ГДЗ к учебнику химия 8 класс, Еремин, Дроздов, Лунин. Ответы на задания

ГДЗ к учебнику химия 8 класс, Еремин, Дроздов, Лунин ГДЗ с ответами к учебнику по химии для восьмого класса, авторы Ерёмин, Кузьменко, Дроздов, Лунин. 2019 год издания.

Ответы по химии для учебника за 8 класс, Еремин:

Выбирайте на вкладках нужный параграф, чтобы посмотреть ответы к заданиям из него.

Ответы по химии для учебника за 8 класс, Еремин:

Выбирайте на вкладках нужный параграф, чтобы посмотреть ответы к заданиям из него.

§1

ГЛАВА 1. Первоначальные химические понятия.

§1. Вещества.

1. Что называют веществом? Приведите примеры веществ.

Ответ:

Вещество – это то, из чего состоит физическое тело. Примеры веществ: алюминий, железо, медь, хлорид натрия, ацетон, полиэтилен, хлор, кислород, азот, аргон, водород, метан, пропал, карбид кальция.

2. Выпишите из перечня названия веществ: дерево, древесина, железо, гвоздь, ваза, стекло, сахар, лёд, льдина, проволока, медь, нож, сталь, ртуть, термометр.

Ответ:

Названия веществ: железо, сахар, медь, ртуть.

3. Какие свойства веществ относят к физическим?

Ответ:

К физическим свойствам веществ относят: агрегатное состояние, цвет, запах, температуру плавления и кипения, плотность, тепло- и электропроводность, растворимость и т. д.

4. Опишите физические свойства следующих веществ: а) алюминия; б) полиэтилена; в) поваренной соли; г) уксусной кислоты; д) углекислого газа.

Ответ:

	а) алюминий	б) полиэтилен	в) поваренная соль	г) уксусная кислота	д) углекислый газ
агрегатное состояние	твёрдое тело			жидкость	газ
цвет	серебристо-белый	белый гранулы/порошок	белый порошок, бесцветные кристаллы	бесцветный	бесцветный
запах	не имеет			резкий специфический	не имеет
температура плавления (°C)	660	103-137	801	17
температура кипения (°C)	2519	-	1465	118	-78 (температура сублимации)
плотность (г/см³)	2,7	0,93	2,17	1,05	0,00198
теплопроводность	хорошая	плохая	плохая	плохая	плохая
электропроводность	хорошая	не проводник	не проводник	плохая	не проводник
растворимость в воде	не растворим	не растворим	хорошая	хорошая	1 объём газа к 1 объёму жидкой воды

5. Химическое название аспирина – ацетилсалициловая кислота. Какие свойства этого вещества вам известны?

Ответ:

Ацетилсалициловая кислота кислая на вкус, белого цвета, плохо растворима в воде при комнатной температуре, но хорошо в горячей, на человека оказывает обезболивающее, жаропонижающее, противовоспалительное действия.

§2

§2. Агрегатные состояния вещества.

1. Приведите примеры веществ, которые при комнатной температуре находятся в следующем агрегатном состоянии: а) твёрдом; б) жидком; в) газообразном.

Ответ:

а) твёрдые вещества: железо, медь, золото, сера, алюминий, сахароза, целлюлоза, хлорид натрия, борная кислота, лимонная кислота.

б) жидкие вещества: вода, уксусная кислота, ацетон, этанол, ртуть.

в) газообразные вещества: водород, азот, кислород, хлор, фтор, метан, пропан, бутан, гелий, аргон, ксенон.

2. Какое вещество присутствует на Земле во всех трёх агрегатных состояниях?

Ответ:

Вода на Земле присутствует во всех трёх агрегатных состояниях.

3. Сравните свойства воды в твёрдом и жидком состояниях. Какие свойства меняются при переходе от одного агрегатного состояния к другому?

