IIА группа 7 страница
2CuCl2 + 2KI = 2CuCl↓ + I2 + 2KCl
CuCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl↓ + Cu(NO3)2
25) 2Cu(NO3)2 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
2CuSO4 + 2H2O 2Cu + O2 + 2H2SO4
Cu + 4HNO3(конц.) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
26) H2C2O4 CO↑ + CO2↑ + H2O
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O
2Cu(NO3)2 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
CuO + CO Cu + CO2
27) Cu + 2H2SO4(конц.) = CuSO4 + SO2 + 2H2O
SO2 + 2KOH = K2SO3 + H2O
СuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4
Cu(OH)2 + 2HCl CuCl2 + 2H2O
Марганец. Соединения марганца.
i. Mарганец.
На воздухе марганец покрывается оксидной пленкой, предохраняющей его даже при нагревании от дальнейшего окисления, но в мелкораздробленном состоянии (порошок) он окисляется довольно легко. Марганец взаимодействует с серой, галогенами, азотом, фосфором, углеродом, кремнием, бором, образуя соединения со степенью +2: Mn + S = MnS 3Mn + 2P = Mn3P2 3Mn + N2 = Mn3N2 Mn + Cl2 = MnCl2 2Mn + Si = Mn2Si При взаимодействии с кислородом марганец образует оксид марганца (IV): Mn + O2 = MnO2 4Mn + 3O2 = 2Mn2O3 2Mn + O2 = 2MnO При нагревании марганец взаимодействует с водой: Mn + 2H2O (пар) Mn(OH)2 + H2 В электрохимическом ряду напряжений марганец находится до водорода, поэтому легко растворяется в кислотах, образуя соли марганца (II): Mn + H2SO4 = MnSO4 + H2 Mn + 2HCl = MnCl2 + H2 С концентрированной серной кислотой марганец реагирует при нагревании: Mn + 2H2SO4(конц.) MnSO4 + SO2 + 2H2O С азотной кислотой при обычных условиях: Mn + 4HNO3 (конц.) = Mn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 3Mn + 8HNO3 (разб..) = 3Mn(NO3)2 + 2NO + 4H2O Растворы щелочей на марганец практически не действуют, но он реагирует с щелочными расплавами окислителей, образуя манганаты (VI) Mn + KClO3 + 2KOH K2MnO4 + KCl + H2O
Марганец может восстанавливать оксиды многих металлов. 3Mn + Fe2O3 = 3MnO + 2Fe 5Mn + Nb2O5 = 5MnO + 2Nb
ii. Соединения марганца (II, IV, VII)
1. Оксиды.
Марганец образует ряд оксидов, кислотно-основные свойства которых зависят от степени окисления марганца.
Mn 2O Mn+4O2 Mn2+7O7
основный амфотерный кислотный
Оксид марганца (II)
Оксид марганца (II) получают восстановлением других оксидов марганца водородом или оксидом углерода (II): MnO2 + Н2 MnO + H2O
MnO2 + CO MnO + CO2
Основные свойства оксида марганца (II) проявляются в их взаимодействии с кислотами и кислотными оксидами: MnO + 2HCl = MnCl2 + H2O MnO + SiO2 = MnSiO3 MnO + N2O5 = Mn(NO3)2
MnO + Н2 = Mn + H2O
3MnO + 2Al = 2Mn + Al2O3 2MnO + O2 = 2MnO2 3MnO + 2KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + 2KCl + 3H2O Оксид марганца (IV) В лаборатории оксид марганца (IV) можно получить термическим разложением соей, окислением низших или восстановлением высших соединений марганца:
