бокситной руды.)

Обсудите причины, по которым для очистки алюминия в промышленных условиях непригодны такие методы, как а) процесс термического восстановления и б) электролиз хлорида алюминия.

Объясните, чем обусловлена коррозионная устойчивость алюминия в атмосфере воздуха и какой способ ее повышения применим в промышленных условиях. Назовите три применения алюминия, охарактеризовав в каждом случае то свойство этого металла, которое делает его особенно удобным в названном применении.

3. Обсудите закономерности изменения химических и физических свойств элементов в IV группе периодической системы, но проиллюстрируйте свой ответ примерами, относящимися только к углероду и свинцу.

В частности, рассмотрите следующие свойства:

а) твердость и температуры плавления элементов (температура плавления графита и свинца );

б) относительную устойчивость соединений двухвалентных и четырехвалентных элементов;

в) устойчивость тетрахлорнаов к гидролизу;

г) существование большого числа гидридов углерода;

д) кислотно-основные свойства моноксидов и диоксидов.

а) Укажите два химических свойства углерода, которые иллюстрируют его особый характер среди элементов группы.

б) Укажите, какие из частиц являются окислителями либо восстановителями, а также приведите но одному примеру реакций, характерных для каждой из указанных вами частиц. Полные уравнения реакций приводить не требуется.

в) Объясните, почему плохо реагирует с водой.

г) Укажите формулы оловосодержащих продуктов, образующихся при реакции с водой, 2) с концентрированной соляной кислотой.

В следующей таблице перечислены некоторые сведения об элементах IV группы:

а) 1) Запишите полную электронную конфигурацию кремния.

2) Укажите две причины, по которым первая энергия ионизации элементов закономерно уменьшается по мере перемещения к нижней части группы.

3) Опишите взаимосвязь между закономерностью изменения температур плавления и структурой элементов IV группы.

б) Оксиды углерода и кремния значительно отличаются по своим свойствам. Диоксид углерода - газ, а диоксид кремния - твердое вещество.

1) Сопоставьте реакции диоксидов углерода и кремния со щелочами, указав необходимые условия их протекания.

2) Диоксид углерода является молекулярным соединением. Учитывая только внешние электроны атомов обоих элементов в этом соединении, нарисуйте при помощи крестиков и точек схему электронного и геометрического строения молекулы диоксида углерода.

3) Диоксид кремния может реагировать с магнием, в результате чего образуются кремний и силицид магния . Этот силицид реагирует с соляной кислотой, образуя гидрид который самопроизвольно возгорается на воздухе.

Запишите полные уравнения всех описанных реакций.

в) При нагревании 0,143 г олова в потоке сухого хлора образовался бесцветный жидкий хлорид; затем он гидролизовался в воде с образованием раствора, для нейтрализации которого потребовалось раствора гидроксида натрия.

1) Пользуясь приведенными данными, вычислите формулу хлорида олова.

2) Запишите уравнение гидролиза хлорида.

В V группе периодической системы содержатся, в порядке возрастания атомного номера следующие элементы: N, Р, As, Sb, Bi. Наиболее типичным для элементов этой группы являются состояния со степенями окисления

а) Запишите формулы:

1) гидрида азота со степенью окисления —3;

2) оксида мышьяка со степенью окисления

3) кислородсодержащей кислоты фосфора со степенью окисления

б) Запишите уравнение термической диссоциации соединения, указанного в п. и назовите требуемый для этого катализатор.

в) Нарисуйте молекулярную структуру соединения, указанного в п.

обсудите валентные углы в этом соединении и геометрическую форму его молекулы.

г) Перечислите гидриды элементов V группы в порядке повышения их устойчивости к термическому разложению (наиболее устойчивый должен быть назван последним).

д) Красный фосфор реагирует с концентрированной серной кислотой по уравнению

1) Укажите, к какому типу относится данная реакция.

2) При растворении 1,42 г в воде получился кислый раствор, для нейтрализации которого потребовалось раствора гидроксида натрия. Выведите формулу образовавшейся фосфорсодержащей кислоты

Укажите, является ли азотсодержащая кислота с аналогичной формулой более или, наоборот, менее сильной, чем кислота, о которой идет речь в п. Поясните ответ.

е) Опишите действие нагревания на нитраты элементов 1 и II групп, обращая внимание на их характерное поведение при этом. Кратко укажите, как можно интерпретировать описываемые свойства с учетом ионных радиусов элементов.

7. а) На основании рассмотрения свойств свободных элементов, их гидридов и хлоридов объясните, почему азот и фосфор относят к одной и той же группе периодической системы.

б) Что называется аллотропией? Назовите два аллотропа фосфора и кратко опишите способы их получения. Укажите два физических и два химических свойства, которыми различаются эти аллотропы.

в) Азотную и фосфористую кислоты можно получить из оксидов азота и фосфора соответственно. Приведите уравнения, описывающие реакции их получения.

г) Объясните, почему водные растворы нитрата натрия и натрия имеют различные значения

а) Для элементов азота и фосфора проведите сопоставление указанных ниже свойств тригидридов и пентаоксидов:

Тригидриды:

1) геометрическая форма молекул и валентные углы в них;

2) температура кипения (объясните различие);

3) устойчивость к нагреванию (объясните различие);

4) основность, иллюстрируемая их реакциями с водой и кислотами. Пентаоксиды:

1) физическое (агрегатное) состояние при нормальных условиях;

2) молекулярная структура;

3) действие воды на оксиды (с записью уравнений);

4) сила кислородсодержащих кислот, образуемых этими оксидами, и реакции этих кислот с водным раствором гидроксида натрия.

б) С учетом электронного строения и размера атомов объясните сходство элементов V группы и постепенные изменения их свойств при перемещении к нижней части группы.

9. а) 1) У кажите формулы четырех соединений, в которых степень окисления серы равна соответственно и 4-6.

2) Кратко опишите способ получения каждого из этих соединений из свободной серы.

б) Серная кислота используется в реакциях следующих типов: дегидратация, окисление, сульфирование и гидролиз. Для каждого из названных типов реакций с участием серной кислоты подберите пример и приведите полное уравнение реакции. Объясните роль, которую играет в указанной реакции серная кислота.

в) 1) Какие изменения внешнего вида происходят при нагревании твердой серы

от комнатной температуры до температуры кипения?

2) Как объясняются эти изменения изменениями молекулярной структуры серы, происходящими при нагревании?

10. Опишите подробно свойства и применения серной кислоты. Приведите соответствующие примеры из органической и неорганической химии, которые иллюстрируют действие в качестве а) кислоты, б) катализатора, в) окислителя, г) дегидратирующего агента, д) сульфирующего агента, е) электрофильного реагента.