Do probówki z wodnym roztworem dichromianu(VI) potasu dodano wodny roztwór kwasu
siarkowego(VI) i wodny roztwór siarczanu(IV) potasu. Doświadczenie zilustrowano rysunkiem:
Reakcja przebiegła zgodnie ze schematem:
Cr2O2−7 + SO2−3 + H+ → Cr3+ + SO2−4 + H2O
a)
Napisz w formie jonowej, z uwzględnieniem oddanych lub pobranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równania procesów utleniania i redukcji oraz uzupełnij współczynniki stechiometryczne w schemacie równania reakcji w formie jonowej.
b)
Napisz równanie opisanej reakcji w formie cząsteczkowej.
Poniżej podano schematy dwóch reakcji utleniania i redukcji.
I MnO−4 + S2− + H+ → Mn2+ S + H2O
II I− + SO2−4 + H+ → I2 + H2S + H2O
a)
Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddanych lub pobranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesu redukcji i procesu utleniania zachodzących podczas przemiany przedstawionej schematem I.
b)
Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
Oczyszczoną blaszkę wykonaną z pewnego metalu zważono, a następnie zanurzono
w wodnym roztworze Cu(NO3)2. Zauważono, że powierzchnia blaszki znajdująca się
w roztworze pokryła się różowym nalotem o metalicznym połysku. Po pewnym czasie
blaszkę wyjęto z roztworu, osuszono i zważono. Stwierdzono, że masa blaszki po wyjęciu
z roztworu była mniejsza od jej masy początkowej. Roztwór w zlewce pozostał klarowny i nie
zaobserwowano w nim żadnego osadu.
Blaszka wykonana była z jednego z wymienionych metali: glin, nikiel, ołów, srebro.
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zachodziła w czasie
doświadczenia.
Związki arsenu wchodzą w skład preparatów stosowanych do zwalczania chwastów. Jednak
związki te są niebezpieczne dla zwierząt, dlatego ważna jest kontrola ich występowania
w środowisku naturalnym. Aby sprawdzić, jaką ilość związków arsenu zawiera badany
materiał organiczny, pobrane próbki spala się, co umożliwia przemianę obecnych w próbce
związków arsenu w tlenek arsenu(V). Tak otrzymaną suchą pozostałość poddaje się działaniu
rozcieńczonego kwasu solnego, dzięki czemu tlenek arsenu(V) w reakcji z wodą przekształca
się w rozpuszczalny w wodzie kwas ortoarsenowy(V) H3AsO4. Następnie należy zredukować
otrzymany kwas ortoarsenowy(V) do kwasu ortoarsenowego(III) za pomocą chlorku cyny(II)
w obecności katalizatora. Po dodaniu metalicznego cynku do roztworu zawierającego kwas
ortofosforowy(III) arsen oddziela się od reszty składników w postaci AsH3, który jest gazem.
Na podstawie: D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch, Podstawy chemii analitycznej, t. 1,
Warszawa 2006, s. 12–14.
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji tlenku arsenu(V) z wodą.
Związki arsenu wchodzą w skład preparatów stosowanych do zwalczania chwastów. Jednak
związki te są niebezpieczne dla zwierząt, dlatego ważna jest kontrola ich występowania
w środowisku naturalnym. Aby sprawdzić, jaką ilość związków arsenu zawiera badany
materiał organiczny, pobrane próbki spala się, co umożliwia przemianę obecnych w próbce
związków arsenu w tlenek arsenu(V). Tak otrzymaną suchą pozostałość poddaje się działaniu
rozcieńczonego kwasu solnego, dzięki czemu tlenek arsenu(V) w reakcji z wodą przekształca
się w rozpuszczalny w wodzie kwas ortoarsenowy(V) H3AsO4. Następnie należy zredukować
otrzymany kwas ortoarsenowy(V) do kwasu ortoarsenowego(III) za pomocą chlorku cyny(II)
w obecności katalizatora. Po dodaniu metalicznego cynku do roztworu zawierającego kwas
ortofosforowy(III) arsen oddziela się od reszty składników w postaci AsH3, który jest gazem.
Na podstawie: D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch, Podstawy chemii analitycznej, t. 1,
Warszawa 2006, s. 12–14.
Redukcja kwasu ortoarsenowego(V) chlorkiem cyny(II) przebiega zgodnie ze schematem:
H3AsO4 + Sn2+ + H+katalizator H3AsO3 + Sn4+ + H2O
a)
Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie procesu redukcji i równanie
procesu utleniania zachodzących podczas reakcji kwasu ortoarsenowego(V) z chlorkiem cyny(II).
b)
Dobierz współczynniki w równaniu reakcji kwasu ortoarsenowego(V) z chlorkiem cyny(II).
