Олово задачи по химии

Окислительно-восстановительные свойства олова и свинца

Задание 365
Какая степень окисления наиболее характерна для олова и, какая для свинца? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций олова и свинца с концентрированной азотной кислотой.
Решение:
Для олова в одинаковой степени характерны степени окисления +2 и +4. Для олова в одинаковой степени характерны степени окисления +2 и +4.
Для свинца наиболее характерна степень окисления +2 и в меньшей степени +4.
Уравнения реакций олова и свинца с концентрированной азотной кислотой:
а) При взаимодействии олова с концентрированной азотной кислотой образуются — оловянная кислота H2SnO3 и оксид азота (IV) NO2:

Sn 0 + 4N 5+ = Sn 4+ + 4N4 +

б) При взаимодействии свинца с концентрированной азотной кислотой образуются нитрат свинца Pb(NO3)2 и оксид азота (IV) NO2:

Pb 0 + 2N 5+ = Pb 2+ + 2N 4+

Задание 366
Чем можно объяснить восстановительные свойства олова (II) и окислительные свинца (IV)? На основании электронных уравнений составьте уравнения реакций: а) SnCl2 с НgCl2; б) РЬО2 с НСl (конц.).
Решение:
Олово и свинец на внешнем энергетическом уровне содержат по четыре электрона. Так как олово (II) на внешнем энергетическом уровне содержит два электрона, то оно может их отдать, т. е. проявить свойства восстановителя. Свинец (IV) на внешнем энергетическом уровне не содержит электронов, поэтому свинец (IV) может присоединить недостающие электроны, проявив при этом свойства окислителя. Свинец в степени окисления +4 может только присоединять электроны, поэтому проявляет только свойства окислителя, олово в степени окисления +2 может и отдавать, и присоединять по два электрона, проявляя при этом свойства или восстановителя, или окислителя.

а) Реакция SnCl2 с НgCl2

Sn 2+ + 2Hg 2+ = Sn 4+ + 2Hg +

б) Реакция РЬО2 с НСl (конц.).

Pb 4+ + 2Cl — = Pb 2+ + Cl2 0

Задание 367
Какие оксиды и гидроксиды образуют олово и свинец? Как изменяются их кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства в зависимости от степени окисления элементов? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия раствора гидроксида натрия: а) с оловом; б) с гидроксидом свинца (II).
Решение:
Олово и свинец образуют оксиды и диоксиды: PbO, PbO2, SnO, SnO2.
SnO и PbO образуют гидроксиды Sn(OH)2 и Pb(OH)2, которые проявляют амфотерные свойства. У Pb(OH)2 преобладают основные свойства, он растворяется только в концентрированном растворе щёлочи. У Sn(OH)2 преобладают кислотные свойства.

Оксидам PbO2 и SnO2 отвечают гидроксиды H2SnO3 и H2PbO3 – слабые кислоты. Причём кислотные свойства их ослабевают в ряду H2SnO3 — H2PbO3. Основные свойства в ряду Sn(OH)2 — Pb(OH)2 усиливаются.

Уравнения реакции взаимодействия раствора гидроксида натрия: а) с оловом; б) с гидроксидом свинца (II):

а) Sn +2NaOH + 4H2O = Na2[Sn(OH)6] + 2H2↑ (молекулярная форма);
Sn + 2OH – + 4H2O = [Sn(OH)6] 2- + 2H2↑ (ионно-молекулярная форма)

б) Pb(OH)2 + 2NaOH = Na2[Pb(OH)4] (молекулярная форма);
Pb(OH)2 + 2OH — = [Pb(OH)4] 2- (ионно-молекулярная форма).