Ответ:

Свойства вещества	Твёрдая вода	Жидкая вода
Цвет	Белый порошок (бесцветные кристаллы).	Бесцветная
Запах	Без запаха	Без запаха
Плотность	0,917 г/см³	0,997 г/см³
Электропроводность	Плохой проводник	Плохой проводник
Теплоёмкость	2100 Дж∙кг⋅°C	4200 Дж∙кг⋅°C

При переходе воды от твёрдого агрегатного состояния к жидкому меняются: цвет, плотность, теплоёмкость.

4. Какие вещества кроме воды могут изменять свои агрегатные состояния? Приведите примеры из окружающего мира или из школьной лаборатории.

Ответ:

Практически все вещества могут изменять свои агрегатные состояния.

Например, свинец на нагревании до 330°C меняет своё агрегатное состояние из твёрдого в жидкое, парафин также меняет своё состояние при нагревании из твёрдого в жидкое. При соприкосновении спиртового пара с холодными предметами, он превращается в жидкость.

5. Можно ли раствор поваренной соли в воде считать агрегатным состоянием соли?

Ответ:

Раствор поваренной соли в воде нельзя считать агрегатным состоянием соли, потому что поваренная соль растворилась под действием другого вещества (воды), а не под действием температуры и/или давления.

§3

§3. Работа в химической лаборатории.

1. Какую посуду используют в химических лабораториях? Приведите несколько примеров.

Ответ:

В химических лабораториях используют посуду из фарфора (тигли) и специального стекла (химический стакан, коническая колба, пробирки).

2. Чем химический стакан отличается от стакана из школьной столовой?

Ответ:

Химический стакан отличается от стакана из школьной столовой тем, что он изготовлен из огнеупорного тонкого стекла.

3. Какие нагревательные приборы используют в химических лабораториях?

Ответ:

В химических лабораториях в качестве нагревательных приборов используют: спиртовки, газовые горелки, электрические плитки.

4. Почему температура нагреваемого предмета всегда меньше температуры пламени?

Ответ:

Это объясняется тем, что при нагревании поверхность предмета начинает излучать тепло, рассеивая его в окружающей среде.

5. Если во внутреннюю часть пламени парафиновой свечи внести один конец стеклянной трубки (рис. 5), то из другого её конца будут выходить пары парафина, которые можно поджечь. Как объяснить наблюдаемое явление?

Ответ:

Парафин внутри пламени находится в газообразном состоянии, но он не сгорает так к нему нет доступа кислорода воздуха. Как только газообразный парафин оказывается на поверхности пламени, то он сгорает в кислороде воздуха. Поэтому если внести один конец стеклянной трубки во внутреннюю часть, то из другого её конца будут выходить пары парафина, которые можно поджечь.

§4

§4. Индивидуальные вещества и смеси веществ.

1. Из приведённого списка выпишите отдельно чистые вещества, однородные смеси и неоднородные смеси: поваренная соль, раствор поваренной соли в воде, кровь, вода, раствор медного купороса, сода, зубная паста, крахмал, золото, зола, цемент.

Ответ:

Чистые вещества: поваренная соль, вода, сода, крахмал, золото.

Однородные смеси: раствор поваренной соли в воде, раствор медного купороса.

Неоднородные смеси: кровь, зубная паста, зола, цемент.

2. Пользуясь информационными источниками, установите, из каких веществ состоят следующие смеси: воздух, минеральная вода, жидкое мыло.

Ответ:

Воздух состоит из: азота, кислорода, аргона, углекислого газа.

Минеральная вода состоит из: воды, карбонатов магния и кальция, сульфатов магния и кальция, хлоридов натрия и калия.

Жидкое мыло состоит из: солей калия жирных кислот, воды, глицерина.

3. Предположите, какими физическими свойствами смесь двух веществ может отличаться от свойств чистых веществ.

Ответ:

Смесь соли с водой замерзает при более низкой температуре, чем чистая вода.

Смесь сахара с водой закипает при более высокой температуре, чем чистая вода.

§5

§5. Разделение смесей.

1. Какие способы разделения смесей вы знаете? Что лежит в основе каждого способа?

