Опыт 4. Восстановление ванадия (V)

К 3-4 каплям раствора метаванадата аммония NH₄VO₃ добавить равный объем серной или соляной кислоты и внести 2-3 гранулы металлического цинка. Наблюдать изменение окраски раствора последовательно в синий, зеленый и фиолетовый цвета. Написать ионные уравнения реакций последовательного восстановления ванадат-иона:

1)VO₃^-+2H⁺ VO₂⁺ + H₂O

бесцвет. бесцвет.

2) 2VO₂⁺ + 4H⁺ + 2e V₂O₂⁴⁺ + 2 H₂O

бесцвет. синий

3) V₂O₂⁴⁺ + 4H⁺ + 2e 2V³⁺ + 2 H₂O

синий зеленый

4) V³⁺ + 1e V²⁺

зеленый фиолетовый

Контрольные вопросы

1. Титан растворяется в плавиковой кислоте, царской водке и особенно легко в смеси азотной и плавиковой кислот. Написать уравнения реакций и указать, какую роль в них выполняет плавиковая кислота.

2. Написать уравнения гидролиза хлорида и сульфата титана (IV), протекающих на холоде, с образованием солей оксотитана (титанила), а при нагревании – с образованием гидроксида титанила (метатитановой кислоты).

3. Охарактеризовать кислотно-основные свойства H₂TiO₃ , если известно, что она слаборастворима в кислотах, а со щелочами образует соли только при сплавлении. Написать уравнения соответствующих реакций.

4. Устойчив ли в растворе метатитанат натрия? Написать уравнения гидролиза.

5. Титан реагирует с концентрированной азотной кислотой подобно олову, а с растворами щелочей подобно кремнию. Написать уравнения реакций.

6. Можно ли восстановить соединения титана(IV) в соединения титана (III): а) металлическим кадмием; б) хлоридом олова (II)? Написать уравнения реакций.

7.Какими свойствами обладают соединения титана(III)? Написать уравнения реакций: а) TiCl₃ + FeCl₃ ® …; б) TiCl₃ + K₂Cr₂O₇ +HCl ®.

8.Какими свойствами обладают соединения титана(III)? Написать уравнения реакций: а) TiCl₃ + O₂ + H₂O ® …; б) Ti₂(SO₄)₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ ®.

9.Какими свойствами обладает диоксид титана? Написать уравнения реакций: а) TiO₂ + KOH ® …; б) TiO₂ + H₂SO₄ ® …; в) TiO₂ + HF ®.

10.Как изменяется кислотно-основный характер, устойчивость и окислительно-восстановительные свойства гидроксидов титана в ряду:

Ti(OH)₂ – Ti(OH)₃ - Ti(OH)₄?

11. Как объяснить, что тетрахлорид титана плавится при более низкой температуре (-24^оС), чем трихлорид титана (сублимируется при 430^оС)?

12. Из каких природных соединений и как получают металлический титан?

13. Где применяются титан и ванадий? Какие свойства этих металлов обусловливают их применение?

14. Написать формулы оксидов ванадия и указать, как изменяются их свойства при переходе от низшей степени окисления к высшей.

15. В каких кислотах растворяется ванадий? Написать уравнения реакций.

16. Написать уравнения реакций взаимодействия оксида ванадия(V) а) с гидроксидом натрия; б) серной кислотой. Учесть, что в последнем случае образуется сульфат диоксованадия(V). На какие свойства оксида ванадия(V) указывают эти реакции?

17. Чем обусловлена неустойчивость водного раствора дихлорида ванадия? Что с ним может происходить при хранении на воздухе?

18. Написать уравнения реакций взаимодействия: а) сульфата оксованадия (IV) и перманганата калия в кислой среде; б) сульфата оксованадия (IV) и концентрированной азотной кислоты.

19. Написать уравнения реакций, в которых ванадат проявляет окислительные свойства и образует при этом соли оксованадия(IV):

а) NaVO₃ +FeSO₄ + H₂SO₄ ® б) NaVO₃ + SO₂ + H₂SO₄ ®

20. Как и из каких природных соединений получают металлический ванадий?