Mn(NO3)2 MnO2 + 2NO2 Mn(NO3)2 + PbO2 MnO2 + Pb(NO3)2
2KMnO4 + 8MnSO4 + 2H2O = 5MnO2 + K2SO4 + 2H2SO4 Оксид марганца (IV) проявляет амфотерные свойства. При растворении MnO2 в соляной кислоте образуется хлорид марганца (II) и выделяется хлор: 4HCl + MnO2 = MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
При нагревании в концентрированной серной кислоте MnO2 образует сульфат марганца (II) с выделением кислорода: 2MnO2 + 2H2SO4 = 2MnSO4 + O2 + 2H2O Кислотные свойства MnO2 проявляются при сплавлении с щелочами без доступа воздуха:
MnO2 + 2KOH K2MnO4 + 2H2O Оксид марганца (IV) в зависимости от условий реакции и веществ, с которыми он взаимодействует, проявляет либо окислительные, либо восстановительные свойства: 3MnO2 + 3K2CO3 + KClO3 = 3K2MnO4 + KCl + 3CO2 NaClO3 + 3MnO2 + 6NaOH = 3Na2MnO4 + NaCl + 3H2O MnO2 + H2SO4 + H2O2 = MnSO4 + O2 + 2H2O MnO2 + H2SO4 + KNO2 = MnSO4 + KNO3 + H2O MnO2 + 2H2SO4 + 2FeSO4 = Fe2(SO4)3 + MnSO4 + 2H2O MnO2 + SO2 = MnSO4 MnO2 + 2Fe(NO3)2 + 4HNO3 = Mn(NO3)2 + 2Fe(NO3)3 + 2H2O Оксид марганца (VII) Оксид марганца (VII) неустойчивое соединение, при слабом нагревании разлагается на оксид марганца (IV) и кислород: 2Mn2O7 4MnO2 + 3O2 Получить оксид марганца (VII) можно действием концентрированной серной кислоты на кристаллический перманганат калия: 2KMnO4 + H2SO4 = K2SO4 + Mn2O7 + H2O Оксид марганца (VII) – кислотный оксид, который взаимодействует с основными оксидами и основаниями: Mn2O7 + СaO = Ca(MnO4)2
Mn2O7 + 2KOH = 2KMnO4 + H2O При взаимодействии с водой он образует марганцевую кислоту: Mn2O7 + H2O = 2HMnO4
2. Гидроксиды.
Марганец образует ряд гидроксидов, кислотно-основные свойства которых зависят от степени окисления марганца.
Mn+2(OН)2 Mn+4(OН)4 НMn+7O4
основный амфотерный кислотный
Гидроксид марганца (II) Основные свойства гидроксида марганца (II) проявляются во взаимодействии с кислотами и кислотными оксидами: Mn(OН)2 + 2HCl = MnCl2 + 2H2O Mn(OH)2 + SO3 = MnSO4 Гидроксид марганца (II) на воздухе быстро темнеет, окисляясь в гидроксид марганца (IV): 2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O → 2Mn(OH)4 Восстановительные свойства у соединений марганца (II) преобладают. 2Mn(OH)2 + 5KBrO + 2KOH = 2KMnO4 + 5KBr + 3H2O Mn(OH)2 + H2O2 = MnO2 + 2H2O Mn(OH)2 + Br2 = MnO2 + 2HBr 2Mn(OH)2 + Ca(ClO)2 = 2MnO2 + CaCl2 + 2H2O Гидроксид марганца (VII) – марганцевая кислота (HMnO4). HMnO4 устойчива лишь в растворах с концентрацией не более 20%. При больших концентрациях, она разлагается с выделением кислорода: 4HMnO4 = 4MnO2 + 2H2O + 3O2 Это сильная кислота, в водном растворе она практически полностью диссоциирована:
HMnO4 → H+ + MnO4─
Соединения марганца (VII) сильные окислители: 3PH3 + 8HMnO4 = 8MnO2 + 3H3PO4 + 4H2O
3H2S + 2HMnO4 = 2MnO2 + 3S + 4H2O
3. Соли.
Соли марганца (II): MnSO4 + H2O2 + 2NaOH = MnO2 + Na2SO4 + 2H2O
MnSO4 + NaClO + 2NaOH = MnO2 + NaCl + Na2SO4 + H2O
2Mn(NO3)2 + 5PbO2 + 6HNO3 = 2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H2O Соли марганца (VII). 2KMnO4 → MnO2 + K2MnO4 + O2↑ 2KMnO4 + H2SO4 = K2SO4 + H2O + Mn2O7 Перманганат калия – сильный окислитель. В зависимости от рН среды KMnO4 (точнее, ион MnO4─) может восстанавливаться до различной степени окисления. H+ Mn2+ (бесцветный раствор) KMnO4 (MnO4─) H2O MnO2 (бурый осадок) OH─ MnO42─ (раствор зеленого цвета)
2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 = 5O2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O 10KI + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5I2 + 6K2SO4 + 8H2O 2KMnO4 + 10KBr + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5Br2 + 6K2SO4 + 8H2O 2KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5S + K2SO4 + 8H2O 2KMnO4 + 16HCl = 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O 2KMnO4 + 10FeSO4 + 18H2SO4 = 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 18H2O KMnO4 + 5FeCl2 + 4H2SO4 = 3FeCl3 + MnSO4 + Fe2(SO4)3 + KCl + 4H2O 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4 2KMnO4 + 2NН3 = 2MnO2 + N2 + 2КОН + 2H2O 2KMnO4 + 3MnSO4 + 2H2O = 5MnO2 + K2SO4 + 2H2SO4 2KMnO4 + 3KNO2 + H2O = 3KNO3 + 2MnO2 + 2KOH 2KMnO4 + 5Na2SO3 + 2KOH = 2K2MnO4 + 5Na2SO4 + H2O 3KMnO4 + Al + 4KOH = 3K2MnO4 + K[Al(OH)4] Свойства соединений марганца (VI) K2MnO4 + 2KI + H2O = MnO2 + I2 + 4KOH 2K2MnO4 + Cl2 = 2KMnO4 + 2KCl 3K2MnO4 + 4HСl = 2KMnO4 + MnO2 + 4KCl + 2H2O
Марганец. Соединения марганца. 1. Нитрат марганца (II) прокалили, к полученному твердому бурому веществу прилили концентрированную хлороводородную кислоту. Выделившийся газ пропустили через сероводородную кислоту. Образовавшийся раствор образует осадок с хлоридом бария. Напишите уравнения описанных реакций. 2. Бурый осадок, полученный при взаимодействии сульфита натрия с водным раствором перманганата калия, отфильтровали и обработали концентрированной серной кислотой. Выделяющийся газ при нагревании реагирует с алюминием, а образующееся вещество – с раствором соляной кислоты. Напишите уравнения описанных реакций. 3. Твердое вещество, которое образуется при нагревании фосфора и пятихлористого фосфора, растворили в большом количестве воды. Часть полученного раствора добавили в подкисленный серной кислотой раствор перманганата калия, при этом последний обесцветился. Напишите уравнения описанных реакций.
1
Mn(NO3)2 K2MnO4
4 2
3
MnCl2 Mn(OH)2 10 9
12 5 11
MnO2 KMnO4 8 6
Mn 7 MnSO4
X1 (CH3COO)2Mn MnO2 X2 X3 MnBr2
K2MnO4 → MnCl2 → Mn(OH)2 → Mn(OH)4
KMnO4
MnO2 → MnSO4 → HMnO4
1) Mn(NO3)2 MnO2 + 2NO2
MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O
4Cl2 + H2S + 4H2O = 8HCl + H2SO4
H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2HCl 2) 3Na2SO3 + 2KMnO4 + H2O = 3Na2SO4 + 2MnO2 + 2KOH
4MnO2 + 6H2SO4(конц.) = 2Mn2(SO4)3 + O2↑ + 6H2O
3O2 + 4Al = 2Al2O3
2Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O 3) 2P + 3PCl5 = 5PCl3
PCl3 + 3H2O = H3PO3 + 3HCl↑
5H3PO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5H3PO4 + K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O
2KMnO4 + 16HCl = 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2↑ + 8H2O 1) 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2
2) MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O
3) MnCl2 + 2NaOH = Mn(OH)2 + 2NaCl
4) Mn(OH)2 + 4KMnO4 + 6KOH = 5K2MnO4 + 4H2O
5) 2K2MnO4 + Cl2 = 2KMnO4 + 2KCl
