Borowce - powtórka 3

1. Na roztwór wodny siarczanu glinu podziałano roztworem wodnym amoniaku, otrzymując osad, na który podziałano roztworem wodnym wodorotlenku sodu, stwier­dzając „zniknięcie" osadu. Ułożyć równania podanych reakcji oraz nazwy powstałych związków chemicznych reakcji

2 Do 5 cm³ roztworu A1C1₃, o stężeniu 0, l mol/dm³, dodano 5 cm³ wody amonia­kalnej o stężeniu 0,3 mol/dm³. Otrzymaną zawiesinę odparowano, a następnie silnie wy­prażono. Jaki związek otrzymano? Zapisz równania reakcji i oblicz jego masę

3 Stop glinu z magnezem poddano działaniu kwasu solnego, a do otrzymanego roztworu dodano nadmiar roztworu KOH. Gdzie znajduje się glin - w roztworze czy w osadzie? Napisz odpowiednie równania reakcji

4. Podczas prażenia tlenku metalu ciężkiego ze sproszkowanym glinem zachodzi gwałtowna reakcja egzotermiczna i wydziela się metal. Reakcję tę, zwaną aluminotermią, stosuje się często do spawania metali, na przykład styków szyn tramwajowych. Używana do spawania mieszanina (termit) zawiera glin i tlenek żelaza(II) dwużelaza(III). Ułożyć równanie reakcji, która przebiega po zapaleniu termitu i obliczyć, jaki skład procentowy powinien mieć termit.

5 Zaprojektuj doświadczenie wykazujące amfoteryczny charakter tlenku glinu. W tym celu podaj odczynniki chemiczne, schemat doświadczenia, obserwacje, wnioski i równania reakcji w formie cząsteczkowej, jonowej i jonowej skróconej.

6 W normalnych warunkach glin nie reaguje z wodą, ponieważ jest mało reak­tywny. Można jednak zwiększyć jego reaktywność poprzez amalgamowanie. Po zanu­rzeniu płytki glinowej, na okres 5 minut, w mieszaninie (l : 1) jednomolowych roztwo­rów HgO₂ i HC1 tworzy się lustro, które wystarczy zanurzyć w wodzie, aby zaczął wy­dzielać się wodór. Na otrzymanie l dm³ wodoru (warunki normalne) zużywa się 804 mg glinu. Uwzględniając ogólne równanie reakcji, obliczyć wartościowość glinu w powsta­jącym wodorotlenku, a następnie ułożyć równanie reakcji glinu z wodą.

7. Bor, mimo, że jest pierwiastkiem 13 grupy, jest niemetalem, a jego tlenek w reakcji z wodą tworzy kwas ortoborowy H₃BO₃. Kwas ortoborowy łatwo ulega odwodnieniu tworząc kwas metaborowy. Napisz równania reakcji opisanych w tekście, narysuj wzór strukturalny cząsteczki kwasu ortoborowego i na tej podstawie określ jego moc.

8 W temperaturze 1000 K siarczan glinu rozkłada się na dwa tlenki. Jeden z tych tlenków równocześnie rozkłada się na tlen i tlenek tego pierwiastka na stopniu utlenienia +IV. Ułożyć równanie rozkładu siarczanu glinu.

9. Jak odróżnić roztwór A1₂(SO₄)₃ od roztworu Na₂SO₄? podaj odczynniki chemiczne, schemat doświadczenia, obserwacje, wnioski i równania reakcji w formie cząsteczkowej, jonowej i jonowej skróconej.

10. . Zapisz w postaci cząsteczkowej i jonowej równania reakcji zachodzące według podanego schematu.

Al. AlCl₃ Al.(OH)₃ Al₂(SO₄)₃

K[Al(OH)₄]

11. Wyjaśnij, na czym polega zjawisko pasywacji i jakie czynniki je wywołują. Czy to zjawisko jest charakterystyczne tylko dla glinu. Uzasadnij odpowiedź.