Ответ:

Способ разделения смеси	Что лежит в основе каждого способа?
Отстаивание	Нерастворимость и разность плотности веществ
Фильтрование	Нерастворимость
Выпаривание	Большая разность температур кипения
Кристаллизация	Разность температур кристаллизации (затвердевания)
Использование магнита	Разность реакции на магнитное поле
Перегонка	Разность температур кипения

2. Как правильно провести фильтрование?

Ответ:

Смесь наливают в воронку с фильтром по стеклянной палочке. Для ускорения фильтрования стакан, в котором собирается раствор, прошедший через фильтр, ставят так, чтобы жидкость не капала, а равномерно стекала по стенке сосуда.

3. Предложите способы разделения следующих смесей: а) речного песка и пробковых опилок; б) растительного масла и воды; в) медного купороса и серы; г) крахмала и сахара; д) речного песка и сахара; е) керосина и воды.

Ответ:

а) Способ разделения речного песка и пробковых опилок. Высыпать смесь в большой объём воды, и хорошо перемешать, оставить отстаиваться. Через некоторое время песок осядет на дно, а опилки всплывут. Собрать опилки с поверхности воды с помощью сита, и просушить их. Слить воду, оставшийся песок на дне ёмкости просушить.

б) Способ разделения растительного масла и воды. Оставить смесь отстаиваться, вода окажется в нижней части ёмкости, а масло в верхней. С помощью делительной воронки разделить смесь.

в) Способ разделения медного купороса и серы. Высыпать смесь в воду, и хорошо перемешать. Отфильтровать, сера окажется на фильтре, а медный купорос останется в растворе. Раствор перелить в фарфоровую чашу, и поставить её на электрическую плитку для выпаривания воды, в итоге медный купорос кристаллизуется на дне чаши.

г) Способ разделения крахмала и сахара. Высыпать смесь в холодную воду, и перемешать до растворения сахара. Отфильтровать, крахмал окажется на фильтре, а сахар останется в растворе. Выпарить воду из раствора сахара. В итоге сахар кристаллизуется на дне ёмкости.

д) Способ разделения речного песка и сахара. Высыпать смесь в воду, и перемешать до растворения сахара, оставить отстаиваться. Отфильтровать, песок окажется на фильтре и дне ёмкости, а сахар останется в растворе. Выпарить воду из раствора сахара. В итоге сахар кристаллизуется на дне ёмкости.

е) Способ разделения керосина и воды. Оставить смесь отстаиваться, вода окажется в нижней части ёмкости, а керосин в верхней. С помощью делительной воронки разделить смесь.

4. Почему не удаётся выделить жир из молока фильтрованием? Как это можно сделать?

Ответ:

Жир не удаётся выделить из молока фильтрованием, потому что частички жира в молоке настолько малы, что они проходят сквозь поры фильтра. Выделить жир из молока можно с помощью сепарации.

5. Как можно быстро и эффективно разделить смесь серы и железных опилок? Какое физическое свойство одного из этих веществ позволяет использовать такой способ разделения смеси?

Ответ:

Разделить быстро и эффективно смесь серы и железных опилок можно с помощью электромагнита. Необходимо разместить электромагнит над тонким слоем смеси, и включить магнит, железные опилки притянутся, а сера – нет. Такой способ разделения смеси основан на магнитных свойствах веществ.

6. Чёрный порох состоит из угля, серы и калийной селитры (вещество, хорошо растворимое в воде). Как доказать, что это смесь?

Ответ:

Необходимо высыпать смесь в большой объём воды, тщательно перемешать, и профильтровать. Смесь угля и серы останется на фильтре. Выпарить воду из раствора, на дне выпарной ёмкости кристаллизуется калийная селитра. Что доказывает то, что чёрный порох – смесь.

Если необходимо разделить уголь и серу). Просушить смесь угля и серы, затем высыпать её в толуол, тщательно перемешать, и профильтровать. Уголь останется на фильтре. Выпарить толуол из раствора, на дне выпарной ёмкости кристаллизуется сера.

