Разработка тестовых заданий к допуску и защите лабораторных работ по химии для студентов химического факультета «Элементы V I А и V I В груп

3Se + 4HNO₃ + H₂ O = 3H₂ SeO₃ + 4NO. Ее окислительные свойства выражены не особенно сильно. Так, она окисляет J’, но не способна окислить Вr. Из солей Н₂ SеО₃ следует отметить малорастворимый селенит серебра – Ag₂ SeO₃ .

Теллуристая кислота (K₁ = 2·10^–3, K₂ = 1·10^–8) не была выделена индивидуальном состоянии. Ее окислительные свойства выражены слабее, чем у селенистой. Так, SO₂ ею окисляется, но J' не окисляется. Амфотерность теллуристой кислоты проявляется при растворении ТеО₂ в концентрированных сильных кислотах – происходит образование солей четырехвалентного теллура (например, TeO₂ + 4HJ < = > TeJ₄ + 2H₂ O).

При окислении H₂ SeO₃ и H₂ TeO₃ , например, по схеме

5Н₂ ЭО₃ + 2НСlО₃ = 5Н₂ ЭО₄ + Сl₂ + Н₂ О

образуются  соответственно селеновая (H₂ SeO₄ ) или теллуровая (Н₂ Те0₄ ) кислота. Обе они представляют собой бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.4. Подгруппа хрома. 

Таблица 2. Электронное строение и физические свойства Элементов V I В группы периодической таблицы Менделеева 

По содержанию в земной коре хром (6 ·10^–3 %), молибден (3·10^–4 %) и вольфрам (6·10^–4 %) относятся к довольно распространенным элементам. Встречаются они исключительно в виде соединений.

Основной рудой хрома является природный хромистый железняк (FеО·Cr₂ O₃). Из молибденовых руд наиболее важен минерал молибденит (MoS₂), из руд вольфрама – минералы вольфрамит (xFeWO₄ ·yMnWO₄ ) и шеелит (CaWO₄ ).

При получении  элементов подгруппы хрома первой задачей является выделение их окислов. Для этого пользуются обычно следующими схемами процессов. Хромистый железняк сплавляют с содой в присутствии кислорода:

[4(FeO·Cr₂ O₃ ) + 8Na₂ CO₃ + 7O₂ = 2Fe₂ O3 + 8Na₂ CrO₄ + 8CO₂ ]

после чего выделенный из сплава Na₂ CrO₄ переводят в Na₂ Cr₂ O₇ по схеме

2Na₂ CrO4 + H₂ SO₄ = Na₂ SO₄ + Na₂ Cr₂ O₇

а последний  восстанавливают до Сr₂ О₃ углем (Na₂ Cr₂ O₇ + 2C = > Cr₂ O₃ + Na₂ CO₃ + CO).

Полученный  из вольфрамита путем подобного  же сплавления с содой по реакция:

4FeWO₄ + 4Na₂ CO₃ + O₂ = 4Na₂ WO₄ + 2Fe₂ O3 + 4CO₂

и

6MnWO₄ + 6Na₂ CO₃ + O₂ = 6Na₂ WO₄ + 2Mn₃ O₄ + 6CO₂

вольфрамат натрия разлагают соляной кислотой и выделившуюся H₂ WO₄ нагревают до перехода ее в WO₃ . Молибденит переводят в МоО₃ обжигом на воздухе: 2MoS₂ + 7O₂ = 4SO₂ + 2MoO₃ . Как и в случае марганца, из руд Сr, Мо и W чаще выплавляют не чистые ме таллы, а их высокопроцентные сплавы с железом.

Для выделения  элементарного хрома удобно исходить из смеси его окиси (Сr₂ О₃ ) с порошком алюминия. Начинающаяся при нагревании реакция идет по уравнению:

Сr₂ О₃ + 2Аl = l1₂ О₃ + 2Cr

Молибден и вольфрам могут быть получены восстановлением их окислов при высоких температурах углем или водородом.

В компактном виде элементы подгруппы хрома представляют собой серозато–белые блестящие металлы.

По, отношению  к воздуху и воде Сr, Мо и W при обычных условиях вполне устойчивы. Их основным потребителем является металлургическая промышленность, где эти металлы используются при выработке специальных сталей.

3) В  обычных условиях все три металла заметно взаимодействуют лишь с фтором, но при достаточном нагревании более или менее энергично соединяются и с другими типичными металлоидами. Общим для них является отсутствие химического взаимодействия с водородом.

