Актиноиды

В семейство актиноидов входят элементы, приведенные в табл. 32.

Таблица 32. Актиноиды

1.** При прокаливании металлического урана на воздухе образуется окись урана U₃O₈ (2UO₃·UO₂), которая растворяется в сильных кислотах с образованием урановых и ураниловых солей. Закончить уравнения реакций:
1) U₃O₈ + H₂SO₄ → UO₂SO₄
2) U₃O₈ + HCl + HNO₃ → UO₂Cl₂

2. Двуокись урана растворяется в сильных кислотах. Закончить уравнения реакций:
1) UO₂ + HCl →
2) UO₂ + H₂SO₄ →

3.** Урановые соли весьма нестойки и кислородом воздуха окисляются, образуя ураниловые соли. Закончить уравнения реакций:
1) UCl₄ + O₂ + H₂O → UO₂Cl₂
2) U(SO₄)₂ + O₂ + H₂O → UO₂SO₄

4. Закончить уравнение реакции:
UO₃ + HCl →

5. Диуранат калия K₂U₂O₇ может быть получен взаимодействием нитрата уранила UO₂(NO₃)₂ со щелочью. Написать уравнение реакции.

6. Если к полученному желтому осадку K₂U₂O₇ добавить концентрированного раствора (NH₄)₂CO₃, то осадок растворяется вследствие образования комплексного иона [UO₂(CO₃)₃]⁴⁻. Составить уравнение реакции.

7. Составить уравнение реакции получения сульфида уранила UO₂S (бурый цвет), исходя из нитрата уранила UO₂(NO₃)₂ и сульфида аммония (NH₄)₂S.

8. Что получится при взаимодействии трехокиси урана UO₃ с азотной кислотой, хлорида уранила UO₂Cl₂ со щелочью? Написать уравнения соответствующих реакций.

9. Закончить уравнение реакции получения бариевой соли уранилкарбоната:
UO₂(NO₃)₂ + BaCO₃ → Ba₂[UO₂(CO₃)₃]

10. При реакции UO₂(NO₃)₂ с Na₂HPO₄ в числе продуктов образуется желтовато-белый фосфат уранила UO₂HPO₄. Составить уравнение реакции.

11.** Закончить уравнения реакций и назвать полученные продукты:
1) K₄[Fe(CN)₆] + UO₂Cl₂ → (UO₂)₂[Fe(CN)₆]
2) (UO₂)₂[Fe(CN)₆] + KOH → K₄[Fe(CN)₆] + K₂U₂O₇

12.** Закончить уравнения реакций осаждения ураната аммония и растворения его в углекислом аммонии:
1) UO₂Cl₂ + NH₄OH → (NH₄)₂U₂O₇
2) (NH₄)₂U₂O₇ + (NH₄)₂CO₃ + H₂O → (NH₄)₄[UO₂(CO₃)₃]

13. При взаимодействии нитрата уранила UO₂(NO₃)₂ с карбонатом натрия (Na₂CO₃) в числе продуктов реакции получается оранжево-желтый осадок натриевой соли карбоната уранила Na₄[UO₂(CO₃)₃]. Составить уравнение реакции.

14. Закончить уравнения реакций, в которых соединения урана являются восстановителями или окислителями:
1) U(SO₄)₂ + KMnO₄ + H₂O → UO₂SO₄ + KHSO₄ + MnO₂ + H₂SO₄
2) Zn + UO₂Cl₂ + H₂SO₄ → U(SO₄)₂ + ZnCl₂

15. Осуществить переходы урана в соединениях от низшей валентности в высшие и наоборот (от высшей валентности в низшие), составив уравнения соответствующих реакций по схеме:

16. Составить уравнение реакции восстановления двуокиси нептуния (до NpO) в токе водорода.

17. Закончить уравнение реакции:
H₂ + NpF₄ $\xrightarrow{\mathrm{HF}}$ NpF₃

18. Написать формулу нитрата нептуния и сульфата плутонила.