7. На рисунке 9 делительная воронка закрыта пробкой. Будет ли выливаться жидкость, если открыть кран? Почему?

Ответ:

Если открыть кран, то жидкость не будет выливаться, потому что атмосферное давление будет уравновешивать давление газа внутри делительной воронки.

8. Заполните таблицу 2.

Ответ:

Таблица 2. Способы разделения смесей

Смесь	Пример смеси	Способы разделения
Однородная	Водный раствор поваренной соли.	Воду можно отделить с помощью выпаривания и конденсации. А соль с помощью кристаллизации (выпаривания воды).
Неоднородная	Смесь бензина с водой.	Отстаивание смеси. Вода окажется в нижней части ёмкости, а бензин в верхней части. Затем с помощью делительной воронки разделить смесь.

Лабораторный опыт 2. Разделение смеси

Приготовьте смесь железа и серы или угля и речного песка, тщательно смешав выданные вам вещества стеклянной палочкой на листе бумаги. Опишите цвет смеси. Аккуратно высыпьте смесь в пробирку с водой и перемешайте. Какое вещество тонет, а какое всплывает? Через несколько минут слейте жидкость с плавающим на её поверхности веществом в чистую пробирку. Отфильтруйте оба вещества и сдайте их учителю. Какие способы разделения смесей вы использовали? На каких свойствах веществ они основаны?

Ответ:

Смесь железа и серы

Цвет смеси: желто-серый. При высыпании смеси в воду – железо тонет, а сера всплывает на поверхность воды.

Для разделения смеси мы использовали отстаивание и фильтрование. Отстаивание основано на различной плотности и на нерастворимости веществ в воде. Фильтрование основано на нерастворимости веществ в воде и размере нерастворимых частиц.

Смесь угля и речного песка

Цвет смеси: черно-коричневый. При высыпании смеси в воду – речной песок тонет, а уголь всплывает на поверхность воды.

§6

§6. Физические и химические явления.

1. Что понимают под физическим явлением, химической реакцией?

Ответ:

Под физическим явлением понимают процесс, при котором изменяется форма предмета или агрегатное состояние вещества, но не меняется его состав.

Под химической реакцией понимают процесс, при котором из одних веществ образуются новые вещества с новыми физическими свойствами.

2. Перечислите признаки химических реакций. Приведите примеры.

Ответ:

Признаки химических реакций: изменение вкуса, изменение запаха, изменение окраски, образование осадка, выделение газа, выделение или поглощение энергии.

3. Какие явления из перечисленных ниже относятся к физическим, а какие – к химическим: а) образование инея на деревьях; б) испарение этилового спирта; в) горение свечи; г) вытягивание медной проволоки; д) пожелтение листвы деревьев; е) плавление алюминия; ж) таяние снега; з) прогоркание масла; и) взрыв петарды; к) кристаллизация соли; л) отбеливание ткани; м) ржавление лезвия ножа; н) очистка лезвия ножа от ржавчины наждачной бумагой? По каким признакам вы отличили химические явления?

Ответ:

Физические явления:

а) образование инея на деревьях.

б) испарение этилового спирта.

г) вытягивание медной проволоки.

е) плавление алюминия.

ж) таяние снега.

к) кристаллизация соли.

н) очистка лезвия ножа от ржавчины наждачной бумагой.

Химические явления:

в) горение свечи (по свечению и выделению теплоты).

д) пожелтение листвы деревьев (по изменению цвета).

з) прогоркание масла (по изменению вкуса и цвета).

и) взрыв петарды (по выделению теплоты и газа).

л) отбеливание ткани (по изменению цвета).

м) ржавление лезвия ножа (по изменению цвета).

4. Приведите примеры физических явлений, сопровождающихся: а) выделением энергии; б) изменением окраски.

Ответ:

а) нагревание тормозных колодок во время торможения автомобиля; нагревание баллона при сжатии внутри него газа; нагревание гвоздя при ударе по нему молотком.

