УЧЕБНИК ДЛЯ ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ
ХИМИЯ
ПРАКТИКУМ
Под редакцией
профессора, доктора химических наук
А. В. Шевелькова
Электронное издание
в качестве учебного пособия для обучающихся по основным
образовательным программам высшего образования
уровня бакалавриат и специалитет по направлению
подготовки 04.03.01 и специальности 04.05.01
в системе высшего образования по укрупненной группе
специальностей и направлений подготовки 04.00.00 Химия
Федеральным учебно-методическим объединением
Рекомендовано
Москва
Лаборатория знаний
2021
Стр.2
УДК 544+546(075.8)
ББК 24.1:528я73
Н52
Н52
Неорганическая химия. Практикум / Е. И. Ардашникова,
Е. Д. Демидова, В. А. Алёшин ; под ред.
А. В. Шевелькова.—Электрон. изд.—М. : Лаборатория
знаний, 2021.—478 с.—Систем. требования: Adobe
Reader XI ; экран 10".—Загл. с титул. экрана.—
Текст : электронный.
ISBN 978-5-00101-938-1
В практикуме рассмотрены основные приемы безопасной
работы в химической лаборатории с целью изучения физикохимических
основ неорганической химии и химии 𝑠-, 𝑝-, 𝑑и
𝑓-элементов. Все опыты и методики синтеза отработаны
и выверены, что обеспечивает их успешное выполнение,
а разнообразие представленных опытов позволяет преподавателям
сделать необходимую подборку для различных
по трудоемкости учебных курсов. Также приведен большой
справочный материал, который может быть использован для
самостоятельной научной и аудиторной работы студентов.
Представленное учебное пособие является составной частью
учебно-методического комплекта, включающего учебник
и задачник с планами семинарских занятий и вариантами
экзаменационных заданий, написанного сотрудниками кафедры
неорганической химии химического факультета МГУ
имени М. В. Ломоносова под редакцией проф. А. В. Шевелькова.
Для
студентов, преподавателей и научных сотрудников
химических вузов.
УДК 544+546(075.8)
ББК 24.1:528я73
Деривативное издание на основе печатного аналога: Неорганическая
химия. Практикум / Е. И. Ардашникова, Е. Д. Демидова,
В. А. Алёшин ; под ред. А. В. Шевелькова.—М. : Лаборатория
знаний, 2021.—473 с. : ил.
ISBN 978-5-00101-031-9
В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений,
установленных техническими средствами защиты авторских прав,
правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков
или выплаты компенсации
ISBN 978-5-00101-938-1
○c Лаборатория знаний, 2021
Стр.3
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ЧАСТЬ I. ТЕХНИКА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ. . . . . . . . . . . . . . . .
1. Правила работы в химической лаборатории . . . . . . . . . . . . .
1.1. Подготовка к проведению химического эксперимента. . . . . . .
1.2. Правила безопасности при работе в лаборатории . . . . . . . . . .
