W dwóch probówkach znajdowało się po 8 cm3 wodnego azotanu(V) srebra o stężeniu
0,1 mol · dm−3. Do probówki I dodano taką objętość wodnego roztworu chlorku sodu, która
zawierała 29,25 mg NaCl, a do probówki II dodano 3 cm3 wodnego roztworu chlorku glinu
o stężeniu 0,2 mol · dm−3. Przebieg doświadczenia zilustrowano poniższym schematem.
W obu probówkach zaszła reakcja chemiczna, którą można przedstawić za pomocą równania:
Ag+ + Cl− → AgCl↓
Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji zachodzących w probówkach I i II.
Glin tworzy związki nazywane ałunami glinowymi. Są to podwójne siarczany dwóch metali,
spośród których jeden występuje w ałunie na I stopniu utlenienia, a drugi na III stopniu
utlenienia. Ogólny wzór ałunu jest następujący:
IM2SO4 · IIIM2(SO4)3 · 24H2O.
Skład ałunu
można również przedstawić w postaci wzoru uproszczonego:
IMIIIM(SO4)2 · 12H2O.
Metalami
przyjmującymi w ałunach stopień utlenienia równy I mogą być np. potas lub sód, a metalami
przyjmującymi stopień utlenienia równy III – glin, żelazo lub chrom.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2012, s. 818.
Najbardziej znanym przedstawicielem ałunów jest ałun glinowo-potasowy.
a)
Przedstaw wzór ałunu glinowo-potasowego w postaci wzoru ogólnego i w postaci wzoru uproszczonego.
Sole podwójne istnieją tylko w stanie stałym. Podczas rozpuszczania w wodzie ulegają
dysocjacji jonowej.
b)
Napisz wzory jonów powstałych w procesie dysocjacji ałunu glinowo-potasowego.
Żółty roztwór chromianu(VI) potasu po zakwaszeniu zmienia barwę na pomarańczową
wskutek tworzenia się jonów dichromianowych(VI) Cr2O2−7. Po wprowadzeniu jonów H3O+
powstają w pierwszej chwili jony HCrO−4, ulegające następnie kondensacji z utworzeniem
jonów dichromianowych(VI).
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004, s. 893.
Przeprowadzono dwa doświadczenia.
Doświadczenie 1.
Do probówki z wodnym roztworem chromianu(VI) potasu dodawano wodny roztwór kwasu
siarkowego(VI) aż do zmiany zabarwienia roztworu na pomarańczową (etap I, w wyniku
którego otrzymano substancję X). Następnie do tej samej probówki dodawano wodny roztwór
wodorotlenku potasu, aż do uzyskania pierwotnej barwy roztworu (etap II).
Doświadczenie 2.
Do probówki z wodnym roztworem dichromianu(VI) potasu dodawano wodny roztwór
wodorotlenku potasu aż do zmiany zabarwienia roztworu na żółtą (etap I, w wyniku którego
otrzymano substancję Z). Następnie do tej samej probówki dodawano wodny roztwór kwasu
siarkowego(VI), aż do uzyskania pierwotnej barwy roztworu (etap II).
Doświadczenia zilustrowano schematami.
Zaznacz odpowiedź, w której podano poprawne wzory substancji X i Z.
Żółty roztwór chromianu(VI) potasu po zakwaszeniu zmienia barwę na pomarańczową
wskutek tworzenia się jonów dichromianowych(VI) Cr2O2−7. Po wprowadzeniu jonów H3O+
powstają w pierwszej chwili jony HCrO−4, ulegające następnie kondensacji z utworzeniem
jonów dichromianowych(VI).
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004, s. 893.
Przeprowadzono dwa doświadczenia.
Doświadczenie 1.
Do probówki z wodnym roztworem chromianu(VI) potasu dodawano wodny roztwór kwasu
siarkowego(VI) aż do zmiany zabarwienia roztworu na pomarańczową (etap I, w wyniku
którego otrzymano substancję X). Następnie do tej samej probówki dodawano wodny roztwór
wodorotlenku potasu, aż do uzyskania pierwotnej barwy roztworu (etap II).
Doświadczenie 2.
Do probówki z wodnym roztworem dichromianu(VI) potasu dodawano wodny roztwór
wodorotlenku potasu aż do zmiany zabarwienia roztworu na żółtą (etap I, w wyniku którego
otrzymano substancję Z). Następnie do tej samej probówki dodawano wodny roztwór kwasu
siarkowego(VI), aż do uzyskania pierwotnej barwy roztworu (etap II).
Doświadczenia zilustrowano schematami.
a)
Napisz, w odpowiedniej kolejności, w formie jonowej skróconej równania dwóch reakcji zachodzących podczas I etapu doświadczenia 1., w których wyniku powstał roztwór substancji X.
b)
Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących podczas I i II etapu doświadczenia 2.
c)
Sformułuj wniosek dotyczący trwałości chromianów(VI) i dichromianów(VI) w zależności od środowiska reakcji.
Żelazo jest pierwiastkiem chemicznym, którego atomy występują w przyrodzie w postaci
4 trwałych odmian izotopowych. Najbardziej rozpowszechnioną odmianę stanowią nuklidy
o liczbie masowej 56.
Silnie rozdrobnione żelazo zapala się samorzutnie w powietrzu. Produktem utleniania żelaza
w wysokich temperaturach jest magnetyt, Fe3O4. Powstaje on także w czasie spalania żelaza
w czystym tlenie (reakcja 1.). Oprócz tlenku Fe3O4 żelazo tworzy jeszcze 2 inne tlenki: FeO
i Fe2O3. W podwyższonych temperaturach żelazo reaguje również z parą wodną według
równania:
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2
Roztwarzając czyste żelazo w kwasie solnym, uzyskuje się wodny roztwór chlorku żelaza(II)
(reakcja 2.), natomiast działając gazowym chlorem na żelazo w podwyższonej temperaturze,
uzyskuje się chlorek żelaza(III) (reakcja 3.). Pary chlorku żelaza(III) kondensują, tworząc
ciemnobrunatne kryształy dobrze rozpuszczalne w wodzie.
Żelazo ma zdolność zastępowania mniej aktywnych metali w ich roztworach. Przebiega
wtedy reakcja opisana schematem:
MeI + Me2+II → Me2+I + MeII
Powyższa przemiana zachodzi także podczas doświadczenia zilustrowanego rysunkiem:
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004, s. 917–934;
M. Sienko, R. Plane, Chemia, podstawy i zastosowania, Warszawa 1996, s. 542–550;
J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002, s. 202.
Substancję, którą otrzymano w wyniku reakcji 3.,
rozpuszczono w wodzie i zbadano odczyn wodnego roztworu tej substancji.
a)
Określ odczyn wodnego roztworu opisanej substancji i potwierdź go odpowiednim równaniem reakcji zapisanym w formie jonowej skróconej.
b)
Napisz wzory związków chemicznych i jonów obecnych w wodnym roztworze tej substancji.
