§ 50.3. Применение и биологическая роль металлов В-групп и их соединений
Вопросы, задания, задачи
1. При промышленном получении титана руду или концентрат переводят в оксид ТiO2, который затем при температуре 800–1000 °С спекают с коксом и обрабатывают хлором. При этом образуется тетрахлорид титана TiCl4, а в результате взаимодействия углерода с кислородом получается в основном угарный газ. Далее хлорид титана(IV) восстанавливают магнием. Образующуюся смесь нагревают в вакууме для удаления магния и его хлорида. Остаток представляет собой губчатый титан, который переплавляют в компактный металл. Используя эту информацию, составьте уравнения реакций, протекающих на разных стадиях процесса получения титана.
2. Для организма перманганаты являются ядами. При лечении острых отравлений перманганатом калия применяют 3%-ный водный раствор пероксида водорода, подкисленный уксусной кислотой. Приведите уравнение химической реакции, которая в данном случае приводит к уменьшению содержания перманганата.
3. Для диагностики степени опьянения существует тест: предлагается произвести выдох в стакан со слабым раствором марганцовки. Объясните, какой химический процесс лежит в основе этого теста.
4. Медь в природе находится в виде следующих минералов: CuFeS2, Cu2S, CuO, Cu2(ОH)2CО3. Предложите способы извлечения из них металлической меди. Приведите соответствующие уравнения химических реакций.
5. Серебро на воздухе не окисляется, однако при наличии в воздухе сероводорода на серебряных предметах может образоваться чёрный налёт из Ag2S. Приведите уравнения химической реакции, объясняющей это явление. Предложите способ удаления с поверхности серебра чёрного налёта.
6. Примером химической коррозии служат процессы образования патины — голубого налёта на изделиях из бронзы. Его можно увидеть на памятниках из бронзы. По химическому составу этот налёт представляет собой смесь двух соединений меди — малахита Сu2(ОН)2СО3 и азурита Cu3(ОН)2(CO3)2. Приведите уравнения возможных химических реакций, приводящих к образованию этих веществ.
7. Растворы солей меди имеют кислую среду. Со временем в них образуются малорастворимые осадки. Объясните это явление и приведите соответствующие уравнения химических реакций.
8. Предположим, что вам необходимо посеребрить медное изделие. Предложите несколько способов, с помощью которых это можно осуществить. Проиллюстрируйте их уравнениями химических реакций.
9. Одним из свойств меди, серебра и золота является образование сплавов друг с другом. Определите атомное соотношение металлов в сплаве медь—золото, в котором массовая доля золота составляет 58 %.
10. Смесь цинка, железа и кристаллического кремния массой 53,10 г обработали соляной кислотой, взятой в избытке. При этом образовался бесцветный газ объёмом 17,92 л (н. у.). Такую же навеску смеси обработали 30%-ным раствором гидроксида натрия, причём NaOH взят в избытке. В результате реакции выделился газ объёмом 15,68 л (н. у.). Определите массовые доли веществ в исходной смеси.