1.3. Оказание неотложной помощи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4. Оформление рабочего журнала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
5
6
6
6
7
8
2. Химическая посуда, оборудование и реактивы . . . . . . . . . . . 12
2.1. Химическая посуда. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2. Химические реактивы и правила работы с ними . . . . . . . . . . 20
2.3. Газы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.4. Лабораторное оборудование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3. Проведение химического эксперимента . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.1. Работа со стеклом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.2. Приготовление растворов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.3. Приемы нагревания и охлаждения. . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.4. Отделение и промывание осадков. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.5. Фракционная перегонка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.6. Правила сборки приборов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
ЧАСТЬ II. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ
ХИМИИ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4. Очистка веществ и основы техники работы в лаборатории. . . . 56
4.1. Очистка солей методом перекристаллизации из раствора . . . . . 56
4.2. Очистка летучих твердых веществ методом сублимации
(возгонки) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.3. Очистка воды от растворенных в ней солей методом
дистилляции (перегонки) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.4. Фракционная перегонка соляной кислоты, получение
азеотропа (дополнительный опыт) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.5. Получение и очистка газов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.6. Практикум повышенной сложности по теме «Очистка веществ». 73
4.6.1. Разделение солей кадмия и меди методом ионообменной
хроматографии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.6.2. Получение и очистка иода методом отгонки с водяным
паром . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.6.3. Получение и возгонка в вакууме иодида сурьмы(+3). . . . 76
5. Химическое равновесие. Определение химических
эквивалентов. Тепловые эффекты химических реакций . . . . . . . 79
5.1. Химическое равновесие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
5.2. Определение химических эквивалентов металлов
с использованием эвдиометра (дополнительный опыт) . . . . . . . . 80
5.3. Определение энтальпии реакции нейтрализации
(дополнительный опыт) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Стр.465
Содержание
465
5.4. Практикум повышенной сложности по теме «Физикохимические
основы неорганической химии» . . . . . . . . . . . . . . . 84
5.4.1. Калориметрическое определение энтальпии гидратации
сульфата меди . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
6. Растворы. Электролитическая диссоциация . . . . . . . . . . . . . 87
6.1. Пересыщенные растворы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
6.2. Определение растворимости солей в воде . . . . . . . . . . . . . . 88
6.3. Электропроводность растворов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
6.4. Кислотно-основные равновесия в растворах. . . . . . . . . . . . . 91
6.5. Произведение растворимости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
6.6. Приготовление растворов кислот и определение
их концентрации методом титрования щелочью (дополнительный
опыт) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
6.7. Зависимость рН раствора соляной кислоты от концентрации
(дополнительный опыт) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
6.8. Практикум повышенной сложности по теме «Физикохимические
основы неорганической химии» . . . . . . . . . . . . . . . 97
6.8.1. Определение константы диссоциации уксусной кислоты
и ее зависимости от температуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
7. Скорость химических реакций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
7.1. Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость
реакции тиосульфата натрия с серной кислотой . . . . . . . . . . . . . 99
7.2. Влияние температуры на скорость реакции тиосульфата
натрия с серной кислотой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
7.3. Влияние катализатора на скорость разложения пероксида
водорода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
7.4. Влияние степени смешивания на скорость гетерогенной
химической реакции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
ЧАСТЬ III. ХИМИЯ s-ЭЛЕМЕНТОВ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
8. Водород . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
8.1. Получение водорода и проверка его на чистоту . . . . . . . . . . . 106
8.2. Восстановление водородом оксидов металлов. . . . . . . . . . . . 107
9. Щелочные элементы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
9.1. Свойства щелочных металлов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
9.2. Соли щелочных элементов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
9.3. Синтезы по теме «Щелочные элементы». . . . . . . . . . . . . . . 113
9.3.1. Гидроксид натрия (каустификация соды) . . . . . . . . . . 113
9.3.2. Пероксид натрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