6) 2KMnO4 + 3KNO3 + H2O = 2MnO2 + 3KNO2 + 2KOH
7) 3MnO2 + 4Al 3Mn + 2Al2O3 1
Mn(NO3)2 K2MnO4
4 2
3
MnCl2 Mn(OH)2 10 9
12 5 11
MnO2 KMnO4 8 6
Mn 7 MnSO4
1. K2MnO4 + 4HNO2 = 2KNO2 + Mn(NO3)2 + 2H2O
2. 4KMnO4 + Mn(OH)2 + 6KOH = 5K2MnO4 + 4H2O
3. MnCl2 + 2NaOH = Mn(OH)2↓ + 2NaCl
4. MnCl2 + AgNO3 = Mn(NO3)2 + 2AgCl↓
5. 2KMnO4 + 3CH2 = CH2 + 4H2O → 3CH2(OH) − CH2(OH) + 2MnO2↓ + 2H2O
6. 2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 5O2↑ + 8H2O
7. Mn + H2SO4((разб.) = MnSO4 + H2↑
8. 3MnO2 + 4Al 3Mn + 2Al2O3
9. 2MnO2 + 4HNO2 = Mn(NO3)2 + Mn(NO2)2 + 2H2O
10. 2KMnO4 + H2O2 + 2KOH = 2K2MnO4 + O2↑ + 2H2O
11. MnSO4 + 2NaOH = Mn(OH)2↓ + Na2SO4
12) 2MnCl2 + 2H2O Mn + H2 + Mn(OH)2 + 2Cl2
X1 (CH3COO)2Mn MnO2 X2 X3 MnBr2
1. MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O
2. MnCl2 + CH3COOAg = (CH3COO)2Mn + 2AgCl↓
3. (CH3COO)2Mn + 2NaOH = Mn(OH)2↓ + 2CH3COONa
4. Mn(OH)2 + 2HBr = MnBr2 + 2H2O
5. MnBr2 + 2AgNO3 = Mn(NO3)2 + 2AgBr↓
6. Mn(NO3)2 MnO2 + 2NO2
K2MnO4 → MnCl2 → Mn(OH)2 → Mn(OH)4
KMnO4
MnO2 → MnSO4 → HMnO4
1. 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2
2. K2MnO4 + 8HCl = MnCl2 + 2KCl + 2Cl2 + 4H2O
3. MnCl2 + 2NaOH = Mn(OH)2↓ + 2NaCl
4. 2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O = 2Mn(OH)4
5. MnO2 + SO2 = MnSO4
6. 2MnSO4 + 8HNO3 + 5PbO = 2HMnO4 + 4Pb(NO3)2 + 2H2O + Pb(HSO4)2
1. CH2Br – СHBr − CH3 + Mg → MgBr2 + CH2=CH−CH3
2. 3CH2=CH−CH3 + 2KMnO4 + 4H2O → 3CH2OH – CHOH − CH3 + 2KOH + 2MnO2
3. CH2Br – СHBr − CH3 + 2KOH(спиртовой) → CH ≡ C – CH3 + 2KBr + 2H2O
4. 5CH ≡ C – CH3 + 8KMnO4 + 12H2SO4 → 5CO2 + 5CH3COOH + 8MnSO4 + 4K2SO4 + + 12H2O
Хром. Соединения хрома.
i. Хром.
В соединениях хром может проявлять степени окисления от +1 до +6. Наиболее характерными являются соединения хрома со степенями окисления +3 и +6. Менее устойчивы соединения хрома со степенью окисления +2. Хром образует комплексные соединения с координационным числом 6. При комнатной температуре хром химически малоактивен из-за образования на его поверхности тонкой прочной оксидной пленки. При нагревании оксидная пленка хрома разрушается, и он реагирует практически со всеми неметаллами: кислородом, галогенами, серой, азотом, кремнием, углеродом, фосфором:
4Cr + 3O2 = 2Cr2O3 2Cr + 3Br2 = 2CrBr3 2Cr + 3Cl2 = 2CrCl3 2Cr + 3S = Cr2S3 2Cr + N2 = 2CrN В раскаленном состоянии хром реагирует с парами воды: 2Cr + 3H2O (пар) = Cr2O3 + 3H2
В ряду напряжений хром находится левее водорода и поэтому в отсутствии воздуха может вытеснить водород из растворов соляной и разбавленной серной кислоты, образуя соли хрома (II): Cr + 2HCl = CrCl2 + H2 Cr + H2SO4 (разб.) = CrSO4 + H2 В присутствии кислорода – соли хрома (III): 4Cr + 12HCl + 3O2 = 4CrCl3 + 6H2O Хром способен вытеснять многие металлы, например медь, олово, серебро и др. из растворов их солей: Cr + CuSO4 = CrSO4 + Cu Концентрированные серная и азотная кислоты на холоду
пассивируютхром, однако при сильном нагревании они растворяют хром с образованием солей хрома (III): 2Cr + 6H2SO4 Cr2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Cr + 6HNO3 Cr(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
Растворы щелочей на хром практически не действуют. Но хром реагирует с щелочными расплавами окислителей. В качестве окислителей используют нитраты калия и натрия, хлорат калия и другие окислители. Cr + KClO3 + 2KOH K2CrO4 + KCl + H2O 2Cr + KClO3 = Cr2O3 + KCl 2Cr + 3KNO3 = Cr2O3 + 3KNO2
ii. Соединения хрома.
Соединения хрома (II).
1. Оксид, гидроксид, соли.