12. Podczas prażenia związków kobaltu z tlenkiem glinu otrzymuje się tzw. błękit Thenarda - glinian kobaltu(ll) - stosowany w analizie chemicznej, ale przede wszystkim do produkcji farb o barwie niebieskiej. Na podstawie równania reakcji CoO + AI₂O₃ ———> Co(AIO₂)₂ oblicz:

1. ile kilogramów glinianu kobaltu(ll) można otrzymać z 2,25 kg tlenku kobaltu(ll), zakładając, że wydajność procesu wynosi 85%,

2. masę boksytu o 85-procentowej zawartości Al₂O₃, którą należy przygotować do otrzymania 5,31 kg błękitu Thenarda.

13. Brązal jest stopem miedzi, cyny i glinu. W celu oznaczenia zawartości glinu i cyny w próbce stopu o masie 20 g poddano ją reakcji z kwasem solnym. W reakcji wydzieliło się 2,863 dm³ wodoru. Oblicz zawartość procentową glinu i cyny w stopie, wiedząc, że zawiera on 80% miedzi.

14. Chlorek glinu otrzymuje się w reakcji glinu z chlorowodorem lub działając chlorem na glin. Związek ten tworzy kryształy, rozpuszczalne w wodzie zakwaszonej kwasem solnym. Z roztworów tych krystalizuje uwodniona sól - tak zwany heksahydrat chlorku glinu [gr. héks = sześć]. Hydraty (sole uwodnione) to sole zawierające w sieci krystalicznej cząsteczki wody, np. dekahydrat węglanu sodu, Na₂CO₃·10H₂O. Zapis ten oznacza, że w sieci krystalicznej tej soli na 2 jony Na⁺ i 1 jon CO₃^2- przypada 10 cząsteczek wody. Chlorek glinu jest stosowany jako katalizator w wielu syntezach organicznych.

1. Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji ilustrujące wymienione w informacji metody otrzymywania chlorku glinu.

2. Podaj liczbę moli chloru cząsteczkowego, która całkowicie przereaguje z jednym molem glinu.

c). Napisz wzór i oblicz masę molową soli, która krystalizuje z wodnego roztworu chlorku glinu. Pamiętaj, że jest to sól uwodniona. Zapisz niezbędne obliczenia.

15. Wodorotlenek sodu jest głównym składnikiem preparatów do czyszczenia niedrożnych rur i syfonów. Na etykiecie jednego z takich preparatów znajduje się następujące ostrzeżenie: Nie stosować do czyszczenia instalacji aluminiowych. Uzasadnij powyższe ostrzeżenie, zapisując w formie jonowej równanie reakcji chemicznej, która zaszłaby po zastosowaniu takiego preparatu do czyszczenia instalacji aluminiowej. Pamiętaj, że jednym z produktów reakcji glinu z zasadą sodową jest wodór.

16. Poniżej scharakteryzowano dwa pierwiastki: A i B.

Pierwiastek A jest metalem lekkim, srebrzystym, kowalnym. Bardzo dobrze przewodzi ciepło i prąd elektryczny. Jest

składnikiem lekkich stopów, np. elektronu, stosowanego do wyrobu części samolotów. Znajduje też zastosowanie do produkcji opakowań i folii. Jego minerał o nazwie korund jest bardzo twardy i ma duże znaczenie techniczne. Barwne odmiany korundu to rubiny i szafiry.

Pierwiastek B jest ciałem stałym, twardym i kruchym. Zalicza się go do półprzewodników. Stosowany jest do produkcji

stopów z żelazem, a także tranzystorów i ogniw fotoelektrycznych. Należy do grupy pierwiastków najczęściej występujących w skorupie ziemskiej. Jego najważniejszy związek występujący w przyrodzie w bardzo dużych ilościach to kwarc. Podaj nazwy opisanych pierwiastków.

17. Wody powierzchniowe, wykorzystywane do zaopatrywania ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, muszą spełniać określone normy. Zgodnie z nimi, najwyższa dopuszczalna zawartość jonów glinu wynosi 250mg w 1dm³ wody. Z rzeki pobrano próbkę wody o objętości 150cm³ i po analizie stwierdzono, że zawierała ona 25mg chlorku glinu.

