Лабораторный практикум по общей и неорганической химии

Контролирующие задания

1. 
   Какие степени окисления являются характерными для меди? Приведите примеры соединений меди в данных степенях окисления.
   
2. 
   Какой из реактивов позволит перевести металлическую медь в растворимое состояние: HCl, H₂SO₄(конц), HNO₃(конц), H₂SO₄(разб), ZnSO₄, HI, NaOH, Pb(NO₃)₂? Напишите уравнения реакций.
   
3. 
   Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осу- ществить следующие превращения:
   

4. 
   Объясните причину устойчивости степени окисления +1 у серебра.
   
5. 
   К нитрату серебра прилили раствор щелочи. Какое соединение выпало в осадок. Напишите уравнение реакции.
   
6. 
   Какой из галогенидов серебра растворяется в воде? Объясните причину его хорошей растворимости.
   

Работа 11. ЦИНК, КАДМИЙ, РТУТЬ

Цинк, кадмий и ртуть находятся в побочной подгруппе второй группы периодической системы. Полное заполнение электронами пред- внешних d-орбиталей и внешних s-орбиталей объясняет свойства этих элементов.

Zn, Cd, Hg – мягкие, легкоплавкие металлы, их температуры плав- ления ниже по сравнению с другими d-металлами, так как спаренные d- электроны атомов не принимают участия в образовании металлической связи. Ртуть, имеющая температуру плавления –38,8 ^оС, является самым легкоплавким металлом, что позволяет использовать её в термометрах.

В своих соединениях цинк, кадмий и ртуть всегда двухвалентны. Для ртути известны соединения, в которых она, будучи двухвалентной (электронная валентность) проявляет степень окисления +1, например

Hg₂Cl₂, Hg₂(NO₃)₂ и др. Такие соединения со связью металл–металл (на- пример: Cl–Hg–Hg–Cl) называются кластерами (от английского слова cluster – гроздь). Образование таких соединений у ртути объясняется повышенной устойчивостью 6s²-состояния.

ходит по донорно-акцепторному механизму:

где □ – 6s-орбиталь.

В ряду Zn – Cd – Hg увеличивается химическое «благородство» ме- таллов, что подтверждается значениями электродных потенциалов: – 0,76 В (Zn), –0,40 В (Cd), +0,85 В (Hg). Поэтому цинк и кадмий взаимо- действуют как с разбавленными, так и с концентрированными кислота- ми. Ртуть с кислотами-неокислителями не взаимодействует, а с азотной кислотой взаимодействует своеобразно: в зависимости от концентрации и избытка кислоты образуются или Hg(NO₃)₂, или Hg₂(NO₃)₂:

3Hg + 8HNO₃ = 3Hg(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O – при избытке HNO₃,

6Hg + 8HNO₃ = 3Hg₂(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O – при недостатке HNO₃.

Основные свойства оксидов и гидроксидов увеличиваются от цин- ка к ртути. Соединения цинка ZnO и Zn(OH)₂ взаимодействуют с раз- бавленными растворами щелочей при обычных условиях. Амфотер- ность гидроксида кадмия проявляется в более жёстких условиях: он взаимодействует с концентрированными растворами едких щелочей при нагревании. Оксид ртути проявляет только основные свойства, а гидро- ксид ртути не существует (разлагается в момент образования).