Związki arsenu wchodzą w skład preparatów stosowanych do zwalczania chwastów. Jednak
związki te są niebezpieczne dla zwierząt, dlatego ważna jest kontrola ich występowania
w środowisku naturalnym. Aby sprawdzić, jaką ilość związków arsenu zawiera badany
materiał organiczny, pobrane próbki spala się, co umożliwia przemianę obecnych w próbce
związków arsenu w tlenek arsenu(V). Tak otrzymaną suchą pozostałość poddaje się działaniu
rozcieńczonego kwasu solnego, dzięki czemu tlenek arsenu(V) w reakcji z wodą przekształca
się w rozpuszczalny w wodzie kwas ortoarsenowy(V) H3AsO4. Następnie należy zredukować
otrzymany kwas ortoarsenowy(V) do kwasu ortoarsenowego(III) za pomocą chlorku cyny(II)
w obecności katalizatora. Po dodaniu metalicznego cynku do roztworu zawierającego kwas
ortofosforowy(III) arsen oddziela się od reszty składników w postaci AsH3, który jest gazem.
Na podstawie: D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch, Podstawy chemii analitycznej, t. 1,
Warszawa 2006, s. 12–14.
Reakcja kwasu ortoarsenowego(III) z metalicznym cynkiem w obecności kwasu solnego jest reakcją utleniania-redukcji i przebiega zgodnie
z poniższym równaniem:
H3AsO3 + 3Zn + 6HCl → AsH3 + 3ZnCl2 + 3H2O
a)
Oceń, jaką funkcję (reduktora czy utleniacza) pełni w opisanej reakcji cynk i napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie procesu, któremu metal ten ulega.
b)
Określ, jaka liczba moli elektronów ulega wymienianie podczas tworzenia jednego mola AsH3.
Przeprowadzono dwa doświadczenia A i B, których celem było porównanie charakteru
chemicznego tlenków chromu na II i III stopniu utlenienia: CrO i Cr2O3. W probówce
oznaczonej numerem I w doświadczeniu A i doświadczeniu B znajdował się ten sam tlenek
chromu, podobnie w probówce oznaczonej numerem II w obu doświadczeniach umieszczono
drugi (taki sam w doświadczeniu A i B) tlenek chromu. W doświadczeniu A stwierdzono
objawy reakcji tylko w probówce II, w doświadczeniu B – w obu probówkach
zaobserwowano objawy reakcji.
a)
Uzupełnij rysunek, wpisując odpowiednie wzory tlenków chromu znajdujących się w probówce I i w probówce II w obu doświadczeniach.
b)
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i podkreśl właściwe określenie lub określenia w każdym nawiasie tak, aby zdania były prawdziwe.
Tlenek chromu(II) wykazuje właściwości (kwasowe/zasadowe/amfoteryczne), reaguje z (kwasami/zasadami).
Tlenek chromu (III) wykazuje właściwości (kwasowe/zasadowe/amfoteryczne), reaguje z (kwasami/zasadami).
c)
Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących w probówkach oznaczonych numerem II w doświadczeniu A oraz doświadczeniu B, wiedząc, że produktem jednej z nich jest związek kompleksowy o liczbie koordynacyjnej równej 4.
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.
W tabeli zestawiono właściwości fizyczne borowców.
Nazwa pierwiastka
Ogólna konfiguracja elektronów walencyjnych w stanie podstawowym
Rozpowszechnienie w skorupie ziemskiej, %
Gęstość, g · cm–3
Temperatura topnienia, K
bor
ns2np1
1,0 ⋅ 10−4
2,34
2570,00
glin
8,23
2,70
933,47
gal
1,9 ⋅ 10−4
5,91
302,91
ind
4,5 ⋅ 10−5
7,31
429,75
tal
8,5 ⋅ 10−5
11,85
577,00
Większość pierwiastków 13. grupy układu okresowego stanowi mieszaninę 2 trwałych
izotopów, np. tal występuje w przyrodzie w postaci 2 izotopów o masach równych 202,97 u
i 204,97 u. Bor jest pierwiastkiem niemetalicznym, podczas gdy pozostałe pierwiastki tej
grupy są metalami. Glin i tal mają typowe sieci metaliczne o najgęstszym ułożeniu atomów,
gal i ind tworzą sieci rzadko spotykane u metali. Te różnice w strukturze powodują różnice
w twardości i temperaturach topnienia. Glin jest kowalny i ciągliwy; gal jest twardy i kruchy,
natomiast ind należy do najbardziej miękkich pierwiastków – daje się kroić nożem, podobnie
jak tal. Elementarny bor wykazuje bardzo wysoką temperaturę topnienia, co jest
spowodowane występowaniem w jego sieci przestrzennej silnych wiązań kowalencyjnych.
Bor można otrzymać w reakcji redukcji tlenku boru metalicznym magnezem użytym
w nadmiarze. Otrzymany tą metodą preparat zawiera 98% boru, natomiast 2% stanowią
zanieczyszczenia takie, jak tlenek magnezu i nadmiar użytego do reakcji magnezu. Czysty
krystaliczny bor można otrzymać między innymi przez rozkład termiczny jodku boru.
Krystaliczny bor ma barwę czarnoszarą, wykazuje dużą twardość i jest złym przewodnikiem
elektryczności; charakteryzuje się małą aktywnością chemiczną – nie działa na niego wrzący
kwas solny ani kwas fluorowodorowy.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004, s. 760–793;
J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002, s. 202.
Korzystając z informacji, napisz w formie cząsteczkowej dwa równania reakcji, w wyniku których można otrzymać bor.
