Характеристика свойств висмута и его соединений


Задача 931. 
Висмут легко растворяется в разбавленной азотной кислоте, но не растворяется в соляной и в разбавленной серной кислоте. Какой вывод можно из этого сделать относительно положения висмута в ряду напряжений?
Решение:
Так как висмут легко растворяется в разбавленной азотной кислоте, но не растворяется в соляной и в разбавленной серной кислоте, то можно сделать вывод о том, что висмут в ряду напряжений стоит правее водорода (потому что не вытесняет водород из кислот). 

Реакция с азотной кислотой проходит c образованием нитрата висмута и выделением оксида азота(II):

Bi + 4HNO3 ↔ Bi(NO3)3 + NO↑ + 2H2O.

Действительно висмут в ряду напряжений стоит между водородом и медью:

Li→RbKBaSrCaNaMgAlMnZnCrFeCdCoNiSnPbHSbBiCuHgAgPdPtAu

Ряд напряжений используется на практике для сравнительной оценки химической активности металлов в реакциях с водными растворами солей и кислот и для оценки катодных и анодных процессов при электролизе:

  • Металлы, стоящие левее, являются более сильными восстановителями, чем металлы, расположенные правее: они вытесняют последние из растворов солей. Например, взаимодействие Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu возможно только в прямом направлении.
  • Металлы, стоящие в ряду левее водорода, вытесняют водород при взаимодействии с водными растворами кислот-не окислителей; наиболее активные металлы (до алюминия включительно) — и при взаимодействии с водой.
  • Металлы, стоящие в ряду правее водорода, с водными растворами кислот-не окислителей при обычных условиях не взаимодействуют.
  • При электролизе металлы, стоящие правее водорода, выделяются на катоде; восстановление металлов умеренной активности сопровождается выделением водорода; наиболее активные металлы (до алюминия) невозможно при обычных условиях выделить из водных растворов солей.,

Задача 932. 
Как получить висмутат натрия? Какими свойствами обладает это соединение? Написать уравнение реакции взаимодействия висмутата натрия с нитратом марганца(II) в азотнокислой среде.
Решение:
а) Получение висмутата натрия.
Окисление оксида висмута(III)(t = 400 - 600 0C):

Bi2O3 + 2Na2O2 + O2 висмут 2NaBiO3

Окисление в щелочной среде нитрата висмута (t = 600 0C):

NaBiO3 + 2Na2O2 + 4NaOH висмут  2NaBiO3 + 6NaNO2 + 3O2↑ + 2H2O

б) Взаимодействия висмутата натрия с нитратом марганца(II) в азотнокислой среде.
Реакция протекает в кислотной среде самопроизвольно, так как стандартный потенциал окислительно-восстановительной пары NaBiO3/Bi3+(+1,808 В) выше, чем для пары MnO4/Mn2+ (+1,531 В). Уравнение реакции взаимодействия висмутата натрия с нитратом марганца(II) в азотнокислой среде:

5NaBiO3 + 2Mn(NO3) + 15HNO3 = HMnO4 + NaMnO4 + 5Bi(NO3)3 + 4NaNO3 + 7H2O


Задача 933. 
Закончить уравнения реакций:
а) SbCl3 + HCl + Zn → ;
б) AsH3 + KMnO4 + H2SO4 → H3AsO4 ;
в) Sb2S3 + HNO3(конц.) → ;
г) As2S3 + (NH4)2→ ;
д) Sb2S3 + (NH4)2→ ;
е) BiCl3 + K2SnO2 + KOH  Bi + ;
ж) Bi(OH)3 + Br2 + KOH  KBiO3 + ;
з) NaBiO3 + Mn(NO3)2 + HNO3  HMnO4 + .
Решение:
а) SbCl3 + 3HCl +3Zn  SbH3↑+ 3ZnCl2;

б) 5AsH3 + 8KMnO4 + 12H2SO4  5H3AsO4 + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O;

в) Sb2S3 + 8HNO3(конц.)  Sb(SO4)3 + 8NO↑ + 4H2O;

г) As2S3 + 3(NH4)2  2(NH4)3AsS3;                                                

д) Sb2S3 + (NH4)2 2(NH4)3SbS3;

е) 2BiCl3 + 3K2SnO2 + 6KOH  2Bi + 3K2SnO3 + 6KCl + 3H2O;

ж) Bi(OH)3 + Br2 + 3KOH  KBiO3 + 2KBr + 3H2O;

з) 5NaBiO3 + 2Mn(NO3)2 + 15HNO3 = HMnO4 + NaMnO4 + 5Bi(NO3)3 + 4NaNO3 + 7H2O.