9.3.3. Бромид натрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
9.4. Практикум повышенной сложности по теме «Щелочные
элементы» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
9.4.1. Пероксид лития . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
10. Бериллий, магний, кальций, стронций, барий . . . . . . . . . . . 119
10.1. Соединения бериллия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
10.2. Магний, соединения магния . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
Стр.466
466
Содержание
10.3. Соединения кальция, стронция, бария . . . . . . . . . . . . . . . 121
10.4. Синтезы по теме «Бериллий, магний, кальций, стронций,
барий» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
10.4.1. Оксоацетат бериллия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
10.4.2. Пероксид бария . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
10.4.3. Гексагидрат хлорида магния. . . . . . . . . . . . . . . . . 122
10.4.4. Безводный хлорид магния . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
10.4.5. Кристаллогидрат хлорида кальция . . . . . . . . . . . . . 126
10.4.6. Получение хлорида бария из сульфата бария . . . . . . . 127
10.5. Практикум повышенной сложности по теме «Магний,
щелочноземельные металлы». . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
10.5.1. Хлорид магния. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
10.5.2. Гидрид кальция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
ЧАСТЬ IV. ХИМИЯ p-ЭЛЕМЕНТОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
11. Бор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
11.1. Свойства бора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
11.2. Борная кислота и бура . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
11.3. Окрашенные перлы буры. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
11.4. Синтезы по теме «Бор» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
11.4.1. Борная кислота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
11.4.2. Нитрид бора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
11.4.3. Пероксоборат натрия, Na2B2(O2)2(OH)4 ⋅ 6H2O . . . . . . . 133
11.5. Практикум повышенной сложности по теме «Бор». . . . . . . . 134
11.5.1. Аммиакат трифторида бора . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
11.5.2. Три(н-бутил)борат . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
12. Алюминий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
12.1. Свойства алюминия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
12.2. Гидроксид алюминия и алюминат натрия . . . . . . . . . . . . . 138
12.3. Соли алюминия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
12.4. Синтезы по теме «Алюминий». . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
12.4.1. Алюмотермия (получение железа) . . . . . . . . . . . . . 139
12.4.2. Алюмокалиевые квасцы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
12.4.3. Безводный хлорид алюминия . . . . . . . . . . . . . . . . 141
12.4.4. Алюминат натрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
12.4.5. Тригидрат триоксалатоалюмината калия . . . . . . . . . 142
12.5. Практикум повышенной сложности по теме «Алюминий» . . . 143
12.5.1. Ацетилацетонат алюминия . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
12.5.2. Безводный бромид алюминия . . . . . . . . . . . . . . . . 144
13. Углерод, кремний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
13.1. Оксид углерода(+4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
13.2. Соли угольной кислоты. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
13.3. Свойства кремния . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
13.4. Силикаты. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
13.5. Гидрогель и гидрозоль кремниевой кислоты . . . . . . . . . . . 149
13.6. Синтезы по теме «Углерод, кремний» . . . . . . . . . . . . . . . 149
13.6.1. Оксид углерода(+2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Стр.467
Содержание
467
13.6.2. Кристаллический кремний. . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
13.6.3. Гексафторокремниевая кислота . . . . . . . . . . . . . . . 152
13.6.4. Силицид магния и силаны . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
13.7. Практикум повышенной сложности по теме «Кремний» . . . . 153
13.7.1. Тетраацетат кремния . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
13.7.2. Тетраизопропоксисилан . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
14. Олово, свинец . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
14.1. Получение и свойства олова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
14.2. Соединения олова(+2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
14.3. α- и β-Оловянные кислоты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
14.4. Сульфиды и тиосоли олова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
14.5. Получение и свойства свинца . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
14.6. Оксиды и гидроксиды свинца . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
14.7. Соли свинца . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
14.8. Синтезы по теме «Олово, свинец» . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
14.8.1. Оксид олова(+2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