Wykonaj odpowiednie obliczenia i oceń przydatność badanej wody do celów spożywczych

Węglowce

1. Właściwości pierwiastków z grupy 13 okładu okresowego zmieniają się znacznie wraz ze wzrostem masy atomowej. Wę­giel to typowy niemetal, zaś ołów należy do metali. Napisz konfiguracje elektronowe węgla i ołowiu w postaci skróconej i na tej podstawie wyjaśnij różnice we właściwościach chemicznych tych pierwiastków.

konfiguracja węgla w stanie podstawowym:

Atom węgla w stanie podstawowym posiada ............... elektronów niesparowanych, dzięki czemu w związkach chemicznych może występować na + drugim stopniu utlenienia.

konfiguracja węgla w stanie wzbudzonym:

Atom węgla w stanie podstawowym posiada ............... elektrony niesparowane, dzięki czemu w związkach chemicznych może występować na ............................... stopniu utlenienia.

Na podstawie powyższych informacji sformułuj wniosek dotyczący zależności stopnia utlenienia pierwiastka od budowy atomu

...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

konfiguracja elektronowa atomu ołowiu

konfiguracja elektronowa dwudodatniego jonu ołowiu:

konfiguracja elektronowa czterododatniego jonu ołowiu:

W jaki sposób wytłumaczysz, że typowy stopień utlenienia dla węgla wynosi +IV, a dla cyny i ołowiu +II.

2. Podaj wzory elektronowe tlenku węgla II i tlenku węgla IV. Zaznacz wiązania kowalencyjne spolaryzowane i kąt między wiązaniami w cząsteczce CO₂, oraz wiązania kowalencyjne spolaryzowane i koordynacyjne w cząsteczce CO. Jaka reguła została zastosowana w tworzeniu tych wiązań.

3. Wyjaśnij pojęcie alotropii na przykładzie węgla

4. Zaprojektuj doświadczenie w którym oczyścisz tlenek węgla (II) od domieszki dwutlenku węgla

5. Napisz równania zaznaczone na poniższym schemacie. Podaj nazwy systematyczne powstałych produktów

Oblicz, ile dm³ (warunki normalne) związku A powstanie w wyniku reakcji 3, jeżeli przereagowało 5 g związku D, a wydajność reakcji wynosi 80%.

6. Ołów ogrzewany na powietrzu (w odróżnieniu od węgla) tworzy tlenek, w którym występuje na II stopniu utlenienia. Inną metodą otrzymywania tego tlenku ołowiu jest termiczny rozkład węglanu ołowiu(II). Tlenek ołowiu(IV) można otrzymać w reakcji rozpuszczalnych soli ołowiu(II) z silnymi utleniaczami. Substratami dla tej reakcji mogą być np.: azotan(V) ołowiu(ll), chlor oraz woda, a wśród produktów, oprócz tlenku ołowiu(IV), są dwa kwasy - tlenowy i beztlenowy.

1. Napisz równania reakcji otrzymywania tlenków ołowiu opisanymi meto­dami. Współczynniki stechiometryczne w równaniu reakcji otrzymywa­nia tlenku ołowiu(IV) dobierz za pomocą bilansu elektronowego.

b) Oblicz, ile gramów tlenku ołowiu(IV) można otrzymać w powyższej re­akcji, jeżeli w doświadczeniu użyto 250 cm³ 0,5 molowego roztworu Pb(N0₃)₂, a wydajność tej reakcji wynosi 50%. :

7. Tlenek ołowiu(II) wykazuje właściwości amfoteryczne. Reaguje np. z kwa­sem solnym, a także z zasadą sodową. W reakcji z zasadą powstaje związek koordynacyjny o liczbie koordynacji 6.

