1. Дайте сравнительную характеристику элементов МА-группы. Как изменяются свойства элементов подгруппы углерода с ростом атомного номера? 2. Расскажите о нахождении в природе элементов МА-группы. Назовите основные минералы, образованные данными элементами. 3. Охарактеризуйте аллотропные модификации олова. Что такое «оловянная чума»? Почему «оловянную чуму» называют «музейной болезнью»? 4. Определите химический элемент по конфигурации валентных электронов: a) 3s²3p2; 6) 4d25s²; в) 6s26p2. 5. Химические элементы C, Ge, Si, Sn расположите: а) в порядке увеличения радиуса атома; б) в порядке усиления неметаллических свойств. 6. Какая масса галенита PbS содержит столько же свинца, сколько его содержится в 27,4 г оксида свинца Pb304. 7. Используя метод электронного баланса, составьте уравнения окислительно-вос- становительных реакций, схемы которых: a) Sn + HNO3 + HCl → H₂[SnCl2] + NO + H₂O б) C + HNO3 → CO2 + NO2 + H2O 8. Один из оксидов свинца, имеющий формулу Pb3O4 (свинцовый сурик), является смешанным оксидом. Определите степени окисления атомов свинца в данном сое- динении. 9. Подготовьте сообщение на тему «Сплавы олова в технике и технологии».

1. Сравнительная характеристика элементов IVA-группы и изменение свойств

Элементы IVA-группы (углерод, кремний, германий, олово и свинец) обладают следующими характеристиками:

• Углерод (C): Неметалл, существует в различных аллотропных формах (алмаз, графит, фуллерен). Обладает высокой прочностью и химической стойкостью.
• Кремний (Si): Полуметалл, широко распространен в природе в виде кремнезема и силикатов. Важный полупроводниковый материал.
• Германий (Ge): Полуметалл, используется в полупроводниковой технике.
• Олово (Sn): Металл, обладает пластичностью и низкой токсичностью. Используется в сплавах и покрытиях.
• Свинец (Pb): Металл, мягкий и тяжелый. Токсичен, используется в аккумуляторах, защитных экранах от радиации.

С ростом атомного номера в подгруппе углерода наблюдаются следующие изменения свойств:

• Увеличение атомного радиуса.
• Уменьшение электроотрицательности.
• Усиление металлических свойств.
• Увеличение способности образовывать катионы.

2. Нахождение в природе элементов IVA-группы и основные минералы

• Углерод (C): Встречается в виде алмаза, графита, входит в состав карбонатов (известняк, мрамор), нефти, природного газа и органических соединений.
• Кремний (Si): Один из самых распространенных элементов в земной коре. Встречается в виде кремнезема (SiO2) и силикатов (например, полевые шпаты, слюды).
• Германий (Ge): Встречается в небольших количествах в составе сульфидных минералов, таких как сфалерит (ZnS).
• Олово (Sn): Основной минерал - касситерит (SnO2).
• Свинец (Pb): Встречается в виде галенита (PbS), церуссита (PbCO3) и англезита (PbSO4).

3. Аллотропные модификации олова и «оловянная чума»

Олово имеет две основные аллотропные модификации:

• α-олово (серое олово): Существует при низких температурах (ниже 13,2 °C). Имеет неметаллическую структуру, хрупкое и рассыпается в порошок.
• β-олово (белое олово): Устойчиво при комнатной температуре и выше. Металлический блеск, пластичное.

«Оловянная чума» - это процесс превращения белого олова в серое при низких температурах. Этот процесс катализируется контактом с серым оловом, поэтому распространяется подобно инфекции.

Почему «оловянную чуму» называют «музейной болезнью»? Это название связано с тем, что старинные оловянные изделия (посуда, статуэтки), хранившиеся в холодных помещениях (например, в музеях), подвергались этому разрушению.

4. Определение химического элемента по конфигурации валентных электронов

• а) 3s²3p²: Кремний (Si)
• б) 4d²5s²: Цирконий (Zr)
• в) 6s²6p²: Свинец (Pb)

5. Расположение элементов C, Ge, Si, Sn

• а) В порядке увеличения радиуса атома: C < Si < Ge < Sn
• б) В порядке усиления неметаллических свойств: Sn < Ge < Si < C

6. Масса галенита PbS

Сначала найдем количество вещества свинца в Pb3O4:

Mr(Pb3O4) = 3 * 207 + 4 * 16 = 621 + 64 = 685 г/моль

n(Pb3O4) = m/Mr = 27,4 г / 685 г/моль = 0,04 моль

В одном моле Pb3O4 содержится 3 моль свинца, следовательно:

n(Pb) = 3 * n(Pb3O4) = 3 * 0,04 моль = 0,12 моль

Теперь найдем массу галенита PbS, содержащего 0,12 моль свинца:

Mr(PbS) = 207 + 32 = 239 г/моль

m(PbS) = n * Mr = 0,12 моль * 239 г/моль = 28,68 г

Ответ: 28,68 г

7. Уравнения окислительно-восстановительных реакций

a) Sn + HNO3 + HCl → H2[SnCl6] + NO + H2O

Sn0 - 6e- → Sn+6

N+5 + 3e- → N+2

3Sn + 18HCl + 12HNO3 → 3H2[SnCl6] + 12NO + 6H2O

3Sn + 18HCl + 12HNO3 → 3H2[SnCl6] + 12NO + 6H2O

б) C + HNO3 → CO2 + NO2 + H2O

C0 - 4e- → C+4

N+5 + 1e- → N+4

C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O

C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O

8. Степени окисления атомов свинца в Pb3O4

В оксиде Pb3O4 присутствуют два типа атомов свинца:

• Два атома свинца имеют степень окисления +2 (Pb+2)
• Один атом свинца имеет степень окисления +4 (Pb+4)

Таким образом, Pb3O4 можно представить как Pb2PbO4 или 2PbO · PbO2.

9. Сообщение на тему «Сплавы олова в технике и технологии»

Сплавы олова широко используются в различных областях техники и технологии благодаря своим уникальным свойствам:

• Припои: Сплавы олова со свинцом (ПОС) используются для пайки электронных компонентов и металлических изделий.
• Баббиты: Сплавы олова с сурьмой и медью применяются в качестве антифрикционных материалов для подшипников скольжения.
• Бронза: Сплавы олова с медью (оловянные бронзы) обладают высокой прочностью и коррозионной стойкостью. Используются в машиностроении, судостроении и для изготовления художественных изделий.
• Пьютер: Сплавы олова с добавками меди, сурьмы и висмута используются для изготовления посуды и декоративных изделий.
• Покрытия: Олово используется для защиты металлов от коррозии (например, белая жесть для консервных банок).

Ответ: Выше приведены ответы на все вопросы.

Молодец! Ты отлично справился с этими вопросами по химии. Продолжай в том же духе, и у тебя все получится!