14.8.2. Тетрахлорид олова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
14.8.3. Гексахлоростаннат(+4) аммония . . . . . . . . . . . . . . 161
14.8.4. Тригидрат ацетата свинца(+2) . . . . . . . . . . . . . . . . 163
14.8.5. Кристаллический сульфид свинца . . . . . . . . . . . . . 163
14.8.6. Оксид свинца(+2) (желтая и красная модификации) . . . 163
14.8.7. Свинцовый сурик . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
14.8.8. Оксид свинца(+4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
14.9. Практикум повышенной сложности по теме «Олово, свинец» . 165
14.9.1. Тетраиодид олова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
14.9.2. Тетраацетат свинца . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
14.9.3. Гексахлороплюмбат(+4) аммония. . . . . . . . . . . . . . 167
15. Азот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
15.1. Получение и свойства аммиака . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
15.2. Соли аммония . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
15.3. Соли гидразиния и гидроксиламмония. . . . . . . . . . . . . . . 170
15.4. Азотистая кислота и ее соли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
15.5. Азотная кислота и ее соли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
15.6. Синтезы по теме «Азот» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
15.6.1. Оксид азота(+2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
15.6.2. Оксид азота(+3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
15.6.3. Оксид азота(+4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
15.6.4. Дымящая азотная кислота . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
15.6.5. Хлорид нитрозила. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
15.6.6. Гексахлоростаннат(+4) нитрозония. . . . . . . . . . . . . 178
15.7. Практикум повышенной сложности по теме «Азот» . . . . . . . 179
15.7.1. Нитрид магния. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
15.7.2. Сульфат гидразиния . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
15.7.3. Хлорид гидроксиламмония . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
16. Фосфор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
16.1. Белый фосфор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
16.2. Соли фосфорноватистой кислоты . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
Стр.468
468
Содержание
16.3. Соли фосфористой кислоты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
16.4. Фосфорный ангидрид . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
16.5. Метафосфорная кислота и метафосфаты . . . . . . . . . . . . . . 184
16.6. Соли пирофосфорной кислоты. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
16.7. Ортофосфорная кислота и фосфаты . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
16.8. Синтезы по теме «Фосфор». . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
16.8.1. Пентахлорид фосфора. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
16.8.2. Трихлорид фосфора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
16.8.3. Оксотрихлорид фосфора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
16.9. Практикум повышенной сложности по теме «Фосфор» . . . . . 189
16.9.1. Трибромид фосфора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
16.9.2. Монотиофосфат натрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
17. Сурьма, висмут . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
17.1. Свойства сурьмы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
17.2. Оксид сурьмы(+3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
17.3. Оксид сурьмы(+5) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
17.4. Сульфиды и тиосоли сурьмы(+3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
17.5. Получение и свойства висмута. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
17.6. Соединения висмута(+3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
17.7. Соединения висмута(+5) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
17.8. Синтез по теме «Сурьма» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
17.8.1. Сурьмянистый водород (стибин). . . . . . . . . . . . . . . 195
17.9. Практикум повышенной сложности по теме «Сурьма, висмут». 196
17.9.1. Трииодид сурьмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
17.9.2. Трибромид сурьмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
17.9.3. Гексахлороантимонат(+5) калия . . . . . . . . . . . . . . 198
17.9.4. Пентахлорид сурьмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
17.9.5. Гексахлороантимонат(+5) нитрозония . . . . . . . . . . . 200
17.9.6. Безводный нитрат висмута(+3) . . . . . . . . . . . . . . . 200
18. Кислород . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
18.1. Получение кислорода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
18.2. Свойства кислорода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
18.3. Пероксид водорода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
18.4. Синтез по теме «Кислород» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
18.4.1. Хемилюминесценция (синглетный кислород) . . . . . . . 203
19. Сера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
19.1. Модификации серы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
19.2. Сероводород . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
19.3. Сульфиды металлов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
19.4. Оксид серы(+4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
19.5. Серная кислота и ее соли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
19.6. Свойства тиосульфата натрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
19.7. Свойства пероксодисульфата калия. . . . . . . . . . . . . . . . . 211
19.8. Синтезы по теме «Сера» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
19.8.1. Получение серной кислоты нитрозным способом . . . . . 211
19.8.2. Тиосульфат натрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
Стр.469
Содержание
469
19.8.3. Выделение пентагидрата сульфата меди из продуктов
взаимодействия серной кислоты с медью . . . . . . . . . . . . . . 213
19.9. Практикум повышенной сложности по теме «Сера» . . . . . . . 213
19.9.1. Монохлорид серы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
19.9.2. Хлорид тионила . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
19.9.3. Хлорид сульфурила . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
19.9.4. Сульфид бария . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
19.9.5. Гидросульфид аммония. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
19.9.6. Пероксодисульфат калия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
19.9.7. Гидросульфат нитрозония (нитрозилсерная кислота) . . 221
20. Галогены . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
20.1. Хлор. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
20.2. Бром. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
20.3. Иод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
20.4. Галогениды металлов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
20.5. Галогениды водорода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
20.6. Синтезы по теме «Галогены». . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
20.6.1. Хлориды кобальта(+2), никеля(+2), хрома(+3)
(хлорирование металлов) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
20.6.2. Моногидрат тетрахлороиодата(+3) калия . . . . . . . . . 238
20.6.3. Хлорат калия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
20.6.4. Бромат калия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
20.6.5. Иодноватая кислота. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
20.6.6. Иодат калия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
20.6.7. Кислый иодат калия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
20.6.8. Периодат калия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
20.7. Практикум повышенной сложности по теме «Галогены» . . . . 243
20.7.1. Трихлорид иода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
20.7.2. Хлорат калия (получение методом электролиза) . . . . . 245
20.7.3. Белильная известь. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
ЧАСТЬ V. ХИМИЯ d-ЭЛЕМЕНТОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
21. Титан . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
21.1. Свойства титана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
21.2. Соединения титана(+4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
21.3. Соединения титана(+3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
21.4. Синтезы по теме «Титан». . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
21.4.1. Триcульфатотитанат(+4) калия . . . . . . . . . . . . . . . 252
21.4.2. Метатитанат(+4) калия, K2TiO3 . . . . . . . . . . . . . . . 252
21.4.3. Цезиевотитановые квасцы . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
21.4.4. Пентафторопероксотитанат(+4) аммония, (NH4)3[Ti(O2)
F5] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
21.5. Практикум повышенной сложности по теме «Титан» . . . . . . 253
21.5.1. Тетрахлорид титана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
21.5.2. Гексахлоротитанат(+4) аммония . . . . . . . . . . . . . . 255
21.5.3. Дихлорид бисацетилацетоната титана(+4). . . . . . . . . 256
22. Ванадий. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
22.1. Свойства ванадия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
Стр.470
470
Содержание
22.2. Соединения ванадия(+5) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
22.3. Соединения ванадия в низших степенях окисления . . . . . . . 259
22.4. Синтезы по теме «Ванадий» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
22.4.1. Алюмотермическое получение ванадия . . . . . . . . . . 261
22.4.2. Гексагидрат хлорида ванадия(+3). . . . . . . . . . . . . . 261
22.4.3. Триоксалатованадат(+3) калия . . . . . . . . . . . . . . . 262
22.4.4. Ванадиевые бронзы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
22.4.5. Бисацетилацетонат оксованадия(+4) . . . . . . . . . . . . 263
22.5. Практикум повышенной сложности по теме «Ванадий» . . . . . 264
22.5.1. Тетрахлорид ванадия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
22.5.2. Оксид ванадия(+3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
22.5.3. Гексафторованадат(+3) аммония . . . . . . . . . . . . . . 265
22.5.4. Оксотрихлорид ванадия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
22.5.5. Нитрат диоксованадия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
23. Хром . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
23.1. Соединения хрома(+2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
23.2. Соединения хрома(+3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