1. Napisz równania reakcji ilustrujące amfoteryczny charakter tlenku ołowiu(II) i podaj ich nazwy systematyczne

8. Określ odczyn wodnego roztworu Pb(N0₃)₂. Swoje stwierdzenie uza­sadnij, pisząc odpowiednie równanie reakcji w formie jonowej,

9. Tlenek ołowiu(IV) wykazuje właściwości utleniające. Utlenia np. kwas sol­ny do wolnego chloru. Oprócz chloru w tej reakcji powstaje sól ołowiu(ll) oraz woda. Napisz równanie opisanej reakcji. Współczynniki stechiometryczne dobierz za pomocą bilansu elektronowego. Wskaż również utleniacz i reduktor,

10. Przedstaw konfigurację elektronową atomu krzemu w stanie podstawowym i wzbudzonym i na tej podstawie określ typowe stopnie utlenienia tego pierwiastka w związkach chemicznych. Podaj treść reguł, które uwzględniłeś przy zapisie konfiguracji elektronowej.

1. Biorąc pod uwagę typowe stopnie utlenienia atomu krzemu napisz wzory tlenków tego pierwiastka, podaj ich nazwy. Porównaj właściwości tlenków węgla i krzemu w których pierwiastki te występują na maksymalnych stopniach utlenienia.

11. Tlenek krzemu(IV) stapiany z wodorotlenkiem sodu tworzy ortokrzemian sodu. Sól ta pod wpływem wody ulega powolnej hydrolizie tworząc kwas ortokrzemowy o wzorze H₄SiO_4. Powstający kwas wykazuje tendencję do kondensacji. W wyniku tej reakcji powstaje kwas ortodikrzemowy o wzorze H₆Si₂O₇. Napisz równania trzech reakcji opisanych w zadaniu

12. Krzem łatwo reaguje z roztworami zasad. Z roztworem NaOH tworzy Na₂SiO₃. Ułóż odpowiednie równanie reakcji(wśród substratów należy uwzględnić wodę) i oblicz ile dm³ wodoru (warunki normalne ) wydzieli się w tej reakcji jeżeli 58 g krzemu wrzucimy do 250 cm 2,5 molowego roztworu NaOH. Założyć, że reakcja przebiega z wydajnością 100%.

13. Krzem jest pierwiastkiem o malej aktywności, jednak w określonych warunkach tworzy liczne związki chemiczne. Związki krzemu z tlenem wykazują pewne podobieństwa do połączeń węgla z tlenem, a z wodorem krzem tworzy silony wykazujące analogie do alkanów. Nazwy silanów tworzy się poprzedzając słowo silan odpowiednim przedrostkiem (mono, di, tri, tetra...) określającym liczbę atomów krzemu w łańcuchu lub pierścieniu np. SiH₄ to monosilan.

a) Napisz wzory strukturalne i podaj nazwy łańcuchowego i pierścieniowego silanu o 5 atomach krzemu.

14. W gaśnicy pianowej butla stalowa wypełniona jest stężonym roztworem wodorowęglanu sodu z dodatkiem substancji pianotwórczej. Podkreśl spośród podanych: stężonych roztworów kwasu octowego, kwasu fosforowego (V), kwasu solnego i zasady potasowej substancję, która powinna się znajdować w pojemniku szklanym znajdującym się w górnej części butli i ulegającym rozbiciu po uruchomieniu gaśnicy, tak, aby obie substancje się wymieszały. Zapisz równanie zachodzącej reakcji.

15. Jednym z surowców do produkcji porcelany jest kaolin, o wzorze tlenkowym: Al₂O₃ • 2SiO₂ • 2H₂O. Oblicz procentową zawartość tlenku glinu w tym związku.

Krzemiany szczególnie zawierające dwa lub więcej kationów, mogą krystalizować w postaci szkieł. Najpospolitszym rodzajem szkła jest szkło sodowe o składzie 13% Na₂O_, 11,7% CaO, 75,3% SiO₂. Zaproponuj wzór tlenkowy tego szkła.

16. W siedmiu probówkach znajdują się roztwory: Na₂CO₃, NaNO₃ Na₂S i NaCl oraz CO, wodór, CO₂. Zaproponuj doświadczenia jak je rozróżnić. Podaj schemat doświadczenia i odpowiednie równania reakcji

17. Jak otrzymać kwas krzemowy z krzemionki? Ułożyć równania reakcji, opisać czynności eksperymentalne, proponując

konkretne ilości potrzebnych substancji (dla roztworów również stężenia) niezbędnych do otrzymania około 0,1 mola produktu.

---