При переходе в подгруппе сверху вниз (Сr –> Мо –> W) химическая активность металлов уменьшается. Особенно наглядно сказывается эго на их отношении к кислотам. Хром растворим в разбавленных HCl и H₂ SO₄ . На молибден последние не действуют, но в горячей крепкой H₂ SO₄ металл этот растворяется. Вольфрам весьма устойчив по отношению ко всем обычным кислотам и их смесям (кроме смеси HF и HNO3). Перевод молибдена и вольфрама в растворимое состояние легче всего осуществляется путем сплавления с селитрой и содой по схеме:

Э + 3NaNO₃ + Na₂ CO₃ = Na₂ ЭO₄ + 3NaNO + CO₂

Для элементов  подгруппы хрома известны соединения, отвечающие различным валентностям, вплоть до VI.

Наиболее  характерны для элементов подгруппы хрома те производные, в которых они шестивалентны. Из отвечающих этой валентности трехокисей (ЭО₃ ) при накаливании металлов на воздухе образуются лишь бесцветная МоO₃ и светло–желтая WO₃ . Темно–красная СrО₃ может быть получена только, косвенным путем. Все эти трехокиси при обычных условиях тверды.

Будучи типичным кислотным ангидридом, СrО₃ легко растворяется в воде с образованием характеризующейся средней силой хромовой кислоты – Н₂ Сr0₄ . Хромовый ангидрид ядовит и является очень сильным окислителем. Уже около 200°С он разлагается по уравнению:

4СrО₃ = 2Сr₂ О₃ + ЗО₂

Напротив, МоО₃ и WO₃ выше 1000°С испаряются без разложения.

Растворимость МоO₃ и WO₃ в воде очень мала, но в щелочах они растворяются с образованием солей молибденовой и вольфрамовой кислот. Последние в свободном состоянии представляют собой почти нерастворимые порошки белого (Н₂ МoО₄ ) или желтого (H₂ WO₄ ) цвета. При нагревании обе кислоты легко отщепляют воду и переходят в соответствующие трехокиси.

В ряду Сr–Мо– W сила кислот Н₂ ЭО₄ быстро уменьшается. Большинство их солей малорастворимо в воде. Из производных чаще встречающихся металлов хорошо растворимы: хроматы лишь Na⁺, K⁺, Mg²⁺и Са²⁺, молибдаты и вольфраматы – только Na⁺и К⁺. Хромовокислые соли окрашены, как правило, в светло–желтый цвет иона CrO₄ ^2–, молибденово– и вольфрамовокислые – бесцветны.

При взаимодействии СrО₃ и газообразного хлористого водорода образуется хлористый хромил (СrО₂ Сl₂ ), представляющий собой красно–бурую жидкость (т. кип. 117°С). Соединения типа ЭО₂ Сl₂ (при обычных условиях твердые) известны также для Мо и W. С водой все они взаимодействуют по схеме:

ЭО₂ Сl₂ + 2Н₂ О = > ЭО₂ (ОН)₂ + 2НСl

В случае хрома равновесие практически нацело смещено вправо, т. е. хлористый хромил (подобно SO₂ CI₂ ) является типичным хлорангидридом.

Производные Mo и W гидролизованы значительно  меньше, что указывает на наличие  у молибденовой и вольфрамовой кислот заметно выраженной амфотерности.

Продукты  полного замещения кислорода трехокисей ЭО₃ на галоид известны только для Мо и W.

Кроме кислот типа Н₂ ЭО₄ , для хрома и его аналогов существуют также кислоты, отвечающие общей формуле Н₂ Э₂ О₇ и по строению аналогичные пиросерной кислоте. Наибольшее значение из них имеет двухромовая кислота (Н₂ Сr₂ 0₇ ). Сама она известна только в растворе, но ее соли (двухромовокислые или бихроматы), особенно К₂ Сr₂ О₇ («хромпик») и Na₂ Cr₂ 0₇ ·2Н₂ О. являются наиболее обычными хромовыми препаратами и исходными продуктами для получения остальных соединений этого элемента.

Подобно самому иону Сr₂ О₇ ^2–, большинство бихроматов имеет красно–оранжевую окраску. Растворимость их в общем выше, чем соответствующих хроматов. Данные для солей натрия и калия приведены на рис. 109. Растворы двухромовокислых солей показывают кислую реакцию, обусловленную тем, что ион Сr₂ О₇ ^2– реагирует с водой по схеме: