Александр Кудрявцев - Составление химических уравнений
Лантаноиды химически активны. Они разлагают воду с выделением водорода, окисляются ионами водорода обычных кислот, при высокой температуре реагируют со всеми типичными неметаллами.
В семейство лантаноидов входят элементы, приведенные в табл. 31.
Таблица 31. Лантаноиды
| Элемент | Символ | Ионный радиус R3+, Å | Энергия ионизации R° → R3+, эв | Стандартный электродный потенциал R° → R3+, в | Валентность |
|---|---|---|---|---|---|
| 58. Церий | Ce | 1,00 | 37,2 | −2,33 | 3 и 4 |
| 59. Празеодим | Pr | 1,00 | 37,5 | −2,2 | 3, 4 (5) |
| 60. Неодим | Nd | 0,99 | 37,8 | −2,246 | 3 |
| 61. Прометий | Pm | 0,98 | 38,2 | −2,2 | 3 |
| 62. Самарий | Sm | 0,97 | 38,2 | −2,2 | 3 и 2 |
| 63. Европий | Eu | 0,96 | 38,8 | −2,2 | 3 и 2 |
| 64. Гадолиний | Gd | 0,94 | 38,6 | −2,2 | 3 |
| 65. Тербий | Tb | 0,92 | 39,4 | −2,2 | 3 (4) |
| 66. Диспрозий | Dy | 0,91 | 39,5 | −2,2 | 3 (4) |
| 67. Гольмий | Ho | 0,89 | 40,0 | −2,1 | 3 |
| 68. Эрбий | Er | 0,87 | 40,2 | −2,1 | 3 |
| 69. Тулий | Tu | 0,86 | 40,3 | −2,1 | 3 (2) |
| 70. Иттербий | Yb | 0,85 | 40,8 | −2,1 | 3 и 2 |
| 71. Лютеций | Lu | 0,84 | 41,0 | −2,1 | 3 |
В скобках указана валентность, не вполне установленная или мало изученная.
1. Закончить уравнения реакций:
1) Ce + H2O →
2) Eu + H2O →
3) Lu + H2SO4 →
4) Tu + S →
5) Ho + N2 →
2. В металлическом виде лантаноиды получаются электролизом расплавленных хлористых солей. Какие реакции протекают у катода и у анода при электролизе NdCl3?
3. Написать уравнения реакций получения Ce2O3 и CeO2.
4. Составить уравнения реакций образования гидроокисей празеодима, неодима и европия и взаимодействия их с кислотами (HCl и H2SO4).
5. Составить уравнения реакций образования карбидов Ce, Pr и Nd.
6. Составить уравнения реакций образования солей Ce(NO3)3 и Ce2(C2O4)3, из которых первая применяется в производстве сеток для газокалильных и керосинокалильных ламп, вторая в медицине.
7. Закончить уравнение реакции восстановления галогенида EuCl3 водородом:
H2 + EuCl3 →
8.** Двухвалентные соединения Sm, Eu и Yb (галогениды и сульфаты) являются сильными восстановителями. Составить уравнения соответствующих реакций.
9. Составить уравнения реакций образования Nd2S3 и CeN.
10. Как получить соль церия Ce(OH)2NO3·3H2O?
11. Как получается и где применяется соль Ce(SO4)2? Составить уравнение реакции.
12. Закончить уравнения реакций:
1) Ce(NO3)3 + NH4OH →
2) Ce(OH)3 + O2 + H2O →
13.** Четырехвалентный церий является сильным окислителем (заменяет KMnO4 или K2Cr2O7). Закончить уравнения реакций, в которых Ce4+ проявляет окислительные свойства:
1) H2O2 + Ce(SO4)2 → Ce2(SO4)3
2) KI + CeO2 + HCl →
14. Какой металл из семейства лантаноидов наиболее распространен в природе?
15. Закончить уравнение реакции:
Ce(OH)4 + HCl →
16. Чем объясняются относительно близкие химические свойства лантаноидов?
17. Составить уравнение реакции получения церата натрия.
18. Написать химические формулы следующих соединений: 1) азотнокислого тербия; 2) хлористого лютеция; 3) сульфида диспрозия; 4) окиси гадолиния; 5) двуокиси празеодима.
* Из элементов, относящихся к лантаноидам, рассматриваются только наиболее изученные.