Источник

Степени окисленности свинца в смешанных оксидах Рb2O3 и Рb3O4

Задача 1072.
Почему оксиды свинца Рb2O3 и Рb3O4 называют смешанными? Указать степени окисленности свинца в этих соединениях.
Решение:
Известны два смешанных оксида свинца Рb2O3 и Рb3O4. Их можно рассматривать как соединения оксидов свинца (II) и (III): PbO . PbO2 (Рb2O3) и 2PbO . PbO2 (Рb3O4). Первый является свинцовой солью метасвинцовой кислоты (H2PbO2), а второй – ортосвинцовой кислоты (H4PbO4). Структура обоих промежуточных окислов свинца может быть обоснована результатами их взаимодействия с разбавленной азотной кислотой. Например, из сурика 70% всего свинца растворяются, переходя в Pb(NO3)2, а 30% остаётся в виде PbO2. Этим доказывается наличие в молекуле Pb3O4 двух атомов двухвалентного свинца и одного – четырёхвалентного. Аналогично можно обосновать и структуру Рb2O3. Получают как закись свинца, так и сурик могут быть получены смешиванием растворов Pb(OH)2 и Pb(OH)4 с щёлочью. В присутствии небольших концентраций щёлочи выпадает закись-окись (в виде кристаллогидрата Рb2O3 .2О), а при её больших концентрациях – сурик. Сурик Рb3O4 – вещество ярко-красного цвета, на основе которого изготовляют краску, применяемую для защиты металлических конструкций от коррозии (замазка для придания стыкам труб газо- и водонепроницаемости).

Читайте также:  Олово образует водородное соединение

Гидролиз хлорида олова

Задача 1073.
Почему при приготовлении раствора SnCl2 воду подкисляют соляной кислотой?
Решение:
При приготовлении раствора SnCl2 происходит гидролиз соли по катиону по первой ступени с образованием основной соли и соляной кислоты:

Sn 2+ + Н2О ⇔ SnOH + + H + (гидролиз соли по 1-й ступени);

SnCl2 + H2O ⇔ SnOHCl + HCl (молекулярная форма гидролиза).

Поэтому для того чтобы сместить равновесие влево, в сторону предотвращения гидролиза в раствор соли необходимо добавить соляную кислоту (подкисляют воду соляной кислотой). Таким образом, при подкислении воды, идущей на приготовление раствора хлорида олова, соляной кислотой происходит замедление гидролиза соли согласно принципу Ле Шателье, равновесие системы сместится в сторону уменьшения концентрации HCl, т. е. гидролиз соли будет подавлен, значит, соль будет долго храниться.

Источник

Окислительно-восстановительные свойства олова и свинца

Задание 365
Какая степень окисления наиболее характерна для олова и, какая для свинца? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций олова и свинца с концентрированной азотной кислотой.
Решение:
Для олова в одинаковой степени характерны степени окисления +2 и +4. Для олова в одинаковой степени характерны степени окисления +2 и +4.
Для свинца наиболее характерна степень окисления +2 и в меньшей степени +4.
Уравнения реакций олова и свинца с концентрированной азотной кислотой:
а) При взаимодействии олова с концентрированной азотной кислотой образуются — оловянная кислота H2SnO3 и оксид азота (IV) NO2:

Sn 0 + 4N 5+ = Sn 4+ + 4N4 +

б) При взаимодействии свинца с концентрированной азотной кислотой образуются нитрат свинца Pb(NO3)2 и оксид азота (IV) NO2:

Pb 0 + 2N 5+ = Pb 2+ + 2N 4+

Задание 366
Чем можно объяснить восстановительные свойства олова (II) и окислительные свинца (IV)? На основании электронных уравнений составьте уравнения реакций: а) SnCl2 с НgCl2; б) РЬО2 с НСl (конц.).
Решение:
Олово и свинец на внешнем энергетическом уровне содержат по четыре электрона. Так как олово (II) на внешнем энергетическом уровне содержит два электрона, то оно может их отдать, т. е. проявить свойства восстановителя. Свинец (IV) на внешнем энергетическом уровне не содержит электронов, поэтому свинец (IV) может присоединить недостающие электроны, проявив при этом свойства окислителя. Свинец в степени окисления +4 может только присоединять электроны, поэтому проявляет только свойства окислителя, олово в степени окисления +2 может и отдавать, и присоединять по два электрона, проявляя при этом свойства или восстановителя, или окислителя.

а) Реакция SnCl2 с НgCl2

Sn 2+ + 2Hg 2+ = Sn 4+ + 2Hg +

б) Реакция РЬО2 с НСl (конц.).