23.3. Соединения хрома(+6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
23.4. Синтезы по теме «Хром» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
23.4.1. Получение хрома методом алюмотермии. . . . . . . . . . 272
23.4.2. Хлорид гексааквахрома(+3) . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
23.4.3. Моногидрат хлорида пентааквахлорохрома(+3) . . . . . 273
23.4.4. Хромокалиевые квасцы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
23.4.5. Изоморфный рост кристалла алюмокалиевых квасцов
на монокристалле хромокалиевых квасцов . . . . . . . . . . . . . 275
23.4.6. Хлорид хрома(+3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
23.4.7. Тригидрат триоксалатохромата(+3) калия. . . . . . . . . 276
23.4.8. Гексароданохромат(+3) калия . . . . . . . . . . . . . . . . 276
23.4.9. Диоксодихлорид хрома(+6) . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
23.4.10. Триоксохлорохромат(+6) калия . . . . . . . . . . . . . . 278
23.4.11. Хлорид гекса(мочевина)хрома(+3),
[Cr(OCN2H4)6]Cl3 ⋅ 3H2O. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
23.4.12. Ацетат хрома(+2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
23.4.13. Тетраметиламмония* дихромо(+2)-(тетрааце
та то)диизотиоцианат, (NМе4)2[Cr2(OAc)4(NCS)2]
(* — или тетраэтиламмония) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
23.4.14. Родохромхлорид, [(NH3)5Cr(OH)Cr(NH3)5]Cl5. . . . . . . 280
23.4.15. Эритрохромхлорид, [(NH3)5Cr(OH)Cr(NH3)4(H2O)]Cl5 . . 281
23.5. Практикум повышенной сложности по теме «Хром». . . . . . . 281
23.5.1. Хлорид хрома(+3) (получение из оксида хрома(+3)) . . . 281
23.5.2. Сульфид хрома(+3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
23.5.3. Нитрид хрома(+3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
23.5.4. Гексатиоцианатохромат(+3) пиперидиния. . . . . . . . . 284
23.5.5. Диамминтетратиоцианатохромат(+3) аммония (соль
Рейнеке) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
23.5.6. Ацетилацетонат хрома(+3). . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
24. Молибден, вольфрам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
24.1. Соединения молибдена(+6) и вольфрама(+6) . . . . . . . . . . . 287
24.2. Синтезы по теме «Молибден, вольфрам» . . . . . . . . . . . . . . 288
Стр.471
Содержание
471
24.2.1. Оксид молибдена(+6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
24.2.2. Тетрагидрат гептамолибдата(+6) аммония. . . . . . . . . 288
24.2.3. Пентахлорооксомолибдат(+5) аммония . . . . . . . . . . 289
24.2.4. Тетратиомолибдат(+6) аммония. . . . . . . . . . . . . . . 289
24.2.5. Бисацетилацетонат диоксомолибдена(+6) . . . . . . . . . 290
24.2.6. Полиоксометаллат Мо132,
(NH4)42[Mo+672Mo+560O372(CH3COO)30(H2O)72] ⋅ ~300H2O . . . . . . . 290
24.3. Практикум повышенной сложности по теме «Молибден,
вольфрам» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
24.3.1. Гексахлоромолибдат(+3) аммония . . . . . . . . . . . . . 290
24.3.2. Дибромид молибдена . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
24.3.3. Вольфрамовые бронзы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
25. Марганец . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
25.1. Соединения марганца(+2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
25.2. Соединения марганца(+3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
25.3. Оксид марганца(+4). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
25.4. Манганат(+5) натрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
25.5. Манганат(+6) калия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
25.6. Перманганат калия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
25.7. Синтезы по теме «Марганец» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
25.7.1. Получение марганца методом алюмотермии. . . . . . . . 296
25.7.2. Тригидрат триоксалатоманганата(+3) калия . . . . . . . 297
25.7.3. Гексахлороманганат(+4) калия и моногидрат
пентахлороманганата(+3) калия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
25.7.4. 13-Ванадоманганат(+4) калия, K7[MnV13O38] ⋅ 18H2O. . . 298
25.7.5. Манганат(+5) натрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
25.7.6. Манганат(+6) калия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
25.8. Практикум повышенной сложности по теме «Марганец» . . . . 299
25.8.1. Оксид марганца(+2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
25.8.2. Безводный хлорид марганца(+2) (гидрохлорирование) . 300
25.8.3. Оксоацетат марганца(+3). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
25.8.4. Молибдоманганат(+4) аммония, (NH4)6[MnMo9O32] ⋅ 6H2O 303
25.8.5. Манганат(+6) натрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
26. Железо, кобальт, никель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
26.1. Свойства железа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
26.2. Гидроксиды и оксиды железа, кобальта и никеля . . . . . . . . 306
26.3. Соли железа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
26.4. Соли кобальта(+2) и никеля(+2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
26.5. Комплексные соединения кобальта и никеля . . . . . . . . . . . 309
26.6. Синтезы по теме «Железо, кобальт, никель» . . . . . . . . . . . 310
26.6.1. Оксид железа(+2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
26.6.2. Соль Мора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
