Номер 1425, страница 220 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1425. *Укажите верные утверждения:

а) у всех d-металлов валентными являются только d-электроны;

б) два d-металла четвёртого периода проявляют постоянную валентность;

в) атомы скандия, титана и ванадия в невозбуждённом состоянии имеют одинаковый внешний электронный слой;

г) на внешнем электронном слое иона $Cr^{2+}$ нет электронов;

д) в невозбуждённом состоянии атом меди имеет такое же строение и конфигурацию внешнего электронного слоя, как и атом калия;

е) жёлто-коричневую окраску водному раствору сульфата железа(III) придают сульфат-ионы;

ж) у всех d-металлов четвёртого периода высшая степень окисления не превышает номер группы;

з) в реакции хрома с соляной кислотой образуется хлорид хрома(III);

и) железо образует соединения, в которых его степень окисления равна +6;

к) для ванадия, хрома и марганца высшая валентность равна номеру группы.

а) у всех d-металлов валентными являются только d-электроны;

Утверждение неверно. У d-металлов валентными являются электроны как предвнешнего d-подуровня, так и внешнего s-подуровня. Например, у атома железа с электронной конфигурацией $[Ar] 3d^6 4s^2$ валентными являются и $3d$, и $4s$ электроны, что позволяет ему проявлять различные степени окисления.

Ответ: утверждение неверно.

б) два d-металла четвёртого периода проявляют постоянную валентность;

Утверждение верно. В четвёртом периоде два d-металла проявляют практически постоянную валентность (и степень окисления): это скандий (Sc), который образует соединения почти исключительно в степени окисления $+3$, и цинк (Zn), для которого характерна только степень окисления $+2$. Остальные d-металлы 4-го периода (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu) проявляют переменную валентность.

Ответ: утверждение верно.

в) атомы скандия, титана и ванадия в невозбуждённом состоянии имеют одинаковый внешний электронный слой;

Утверждение верно. Внешний электронный слой — это энергетический уровень с наибольшим главным квантовым числом ($n$). Для элементов 4-го периода это четвёртый уровень ($n=4$). Электронные конфигурации атомов в невозбуждённом состоянии:

• Скандий (Sc): $[Ar] 3d^1 4s^2$
• Титан (Ti): $[Ar] 3d^2 4s^2$
• Ванадий (V): $[Ar] 3d^3 4s^2$

У всех трёх элементов конфигурация внешнего электронного слоя одинакова: $4s^2$.

Ответ: утверждение верно.

г) на внешнем электронном слое иона $Cr^{2+}$ нет электронов;

Утверждение верно. Атом хрома (Cr) имеет электронную конфигурацию $[Ar] 3d^5 4s^1$ (из-за большей устойчивости наполовину заполненного d-подуровня). При образовании иона $Cr^{2+}$ атом теряет два электрона. В первую очередь уходит электрон с внешнего $4s$-подуровня (как с наивысшего энергетического уровня), а затем один электрон с $3d$-подуровня. Электронная конфигурация иона $Cr^{2+}$ становится $[Ar] 3d^4$. Таким образом, внешний электронный слой ($n=4$) оказывается пустым.

Ответ: утверждение верно.

д) в невозбуждённом состоянии атом меди имеет такое же строение и конфигурацию внешнего электронного слоя, как и атом калия;

Утверждение верно. Атом калия (K), элемент IA группы 4-го периода, имеет электронную конфигурацию $[Ar] 4s^1$. Атом меди (Cu), элемент IB группы 4-го периода, имеет электронную конфигурацию $[Ar] 3d^{10} 4s^1$ (происходит "проскок" электрона с 4s- на 3d-подуровень для достижения полной завершенности 3d-подуровня). В обоих случаях внешний электронный слой представлен одним электроном на s-орбитали ($4s^1$).

Ответ: утверждение верно.

е) жёлто-коричневую окраску водному раствору сульфата железа(III) придают сульфат-ионы;

Утверждение неверно. Окраску растворам солей переходных металлов, как правило, придают гидратированные ионы металла. В случае сульфата железа(III) $Fe_2(SO_4)_3$ жёлто-коричневый цвет обусловлен присутствием гидратированных ионов железа(III) $[Fe(H_2O)_6]^{3+}$ и продуктов их гидролиза (например, гидроксокомплексов $[Fe(H_2O)_5(OH)]^{2+}$). Сульфат-ион $SO_4^{2-}$ бесцветен.

Ответ: утверждение неверно.

ж) у всех d-металлов четвёртого периода высшая степень окисления не превышает номер группы;

Утверждение неверно. Это утверждение нарушается для меди (Cu). Медь находится в группе IБ (или 11 группе). Её характерные степени окисления $+1$ и $+2$, а также известны соединения со степенью окисления $+3$. Степени окисления $+2$ и $+3$ превышают номер группы IБ. Для остальных d-элементов 4-го периода высшая степень окисления действительно не превышает номер группы.

Ответ: утверждение неверно.

з) в реакции хрома с соляной кислотой образуется хлорид хрома(III);

Утверждение неверно. Хром является металлом, стоящим в электрохимическом ряду напряжений до водорода, и реагирует с кислотами-неокислителями (как HCl) с вытеснением водорода. В таких условиях хром окисляется до своей низшей устойчивой степени окисления $+2$. Образуется хлорид хрома(II) $CrCl_2$, а не хлорид хрома(III) $CrCl_3$. Реакция: $Cr + 2HCl \rightarrow CrCl_2 + H_2 \uparrow$.

Ответ: утверждение неверно.

и) железо образует соединения, в которых его степень окисления равна $+6$;

Утверждение верно. Хотя наиболее характерными для железа являются степени окисления $+2$ и $+3$, в сильнощелочной окислительной среде оно может образовывать соединения, где его степень окисления равна $+6$. Эти соединения называются ферратами(VI), например, феррат калия $K_2FeO_4$.

Ответ: утверждение верно.

к) для ванадия, хрома и марганца высшая валентность равна номеру группы.

Утверждение верно. Для d-элементов, находящихся в начале переходных рядов, высшая валентность (и степень окисления) часто совпадает с номером их группы (в системе с подгруппами А и Б).

• Ванадий (V) находится в VБ группе, его высшая степень окисления $+5$ (например, в оксиде ванадия(V) $V_2O_5$).
• Хром (Cr) находится в VIБ группе, его высшая степень окисления $+6$ (например, в оксиде хрома(VI) $CrO_3$).
• Марганец (Mn) находится в VIIБ группе, его высшая степень окисления $+7$ (например, в перманганате калия $KMnO_4$).

Ответ: утверждение верно.