Pb 4+ + 2Cl — = Pb 2+ + Cl2 0

Задание 367
Какие оксиды и гидроксиды образуют олово и свинец? Как изменяются их кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства в зависимости от степени окисления элементов? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия раствора гидроксида натрия: а) с оловом; б) с гидроксидом свинца (II).
Решение:
Олово и свинец образуют оксиды и диоксиды: PbO, PbO2, SnO, SnO2.
SnO и PbO образуют гидроксиды Sn(OH)2 и Pb(OH)2, которые проявляют амфотерные свойства. У Pb(OH)2 преобладают основные свойства, он растворяется только в концентрированном растворе щёлочи. У Sn(OH)2 преобладают кислотные свойства.

Оксидам PbO2 и SnO2 отвечают гидроксиды H2SnO3 и H2PbO3 – слабые кислоты. Причём кислотные свойства их ослабевают в ряду H2SnO3 — H2PbO3. Основные свойства в ряду Sn(OH)2 — Pb(OH)2 усиливаются.

Уравнения реакции взаимодействия раствора гидроксида натрия: а) с оловом; б) с гидроксидом свинца (II):

а) Sn +2NaOH + 4H2O = Na2[Sn(OH)6] + 2H2↑ (молекулярная форма);
Sn + 2OH – + 4H2O = [Sn(OH)6] 2- + 2H2↑ (ионно-молекулярная форма)

б) Pb(OH)2 + 2NaOH = Na2[Pb(OH)4] (молекулярная форма);
Pb(OH)2 + 2OH — = [Pb(OH)4] 2- (ионно-молекулярная форма).

Источник

Вычисление процентного содержания олова и цинка в аналитическом образце

Расчет процентного содержания цинка в образце нитрата цинка

Задача 153.
Вычислите процентное содержание определяемого вещества в аналитическом образце по данным: анализируемый образец цинка нитрат, навеска массой 2,1000г; определяемое вещество Zn; весовая форма Zn2P2O7, масса равна 0,0830г.
Решение:
Расчёт процентного содержания определяемого вещества в пробе проводим по формуле:

Читайте также:  Как изменяется внутренняя энергия олова почему

где
а — масса весовой формы определяемого вещества, г;
f- аналитический множитель (фактор пересчета);
g — масса навески, г;
Р — приблизительное процентное содержание вещества в образце.

Подставив все числовые значения в расчётную формулу, получим:

Ответ: Р% = 1,7%.

Вычисление процентного содержания олова в образце стали

Задача 154.
Вычислите процентное содержание определяемого вещества в аналитическом образце по данным: анализируемый образец сталь, навеска массой 0,8220г; определяемое вещество Sn; весовая форма SnO2, масса равна 0,0673г.
Решение:
Расчёт процентного содержания определяемого вещества в пробе проводим по формуле:

где
а — масса весовой формы определяемого вещества, г;
f- аналитический множитель (фактор пересчета);
g — масса навески, г;
Р — приблизительное процентное содержание вещества в образце.

Ar(Sn) = 118,71;
Mr(SnO2) = 150,71;
f = Ar(Sn)/Mr(SnO2) = 118,71/150,71 = 0,7877.

Подставив все числовые значения в расчётную формулу, получим:

Ответ: Р% = 41,35%.

Вычисление процентного содержания олова в образце нитрата олова

Задача 155.
Вычислите процентное содержание определяемого вещества в аналитическом образце по данным: анализируемый образец олова нитрат, навеска массой 0,9550г; определяемое вещество Sn; весовая форма SnO2, масса равна 0,0530г.
Решение:
Расчёт процентного содержания определяемого вещества в пробе проводим по формуле:

где
а — масса весовой формы определяемого вещества, г;
f- аналитический множитель (фактор пересчета);
g — масса навески, г;
Р — приблизительное процентное содержание вещества в образце.

Ar(Sn) = 118,71;
Mr(SnO2) = 150,71;
f = Ar(Sn)/Mr(SnO2) = 118,71/150,71 = 0,7877.

Подставив все числовые значения в расчётную формулу, получим:

Ответ: Р% = 4,37%.

Источник

«Алюминий, олово, свинец» (9,11 классы)

Алюминий, олово, свинец

Алюминий, олово, свинец – элементы главных подгрупп III и IV групп. Относятся к р -металлам.

На внешнем энергетическом уровне у атомов алюминия находится три электрона (3 s 2 3 p 1 ), поэтому в большинстве соединений он проявляет степень окисления +3.

