Задачи и упражнения для самостоятельного решения. 18.1. Написать формулы следующих соединений: а) хлорид дибромотетраамминплатины (IV); б) тетрароданодиаквахромат (III) калия; в) сульфат пентаамминакваникеля
18.1. Написать формулы следующих соединений: а) хлорид дибромотетраамминплатины (IV); б) тетрароданодиаквахромат (III) калия; в) сульфат пентаамминакваникеля (II); г) трихлоротриамминкобальт (III). К какому типу относится каждое из комплексных соединений по электрическому заряду комплексного иона?
18.2. Составить координационные формулы следующих комплексных соединений платины: а) PtCl4 ∙ 6NH3; б) PtCl4 ∙ 4NH3; в) PtCl4 ∙ 2NH3. Координационное число платины (IV) равно 6. Написать уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах. Какое соединение является комплексным неэлектролитом?
18.3. Написать молекулярные и ионные уравнения реакций обмена с образованием нерастворимых комплексных соединений:
а) СuSO4 + K4[Fe(CN)6] = …; б) KCl + Na2[PtCl6] = …;
в) AgNO3 + K3[Fe(CN)6] = …; г) FeSO4 + Na3[Co(CN)6] = ….
Назвать образующиеся при реакциях комплексные соли.
18.4. Определить степень окисления и координационное число комплексообразователя в следующих комплексных ионах:
а) [Ni(NH3)5Cl]2+; б) [Co(NH3)2(NO2)4]‾;
в) [Cr(H2O)4Br2]+; г) [AuCl4]‾; д) [Cd(CN)4]2−.
18.5. Составить координационные формулы следующих комплексных соединений кобальта: а) CoCl3 ∙ 6NH3; б) CoCl3 ∙ 5NH3; в) CoCl3 ∙ 4NH3. Координационное число кобальта (III) равно 6. Написать уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах.
18.6. Написать координационные формулы следующих комплексных соединений: а) гексанитрокобальтат (III) калия; б) хлорид гексаамминникеля (II);
в) тетрахлородиамминплатина; г) трифторогидроксобериллат магния. К какому типу относится каждое из комплексных соединений по заряду комплексного иона?
18.7. Из сочетания частиц Cr3+, H2O, Cl‾, K+ можно составить семь координационных формул комплексных соединений хрома, одно из которых [Cr(H2O)6]Cl3. Составить формулы других шести соединений и написать уравнения их диссоциации в водных растворах.
18.8. Написать молекулярные и ионные уравнения реакций обмена, происходящих между: а) гексацианоферратом (II) калия и сульфатом меди;
б) гексацианокобальтатом (II) натрия и сульфатом железа; в) гексацианоферратом (III) калия и нитратом серебра; г) гексахлороплатинатом (II) натрия и хлоридом калия. Образующиеся в результате реакций комплексные соединения нерастворимы в воде.
18.9. Константы нестойкости комплексных ионов [Co(CN)4]2−, [Hg(CN)4]2−, [Cd(CN)4]2− соответственно равны 8∙10−20, 4∙10−41, 1,4∙10−17. В каком растворе содержание ионов CN‾ больше? Написать выражения для констант нестойкости указанных комплексных ионов.
18.10. Определить, чему равен заряд комплексных ионов:
а) [Сr(NH3)5NO2], б) [Pd(NH3)Cl3], в) [Ni(CN)4], если комплексообразователями являются Cr3+, Pd2+, Ni2+. Написать формулы комплексных соединений, содержащих эти ионы.
18.11. Из сочетания частиц Co3+, NH3, NO2‾, K+ можно составить семь координационных формул комплексных соединений кобальта, одно из которых [Co(NH3)6](NO2)3. Составить формулы других шести соединений и написать уравнения их диссоциации в водных растворах.
18.12. Составить координационные формулы следующих комплексных соединений платины (II), координационное число которой равно 4:
а) PtCl2 ∙ 3NH3; б) PtCl2 ∙ NH3 ∙ KCl; в) PtCl2 ∙ 2NH3. Написать уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах. Какое соединение является комплексным неэлектролитом?
18.13. Константы нестойкости комплексных ионов [Co(NH3)6]3+, [Fe(CN)6]4−, [Fe(CN)6]3− соответственно равны 6,2∙10−36, 1,0∙10−37, 1,4∙10−44. Какой из этих ионов наиболее прочный? Написать выражения для констант нестойкости указанных комплексных ионов и молекулярные формулы соединений, содержащих эти ионы.
