вопросы и задания для самоподготовки

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ
по курсу «Неорганический синтез»
к Модулю 1
1 В чем заключается уникальность электронного строения атома водорода?
Можно ли поместить водород в I или VII группу Периодической системы?
По каким признакам водород имеет сходство с углеродом и нельзя ли
водород поместить в IV группу Периодической системы?
2 В рамках МВС и ММО изобразите строение молекулы водорода.
Охарактеризуйте прочность связи, сравните с другими двухатомными
молекулами.
3 Напишите уравнения реакций на окислительные и восстановительные
свойства водорода. Какие из них выражены лучше и почему?
4 В чем причина опасности при работе с водородом?
5 Как могут быть классифицированы гидриды различных элементов по
строению и свойствам?
6 Каковы
термодинамические
критерии
возможности
восстановления
металла из его оксида водородом? Всегда ли в качестве продукта
получается именно металл? Как влияет на эффективность процесса
восстановления температура, скорость пропускания водорода, поверхность
соприкосновения оксида и газообразного водорода, дисперсность порошка
оксида. Как называют металлы, получаемые этим способом?
7 Какие металлы можно получить электролизом растворов, а какие – только
электролизом расплавов? Можно ли использовать метод электролиза для
очистки (рафинирования) металлов?
8 Приведите примеры реакций на свойства никеля, кобальта, висмута,
германия, железа и олова. Всегда ли в этих реакциях реализуется наиболее
устойчивая степень окисления атомов и почему?
9 Сравните литий и кальций по физическим и химическим свойствам,
объясните причины различий. Приведите примеры реакций на свойства
простых веществ.
10 Охарактеризуйте строение, реакционную способность оксидов никеля,
кобальта, висмута, германия, железа и олова. Приведите примеры реакций
на их свойства.
к Модулю 2
1 Изобразите в рамках МВС строение молекул хлора и фтора. Какая из
молекул имеет большую энергию химической связи и почему?
2 Приведите реакции, максимально полно раскрывающие химические
свойства хлорной воды.
3 Приведите примеры реакций на окислительные и восстановительные
свойства хлора. Какие из них выражены сильнее и почему? Как и
почему данные свойства изменяются по подгруппе галогенов?
4 Как получают хлор в лаборатории и в промышленности? Как отмывают
посуду после использования перманганата при лабораторном способе
получения хлора? Что называют “антихлором”? Приведите уравнения
реакций.
5 В чем заключаются принципиальные различия в строении безводных
хлоридов
кобальта,
никеля,
хрома
и
соответствующих
кристаллогидратов? На каких свойствах и почему это отражается?
6 Какой из галогенидов – хлорид титана (IV) или хлорид олова (IV) –
гидролизуется обратимо и почему?
7 В каких агрегатных состояниях обычно находятся металл (неметалл) и
галоген при получении галогенидов из простых веществ? Почему
фторирование часто трудно осуществить, несмотря на наибольшую
окислительную активность фтора? Каковы особенности получения
бромидов и иодидов? Как обычно отделяют примеси, находящиеся в
исходных препаратах?
8 Как можно сместить равновесие при получении галогенидов из оксидов
действием галогенов в сторону продуктов (эти реакции, как правило,
обратимы)?
Каковы
термодинамические
критерии
возможности
проведения галогенирования оксидов? Как с точки зрения теории
химической связи можно оценить возможность замены кислорода на
хлор? Почему при проведении хлорирования оксидов часто применяют
уголь?
9 Почему обезвоживание кристаллогидратов как способ получения
безводных галогенидов применяется довольно редко? Как меняется
устойчивость галогенидов по отношению к кислороду и парам воды при
переходе от фторидов к иодидам? от галогенидов s-металлов к
галогенидам d-металлов? Как это можно объяснить с позиций теории
химической связи?
10 Какие
восстановители
используются
при
получении
низших
галогенидов из галогенидов того же элемента в высшей степени
окисления? Приведите примеры.
к Модулю 3
1 Почему в ряду HCl – HBr – HI температуры плавления и кипения
возрастают, а у HF они аномально высоки?
2 Как и почему меняется устойчивость молекул НГ?
3 Как и почему в ряду HF-HCl-HBr-HI меняются кислотные свойства?
Почему HF в отличие от других галогеноводородных кислот является
слабой? Приведите примеры реакций на кислотные свойства НГ.
Почему HF в отличие от других НГ растворяет стекло?
4 Как и почему в ряду HF-HCl-HBr-HI меняются восстановительные
свойства? Приведите примеры реакций.
5 Какой из галогеноводородов и почему наиболее трудно получить путем
синтеза из простых веществ?
6 Приведите примеры реакций получения НГ взаимодействием Г2 и
различных восстановителей.
7 Все ли галогеноводороды могут быть получены путем гидролиза
галогенидов неметаллов? Приведите примеры реакций.