На воздухе алюминий покрывается очень прочной тончайшей оксидной пленкой, которая определяет его высокую коррозионную стойкость:

4А1 + 3О 2 = 2А1 2 О 3 .

При действии на алюминий водных растворов щелочей слой оксида растворяется: Al 2 O 3 + 2 NaOH + 3 H 2 O = 2 Na [ Al ( OH ) 4 ], алюминий, лишенный защитной пленки, взаимодействует с водой: Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3Н 2 ↑.

Разбавленные соляная и серная кислоты легко растворяют алюминий, особенно при нагревании. В концентрированных азотной и серной кислотах, а также в сильно разбавленной азотной кислоте алюминий устойчив , так как эти кислоты пассивируют алюминий, упрочняя защитную оксидную пленку на его поверхности.

Алюминий легко растворяется в растворах щелочей с образованием гидроксоалюминатов и водорода:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na[Al(OH) 4 ] + 3 Н 2 ↑.

Гидроксид алюминия Al(OH) 3 получается действием щелочи на раствор соли и, как амфотерный гидроксид, легко растворяется в избытке щелочи с образованием гидроксоалюмината, так и сильных кислотах, давая соли алюминия.

Атомы олова и свинца на внешнем энергетическом уровне имеют по 4 электрона ( ns 2 р 2 ). Поэтому характерные степени окисления олова и свинца +2 и +4. Для олова наиболее устойчивыми являются соединения со степенью окисления +4. Поэтому соединения Sn (II) являются восстановителями. Для свинца, наоборот, наиболее типичны соединения со степенью окисления +2. Вследствие этого соединения Pb (IV) проявляют себя как окислители.

В обычных условиях олово устойчиво по отношению к воздуху и воде, свинец на воздухе окисляется, покрываясь синевато-серой пленкой:

В ряду напряжений олово и свинец расположены непосредственно перед водородом. В разбавленных HCl и H 2 SO 4 олово растворяется очень медленно с образованием Sn 2+ и выделением водорода, а свинец в этих кислотах почти не растворяется, так как покрывается нерастворимыми продуктами окисления PbCl 2 и PbSO 4 . В концентрированной HCl эти металлы растворяются с образованием хлорокомплексов:

Концентрированная H 2 SO 4 окисляет олово до Sn(SO 4 ) 2 , а свинец до Pb(HSO 4 ) 2 ; Н 2 SO 4 при этом восстанавливается до SO 2 . Разбавленной HNO 3 олово и свинец окисляются до нитратов М(NO 3 ) 2 , восстанавливая HNO 3 до NO: 3М + 8HNO 3 (разб.) = 3М(NO3) 2 + 2NO + 4Н 2 О

Концентрированная HNO 3 переводит олово в оловянную кислоту H 2 SnO 3 , а свинец – в соль Pb(NO 3 ) 2 , HNO 3 восстанавливается до NO 2 .

Читайте также:  Олово металл где применяется

При нагревании оба металла растворяются в водных растворах щелочей:

Олово и свинец образуют нерастворимые в воде оксиды: SnO, PbO и SnO 2 , PbO 2 . Этим оксидам соответствуют гидроксиды, обладающие амфотерными свойствами. В гидроксидах олова (II) и свинца (II) преобладают основные свойства, а в гидроксидах олова (IV) и свинца (IV) – кислотные.

Задачи и упражнения для самостоятельного решения

1 . Составить уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:

2 . Чем можно объяснить восстановительные свойства соединений олова (II) и окислительные свойства соединений свинца (IV)? Закончить уравнения реакций: а) SnCl 2 + HgCl 2 = …; б) KCrO 2 + PbO 2 + KOH = K 2 CrO 4 + ….

3 . Какие оксиды и гидроксиды образует олово? Как изменяются их кислотно-основные свойства в зависимости от степени окисления Sn? Закончить уравнения реакций: а) SnO 2 + KOH = …; б) SnO + H 2 SO 4 = …;

4 . При сжигании 18 г алюминия в кислороде выделилось 558 кДж теплоты. Определить энтальпию образования Al 2 O 3 . ( Ответ : −1674 кДж/моль).