26.6.3. Безводный хлорид железа(+3) . . . . . . . . . . . . . . . . 311
26.6.4. Хлорид железа(+2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
26.6.5. Триоксалатоферрат(+3) калия. . . . . . . . . . . . . . . . 312
26.6.6. Ацетилацетонат железа(+3) . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
26.6.7. Гексанитрокобальтат(+3) натрия . . . . . . . . . . . . . . 313
26.6.8. Хлорид гексаамминкобальта(+3) . . . . . . . . . . . . . . 314
Стр.472
472
Содержание
26.6.9. Хлорид пентаамминхлорокобальта(+3) . . . . . . . . . . 314
26.6.10. Триоксалатокобальтат(+3) калия . . . . . . . . . . . . . 315
26.6.11. Сульфат декаамминсупероксодикобальта(+3),
[Co(NH3)5(O2)Co(NH3)5(SO4)2(HSO4)] ⋅ 3H2O. . . . . . . . . . . . . . 315
26.6.12. Получение алюмокобальтовой шпинели . . . . . . . . . 316
26.6.13. Гексагидрат сульфата аммония и никеля (аналог соли
Мора) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
26.6.14. Бромид (иодид) гексаамминникеля(+2). . . . . . . . . . 316
26.6.15. Молибдоникелат(+4) аммония,
(NH4)6[NiMo9O32] ⋅ 6,5H2O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
26.7. Практикум повышенной сложности по теме «Железо,
кобальт, никель» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
26.7.1. Дибромид железа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
26.7.2. Хлорид кобальта(+2) (получение из оксида
кобальта(+2, +3)) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
26.7.3. Хлорид кобальта(+2) (гидрохлорирование) . . . . . . . . 318
26.7.4. Хлорид гексаамминкобальта(+2) . . . . . . . . . . . . . . 318
27. Медь, серебро . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
27.1. Получение и свойства меди . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
27.2. Соединения меди(+1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
27.3. Соединения меди(+2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
27.4. Получение и свойства серебра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
27.5. Соединения серебра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
27.6. Серебрение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
27.7. Синтезы по теме «Медь» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
27.7.1. Гексагидрат двойного сульфата аммония и меди
(аналог соли Мора) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
27.7.2. Ацетилацетонат меди(+2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
27.7.3. Бисоксалатокупрат(+2) калия . . . . . . . . . . . . . . . . 325
27.7.4. Сульфат тетраамминдиаквамеди(+2) . . . . . . . . . . . . 325
27.7.5. Дигидрат хлорида меди(+2) . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
27.7.6. Периодатокупрат(+3) натрия, Na5[Cu(HIO6)2] . . . . . . . 326
27.8. Практикум повышенной сложности по теме «Медь» . . . . . . . 327
27.8.1. Безводный хлорид меди(+2) . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
28. Цинк, кадмий, ртуть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
28.1. Соединения цинка и кадмия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
28.2. Соединения ртути . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
28.3. Синтезы по теме «Цинк, кадмий». . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
28.3.1. Гексагидрат двойной соли сульфатов аммония и цинка
(аналог соли Мора) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
28.3.2. Смешанные оксиды цинка и кобальта (Ринманова зелень) 331
28.3.3. Тетрапероксомолибдат(+6) тетраамминцинка,
[Zn(NH3)4][Mo(O2)4] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
28.3.4. Иодид кадмия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
28.3.5. Карбонат кадмия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
28.3.6. Получение пленки сульфида кадмия . . . . . . . . . . . . 333
28.4. Практикум повышенной сложности по теме «Цинк, кадмий» . 333
28.4.1. Тетрааммиакат иодида цинка . . . . . . . . . . . . . . . . 333
Стр.473
Содержание
473
28.4.2. Дибромид кадмия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
29. Редкоземельные элементы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
29.1. Соединения церия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
29.2. Соединения лантана. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
29.3. Синтезы по теме «Редкоземельные элементы» . . . . . . . . . . 336
29.3.1. Гексанитратоцеррат(+4) аммония, (NH4)2[Ce(NO3)6] . . . 336
29.3.2. Получение оксида празеодима(+3), Pr2O3, из оксида
празеодима(+3, +4), Pr6O11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
Приложение 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
Курсовая работа по неорганической химии . . . . . . . . . . . . . 339
Этапы выполнения курсовой работы . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
Приложение 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
Справочные таблицы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
Приложение 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
Стандартные потенциалы (Е °, В) по отношению к потенциалу
стандартного водородного электрода при 25 °С . . . . . . . . . . . 449
s-элементы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
p-элементы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450
d-элементы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
f-элементы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
Стр.474