Оксид хрома (II) имеет основный характер, ему соответствует гидроксид хрома (II), обладающий основными свойствами. При высоких температурах оксид хрома (II) диспропорционирует: 3CrO Cr + Cr2O3 Все соединения хрома (II) – сильные восстановители, уже кислородом воздуха окисляются до соединений хрома (III): 4CrO + O2 = 2Cr2O3 4Cr(OН)2 + O2 + 2Н2О = 4Cr(OН)3 4CrCl2 + O2 + 20KOH + 2H2O = 4K3[Cr(OH)6] + 8KCl CrCl2 + 4HNO3(конц) = Cr(NO3)3 + NO2↑ + 2HCl↑ + H2O 2CrCl2 + 4H2SO4(конц) = Cr2(SO4)3 + SO2↑ + 4HCl↑ +2H2O Оксид и гидроксид хрома (II) растворяются в кислотах: CrO + 2HCl = CrCl2 + H2O CrO + H2SO4 = CrSO4 + H2O Cr(OН)2 + 2HCl = CrCl2 + 2H2O Соединения хрома (III).
1. Оксид хрома (III).
Оксид хрома можно получить: Термическим разложением дихромата аммония:
(NH4)2C2O7 Cr2O3 + N2 + 4H2O Восстановлением дихромата калия углеродом (коксом) или серой: 2K2Cr2O7 + 3C 2Cr2O3 + 2K2CO3 + CO2 K2Cr2O7 + S Cr2O3 + K2SO4 Оксид хрома (III) обладает амфотерными свойствами.
C кислотами оксид хрома (III) образует соли: Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O При сплавлении оксида хрома (III) с оксидами, гидроксидами и карбонатами щелочных и щелочноземельных металлов образуются хроматы (III), (хромиты): Сr2O3 + Ba(OH)2 Ba(CrO2)2 + H2O Сr2O3 + Na2CO3 2NaCrO2 + CO2 C щелочными расплавами окислителей – хроматы (VI) (хроматы) Cr2O3 + 3KNO3 + 4KOH = 2K2CrO4 + 3KNO2 + 2H2O Cr2O3 + 3Br2 + 10NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaBr + 5H2O Сr2O3 + O3 + 4KOH = 2K2CrO4 + 2H2O Cr2O3 + 3O2 + 4Na2CO3 = 2Na2CrO4 + 4CO2 Сr2O3 + 3NaNO3 + 2Na2CO3 2Na2CrO4 + 2CO2 + 3NaNO2 Cr2O3 + KClO3 + 2Na2CO3 = 2Na2CrO4 + KCl + 2CO2
2. Гидроксид хрома (III)
Гидроксид хрома (III) обладает амфотерными свойствами. Cr(OH)3 + 3HCl = CrCl3 + 3H2O Cr(OH)3 + 3NaOH = Na3[Cr(OH)6] 2Cr(OH)3 = Cr2O3 + 3H2O 2Cr(OH)3 + 3Br2 + 10KOH = 2K2CrO4 + 6KBr + 8H2O
3. Соли хрома (III)
2CrCl3 + 3Br2 + 16KOH = 2K2CrO4 + 6KBr + 6KCl + 8H2O 2CrCl3 + 3H2O2 + 10NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaCl + 8H2O Cr2(SO4)3 + 3H2O2 + 10NaOH = 2Na2CrO4 + 3Na2SO4 + 8H2O Cr2(SO4)3 + 3Br2 + 16NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaBr + 3Na2SO4 + 8H2O Cr2(SO4)3 + 6KMnO4 + 16KOH = 2K2CrO4 + 6K2MnO4 + 3K2SO4 + 8H2O. 2Na3[Cr(OH)6] + 3Br2 + 4NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaBr + 8H2O 2K3[Cr(OH)6] + 3Br2 + 4KOH = 2K2CrO4 + 6KBr + 8H2O 2KCrO2 + 3PbO2 + 8KOH = 2K2CrO4 + 3K2PbO2 + 4H2O Cr2S3 + 30HNO3(конц.) = 2Cr(NO3)3 + 3H2SO4 + 24NO2 + 12H2O 2CrCl3 + Zn = 2CrCl2 + ZnCl2 Хроматы (III) легко реагируют с кислотами: NaCrO2 + HCl (недостаток) + H2O = Cr(OH)3 + NaCl NaCrO2 + 4HCl (избыток) = CrCl3 + NaCl + 2H2O K3[Cr(OH)6] + 3CO2 = Cr(OH)3↓ + 3NaHCO3 В растворе подвергаются полному гидролизу NaCrO2 + 2H2O = Cr(OH)3↓ + NaОН Большинство солей хрома хорошо растворимы в воде, но легко подвергаются гидролизу: Сr3+ + HOH ↔ CrOH2+ + H+
|