18.14. Известны две комплексные соли кобальта, отвечающие одной и той же эмпирической формуле CoClSO4∙5NH3. Одна из них в растворе с BaCl2 дает осадок BaSO4, но не дает осадка с AgNO3, другая с AgNO3 дает осадок AgCl, а с BaCl2 осадка не дает: а) написать формулы обоих комплексных соединений;
б) назвать эти комплексные соединения и написать уравнения их диссоциации; в) написать молекулярные и ионные уравнения реакций взаимодействия комплексных соединений с образованием осадка – в одном случае AgCl, а в другом – BaSO4.
18.15. Определить заряд комплексообразователя и назвать комплексные соединения: а) Cu2[Fe(CN)6]; б) [Ag(NH3)2]Cl; в) [Co(NH3)3(NO2)3]; г) Na2[PtCl4].
18.16. Назвать каждое из следующих соединений: а) K3[Ni(CN)6];
б) [Cr(NH3)4(SCN)Cl]NO3; в) [Pt(NH3)2(H2O)2Br2]Cl2; г) K4[CoF6].
18.17. Из раствора комплексной соли PtCl4 ∙ 6NH3 нитрат серебра осаждает весь хлор в виде хлорида серебра, а из раствора соли PtCl4∙3NH3 – только ¼ часть входящего в его состав хлора. Написать координационные формулы этих солей, определить координационное число платины в каждой из них.
18.18. Координационное число Os4+ и Ir4+ равно 6. Составить координационные формулы и написать уравнения диссоциации в растворе следующих комплексных соединений этих металлов:
а) 2NaNO2∙OsCl4; б)Ir(SO4)2∙2KCl; в) OsBr4∙Ca(NO3)2; г) 2RbCl∙IrCl4.
18.19. Написать координационные формулы соединений
а) Co(NO2)3∙3KNO2; б) Co(NO2)3∙KNO2∙2NH3; в) CoCl3∙3NH3, если координационное число кобальта 6. Составить уравнения диссоциации этих соединений.
18.20. Нижеприведенные молекулярные соединения представить в виде комплексных солей: а) KCN∙AgCN; б) 2KCN∙Cu(CN)2; в) Co(NO3)3∙6NH3; г) CrCl3∙6H2O; д) 2KSCN∙Co(SCN)2; е) 2KI∙HgI2. Написать уравнения диссоциации этих солей в водных растворах.
S-металлы
Теоретическое введение
В периодической системе s-металлы расположены в IА (щелочные металлы (ЩМ)) и IIА (Ве, Мg и щелочноземельные металлы (ЩЗМ)) группах Периодической системы (табл. Б. 5). На внешнем энергетическом уровне у атомов щелочных металлов находится один электрон (ns1), у атомов Ве, Mg и ЩЗМ – два электрона (ns2). Во всех соединениях ЩМ проявляют степень окисления +1, Ве, Mg и ЩЗМ +2.
Все s-металлы – сильные восстановители. Они энергично взаимодействуют с кислородом. При этом литий образует оксид Li2O, натрий − пероксид Na2O2, а калий, рубидий и цезий – надпероксиды МО2. Бериллий, магний и ЩЗМ образуют оксиды МО. Пероксиды ЩМ проявляют окислительные и восстановительные свойства, причем окислительные свойства выражены сильнее. Пероксиды являются солями пероксида водорода. Поскольку кислотные свойства Н2О2 выражены очень слабо, пероксиды, растворяясь в воде, подвергаются почти полному гидролизу.
ЩМ также энергично взаимодействуют с галогенами, особонно с фтором и хлором, с образованием соответствующих галогенидов; Ве, Mg и ЩЗМ реагируют с галогенами при обычных температурах или при небольшом нагревании. Безводные галогениды ЩЗМ легко присоединяют воду и аммиак.
Из ЩМ только литий непосредственно взаимодействует с азотом при комнатной температуре, образуя нитрид лития Li3N. Магний и ЩЗМ реагируют с азотом при нагревании с образованием М3N2.
ЩМ энергично взаимодействуют с водой при комнатной температуре, вытесняя из нее водород и образуя гидроксиды. Активность взаимодействия с водой возрастает по мере увеличения порядкового номера элемента. Также взаимодействуют и ЩЗМ. Бериллий и магний отличаются во многих отношенияхотщелочноземельных металлов. С водой они взаимодействуют очень медленно, так как образующиеся при этом гидроксиды малорастворимы в воде. Магний хорошо реагирует с водой при нагревании и при комнатной температуре в присутствии хлорида аммония NH4Cl, который удаляет с поверхности магния защитную пленку из Mg(OH)2.
Гидроксиды ЩМ хорошо растворимы в воде, являются сильными основаниями и называются щелочами. Гидроксиды металлов II А группы менее растворимы и являются более слабыми основаниями. Основные свойства гидроксидов М(ОН)2 увеличиваются от Ве(ОН)2 (амфотерного) до Ва(ОН)2 (щелочь).