8 Какие из галогеноводородов можно получить вытеснением НГ из
соответствующих солей концентрированной серной кислотой, а какие –
нет? Почему? Чем можно заменить серную кислоту в этом случае?
9 Какой из галогеноводородов можно получить термическим разложением
кислых галогенидсодержащих солей? В чем преимущество этого
способа?
10 Что называют азеотропными смесями?
11 Почему
посуду,
в
которой
проводились
опыты
с
фосфором,
рекомендуется некоторое время подержать в растворе медного
купороса?
12 Как можно отличить фосфин от аммиака, сероводорода, хлороводорода?
13 В промышленных условиях для получения брома используют озерную
или морскую рапу, щелока от переработки калийных солей и буровые
воды в виде бромидов. Чем можно выделить бром из этих продуктов?
Почему раствор предварительно подкисляют?
к Модулю 4
1 Сформулируйте основные положения теории Вернера (комплексное
соединение,
комплексообразователь,
его
координационное
число,
лиганды, их дентатность).
2 Какие существуют виды изомерии комплексных соединений?
3 Опишите поведение комплексных ионов в растворах, их константы
устойчивости и нестойкости.
4 Метод валентных связей в применении к комплексным соединениям, его
основные положения, понятие о внешне- и внутриорбитальных
комплексах и его условность. Примеры применения, достоинства и
недостатки метода.
5 Описание комплексных соединений в рамках теории кристаллического
поля. Причины расщепления d-подуровня (на примере октаэдрических
комплексов). Параметр расщепления и факторы, от которых он зависит.
Порядок заселения электронами расщепленного d-подуровня.
6 В рамках МВС и ТКП опишите строение и свойства полученного Вами
комплексного соединения. Опишите его оптические и магнитные
свойства.
7 Предложите реакции на свойства полученного Вами комплексного
соединения. Проведите их экспериментально.
8 Почему аммиачный комплекс меди имеет состав [Сu(NH3)4(H2O)2]2+.
Каковы особенности координации меди в данном комплексном ионе?
9 Почему в аммиачных комплексах кобальт проявляет степень окисления
(+3), а не более характерную для него (+2)?
10 Чем объяснить, что в присутствии тетрайодомеркурат-иона медь легко
переходит в степень окисления +1?
11 Будет ли разрушаться в водном растворе сульфида натрия полученный
Вами комплекс (составьте уравнение предполагаемой реакции, ответ
подтвердите количественно).
к Модулю 5
1 На какие большие группы делятся оксиды (приведите примеры)? В
каких реакциях проявляются кислотно-основные свойства каждой из
указанных групп? От чего зависят окислительно-восстановительные
свойства оксидов (приведите примеры реакций)?
2 Получение оксидов может быть осуществлено синтезом из простых
веществ, а также термическим разложением солей, гидроксидов,
кислот.
Низшие
и
промежуточные
оксиды
при
повышенных
температурах в присутствии кислорода воздуха неустойчивы, но бывает
и так, что при высоких температурах высшие оксиды теряют кислород
и переходят в низшие (приведите примеры).
3 Какими тремя основными способами могут быть получены низшие и
промежуточные оксиды?
4 Сравните строение, температуры плавления и кипения, устойчивость,
кислотно-основные
и
окислительно-восстановительные
свойства
хромового, молибденового и вольфрамового ангидридов, объясните
причины различий, приведите примеры реакций. Можно ли описанным
ниже
способом
получить
хромовый
ангидрид?
вольфрамовый
ангидрид?
5 Изобразите схему расположения молекулярных орбиталей Мо (+5)-(+6) в
октаэдрическом поле лигандов. Объясните причины асимметричного
расположения катиона молибдена в октаэдрах. Как это отражается на
строении оксида, изо- и гетерополианионов молибдена. Характерно ли
то же самое для производных вольфрама?
6 Охарактеризуйте строение, реакционную способность и химические
свойства оксида хрома (III), оксида марганца (IV). Сравните их с
другими оксидами укзанных элементов.
к Модулю 6
1. Какое положение занимает алюминий в Периодической Системе?
Написать электронную конфигурацию атома алюминия; какие степени
окисления он может проявлять; каковы его валентные возможности?
2. В виде каких соединений алюминий встречается в природе; как его
получают в промышленности?
3. Какое положение занимает алюминий в ряду напряжений металлов?
4. Как относится алюминий к кислороду воздуха, воде, кислотам,
растворам
щелочей?
ем
объяснить
устойчивость
алюминия
к
концентрированным растворам серной и азотной кислот?
5. Как получить из оксида алюминия: алюминат натрия, трихлорид
алюминия?
6. Привести примеры комплексных соединений алюминия.
7. В каких условиях можно получить гидрид алюминия; какими
свойствами он обладает?
8. В чем состоит сущность процесса алюмотермии?