Лабораторный практикум по общей и неорганической химии

Контролирующие задания

1. 
   Выпишите все элементы, входящие в подгруппу марганца. Ука- жите характер изменения свойств этих элементов.
   
2. 
   Какими свойствами обладает оксид марганца (II)? Напишите не- сколько уравнений реакций, подтверждающие его свойства.
   
3. 
   Приведите примеры соединений марганца, обладающих только окислительными, только восстановительными свойствами и окисли- тельно-восстановительными свойствами.
   
4. 
   Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осу- ществить следующие превращения:
   

5. 
   Рассчитайте объем кислорода (н.у.), который можно получить при действии 500 мл 0,5 М раствора перманганата калия на пероксид водорода в кислой среде.
   

Работа 9. ЖЕЛЕЗО, КОБАЛЬТ, НИКЕЛЬ

Железо, кобальт и никель – d-элементы (металлы) восьмой группы периодической системы. Они близки по физическим и химическим свойствам, поэтому их изучают совместно как «семейство железа».

В электрохимическом ряду напряжений эти металлы расположены в средней части, до водорода. Они взаимодействуют с соляной и раз- бавленной серной кислотой с выделением водорода и окислением до двухвалентного состояния. В концентрированных серной и азотной ки- слотах металлы пассивируются, что позволяет концентрированную H₂SO₄ перевозить в железных цистернах. С разбавленной азотной ки- слотой железо и кобальт взаимодействуют с образованием Fe(NO₃)₃ и Co(NO₃)₃, а никель – с образованием Ni(NO₃)₂. Никель устойчив к дей- ствию щелочных растворов и расплавов; железо и кобальт взаимодейст- вуют с концентрированными (50 %) растворами щелочей при нагрева- нии, что свидетельствует об их слабой амфотерности.

Для всех трех элементов в соединениях характерна степень окис- ления +2, однако соединения двухвалентного железа, как гидроксид, так и соли, окисляются до трехвалентного состояния кислородом воздуха. Соединения кобальта (II) и никеля (II) устойчивее подобных соедине- ний железа; например, соединения никеля (II) окисляются до никеля

2. 
   действием более сильных, чем кислород, окислителей: H₂O₂, NaClO и т.п. Из этого следует, что соединения кобальта (III) и никеля (III) об- ладают окислительными свойствами. Действительно, эти свойства на-
   

Окислительные свойства соединений железа (III) выражены слабее: они не выделяют хлор из соляной кислоты, но с йодоводородной кисло- той HI и её солями (йодидами) окислительно-восстановительные реак- ции с образованием йода возможны. Окислительные свойства солей же- леза (III) также можно наблюдать при их взаимодействии с сульфидами щелочных металлов и аммония: в этих реакциях железо (III) восстанав- ливается сульфид-ионами до двухвалентного состояния и наблюдается образование FeS и серы.

Для железа, кобальта и никеля характерно существование большо- го числа комплексных соединений. Особенно интересно наблюдать об- разование окрашенных амминокомплексных соединений кобальта и ни- келя и цианокомплексных соединений железа: берлинской лазури и турнбулевой сини. Современными исследованиями установлено, что их состав одинаков, а разная окраска обусловлена различным строением этих веществ.

Железо отличается от кобальта и никеля существованием ферратов

– соединений в степени окисления +6. Их получают в щелочных средах действием сильных окислителей (Cl₂, Br₂, O₃, NaClO и т.п.) на гидро- ксид железа (III). Все ферраты – сильные окислители.