5 . Закончить уравнения окислительно-восстановительных реакций:

6 . Написать уравнения реакций взаимодействия металлов с кислотами:

7 . Закончить в молекулярном и ионном виде уравнения реакций гидролиза солей: а) AlCl 3 + H 2 O ↔ …; б) SnSO 4 + H 2 O ↔ …;

8 . Какие оксиды и гидроксиды образует свинец? Как изменяются их кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства в зависимости от степени окисления свинца? Закончить уравнения реакций:

а) PbO 2 + NaOH = …; б) PbO + HNO 3 = …; в) Pb(OH) 2 + KOH = ….

9 . Закончить уравнения реакций: а) Al + HCl = …; б) Sn + HNO 3 (разб.) = …; в) Pb + HNO 3 (разб.) = …; г) Al + KOH + H 2 O = ….

10 . Как можно получить α-оловянную кислоту, а затем перевести ее в раствор? Написать соответствующие уравнения реакций.

11 . При электролизе водного раствора SnCl2 на аноде выделилось 4,48 л хлора (условия нормальные). Найти массу выделившегося на катоде олова.

12 . Каким образом можно перевести в раствор металлический свинец? Составить соответствующие уравнения реакций.

13 . Составить схемы электролиза водного раствора Pb(NO 3 ) 2 , если:

а) анод свинцовый; б) анод угольный.

14 . Как можно перевести в раствор металлическое олово? Составить соответствующие уравнения реакций.

15 . К раствору, содержащему SnSO 4 и Pb(NO 3 ) 2 , прибавили избыток раствора КОН. Составить молекулярные и ионные уравнения происходящих при этом реакций.

16. Как можно перевести в раствор металлический алюминий? Составить соответствующие уравнения реакций.

17 . Закончить уравнения реакций:

18 . Закончить уравнения реакций:

образованием гидроксоалюмината, так и сильных кислотах, давая соли алюминия.

Атомы олова и свинца на внешнем энергетическом уровне имеют по 4 электрона ( ns 2 р 2 ). Поэтому характерные степени окисления олова и свинца +2 и +4. Для олова наиболее устойчивыми являются соединения со степенью окисления +4. Поэтому соединения Sn (II) являются восстановителями. Для свинца, наоборот, наиболее типичны соединения со степенью окисления +2. Вследствие этого соединения Pb (IV) проявляют себя как окислители.

В обычных условиях олово устойчиво по отношению к воздуху и воде, свинец на воздухе окисляется, покрываясь синевато-серой пленкой:

Pb + O 2 + CO 2 = PbO∙PbCO 3

В ряду напряжений олово и свинец расположены непосредственно перед водородом. В разбавленных HCl и H 2 SO 4 олово растворяется очень медленно с образованием Sn 2+ и выделением водорода, а свинец в этих кислотах почти не растворяется, так как покрывается нерастворимыми продуктами окисления PbCl 2 и PbSO 4 . В концентрированной HCl эти металлы растворяются с образованием хлорокомплексов:

М + 4HCl (конц.) = Н 2 [MCl 4 ] + H 2 ↑.

Концентрированная H 2 SO 4 окисляет олово до Sn(SO 4 ) 2 , а свинец до Pb(HSO 4 ) 2 ; Н 2 SO 4 при этом восстанавливается до SO 2 . Разбавленной HNO 3 олово и свинец окисляются до нитратов М(NO 3 ) 2 , восстанавливая HNO 3 до NO:

3М + 8HNO 3 (разб.) = 3М(NO 3 ) 2 + 2NO + 4Н 2 О

Концентрированная HNO 3 переводит олово в оловянную кислоту H 2 SnO 3 , а свинец – в соль Pb(NO 3 ) 2 , HNO 3 восстанавливается до NO 2 .

При нагревании оба металла растворяются в водных растворах щелочей:

М + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 [M(OH) 4 ] + H 2 ↑.

Олово и свинец образуют нерастворимые в воде оксиды: SnO, PbO и SnO 2 , PbO 2 . Этим оксидам соответствуют гидроксиды, обладающие амфотерными свойствами. В гидроксидах олова (II) и свинца (II) преобладают основные свойства, а в гидроксидах олова (IV) и свинца (IV) – кислотные.

Источник