19. Назвать следующие соединения:
1) Pa₂O₅
2) H₂UO₄
3) K₂NpO₄
4) Np₂O₃
5) PuO₂SO₄
6) Cm₂(SO₄)₃

20. Составить уравнения реакций последовательного превращения $\overset{+3}{\mathrm{Np}}$ в $\overset{+4}{\mathrm{Np}}$, $\overset{+5}{\mathrm{Np}}$ и $\overset{+6}{\mathrm{Np}}$.

21. Осуществить переходы плутония в соединениях от низшей степени окисления в высшие и, наоборот, от высшей степени окисления в низшие.

22. Составить уравнения реакций последовательного окисления $\overset{+2}{\mathrm{Am}}$ в $\overset{+3}{\mathrm{Am}}$, $\overset{+4}{\mathrm{Am}}$, $\overset{+5}{\mathrm{Am}}$ и $\overset{+6}{\mathrm{Am}}$.

23. Составить уравнения реакций последовательного восстановления $\overset{+6}{\mathrm{Am}}$ в $\overset{+5}{\mathrm{Am}}$, $\overset{+4}{\mathrm{Am}}$, $\overset{+3}{\mathrm{Am}}$ и $\overset{+2}{\mathrm{Am}}$.

24. Объяснить сущность, значение и условия протекания следующих ядерных реакций:
1) ${}^{14}_{7}\mathrm{N} + {}^{1}_{0}n \to {}^{11}_{5}\mathrm{B} + {}^{4}_{2}\mathrm{He}$
2) ${}^{7}_{3}\mathrm{Li} + {}^{2}_{1}\mathrm{H} \to {}^{1}_{0}n + 2{}^{4}_{2}\mathrm{He}$
3) ${}^{7}_{3}\mathrm{Li} + {}^{4}_{2}\mathrm{He} \to {}^{1}_{0}n + {}^{10}_{5}\mathrm{B}$
4) ${}^{94}_{42}\mathrm{Mo} + {}^{2}_{1}\mathrm{H} \to {}^{95}_{43}\mathrm{Tc} + {}^{1}_{0}n$
5) ${}^{209}_{93}\mathrm{Bi} + {}^{4}_{2}\mathrm{He} \to {}^{211}_{85}\mathrm{At} + 2{}^{1}_{0}n$
6)

7) ${}^{27}_{13}\mathrm{Al} + {}^{4}_{2}\mathrm{He} \to {}^{30}_{15}\mathrm{P} + {}^{1}_{0}n$
${}^{30}_{15}\mathrm{P} \to {}^{30}_{14}\mathrm{Si} + \overset{+}{e}$
8) ${}^{10}_{5}\mathrm{B} + \alpha \to {}^{13}_{7}\mathrm{N} + {}^{1}_{0}n$
${}^{13}_{7}\mathrm{N} \to {}^{13}_{6}\mathrm{C} + \overset{+}{e}$.

25. Каким уравнением выражается взаимосвязь массы и энергии?

26. Какие различают два основных типа ядерных превращений?

27. Энергия, выделяющаяся при ядерных реакциях, в миллионы раз больше энергии обыкновенных химических реакций, например:
${}^{7}_{3}\mathrm{Li} + {}^{1}_{1}\mathrm{H} = 2{}^{4}_{2}\mathrm{He} + 400\,000\,000\ \textit{ккал/моль}$
$4{}^{1}_{1}\mathrm{H} = 2{}^{4}_{2}\mathrm{He} + 2\overset{+}{e} + 650\,000\,000\ \textit{ккал/моль}.$
Указать сущность, значение и условия протекания вышеуказанных реакций.

28. Закончить уравнение цепной реакции:
${}^{1}_{0}n + {}^{235}_{92}\mathrm{U} \to$
Объяснить сущность, значение и условия ее протекания.

29. Какие вещества используются в качестве ядерного горючего?

30. Известны два пути использования атомной энергии:
1) взрывная реакция, т. е. мгновенное разложение ²³⁵U или ²³⁹Pu — атомная бомба; или синтез гелия из тяжелых изотопов водорода ²H и ³H, если использовать температуру и давление атомной бомбы;
2) медленная цепная реакция, при которой ²³⁸U превращается в изотоп плутония ²³⁹Pu — атомный котел.
Составить возможные уравнения реакций, протекающих при первом и втором пути использования атомной энергии.
Указать при этом их сущность, значение и условия протекания.