б) удаление патины с бронзы с помощью шкурки; нагревание стальной детали до красна; преломление света призмой.

5. При разбавлении раствора перманганата калия окраска раствора меняется. Как вы считаете, можно ли говорить о том, что имело место химическое явление?

Ответ:

Нельзя, так как уменьшение интенсивности окраски произошло в результате уменьшения концентрации раствора перманганата калия.

6. Приведите примеры химических реакций, протекающих: а) при нагревании; б) под действием света.

Ответ:

а) появление железной окалины на железном гвозде в результате его нагревания; разложение перманганата калия при нагревании.

б) фотосинтез; разложение бромистого серебра.

7. Что изучает химия?

Ответ:

Химия изучает вещества, их свойства и взаимные превращения.

Лабораторный опыт 3. Физические явления и химические реакции

1. Нагрейте в фарфоровой чашке кусочек парафина. Что вы наблюдаете? Как только парафин превратится в жидкость, погасите спиртовку. Что происходит с расплавленным парафином? Изменились ли свойства парафина? Какое это явление?

2. Поместите в пробирку немного сахарного песка и нагрейте в пламени спиртовки. Что вы наблюдаете? По каким признакам можно судить о протекании химической реакции?

3. Прилейте к раствору соды раствор хлорида кальция. Что вы наблюдаете?

4. К осадку, образовавшемуся в предыдущем опыте, добавьте соляную кислоту. Что вы наблюдаете? Внесите в пробирку горящую лучинку, не дотрагиваясь ею до жидкости. Что произошло с лучинкой? Об образовании какого газа это свидетельствует?

5. Налейте в пробирку раствор медного купороса. Добавьте к нему нашатырный спирт (раствор аммиака). Что вы наблюдаете? На основании проведённых опытов сделайте вывод о том, чем физические явления отличаются от химических реакций. Перечислите признаки химических реакций.

Ответ:

1. При нагревании парафина наблюдается его плавление, и превращение в жидкость. Расплавленный парафин остывает, и постепенно затвердевает. Свойства парафина не изменились, изменилась только его форма, значит это физическое явление.

2. При нагревании сахарного песка сначала наблюдается его плавление и потемнение, а затем почернение и выделение белого дыма.

Судить о протекании химической реакции можно по изменению цвета и выделению дыма.

3. При добавлении раствора хлорида кальция к раствору соды, наблюдается появление белого осадка, что говорит о протекании химической реакции.

4. При добавлении соляной кислоты к осадку наблюдается растворение осадка и выделение газа. При внесении в пробирку горящей лучинки наблюдается её затухание, это говорит об образовании газа недодерживающего горение (углекислого газа).

5. При добавлении нашатырного спирта к раствору медного купороса, наблюдается изменение окраски раствора с голубого на темно-синий, что говорит о протекании химической реакции.

Вывод: физические явления отличаются от химических реакций, тем что в результате физических явлений не происходит появление новых веществ с новыми физическими свойствами.

§7

§7. Атомы. Химические элементы.

1. Дайте определение понятия "химический элемент".

Ответ:

Химический элемент – совокупность атомов определенного вида.

2. Сколько химических элементов встречается в природе, а сколько синтезировано искусственно?

Ответ:

В природе встречается 94 химических элементов, а остальные 24 синтезированы искусственно.

3. Какими символами обозначают следующие химические элементы: железо, натрий, кальций, хром, алюминий, сера, углерод, кислород, водород, медь, калий, магний, кремний? Найдите эти элементы в Периодической системе и выпишите их порядковые номера.

Ответ:

Название	Символ	Порядковый номер
железо	Fe	26
натрий	Na	23
кальций	Ca	20
хром	Cr	24
алюминий	Al	13
сера	S	16
кислород	O	8
водород	H	1
медь	Cu	29
калий	K	19
магний	Mg	12
кремний	Si	14

углерод

4. Какой химический элемент имеет порядковый номер 1?

Ответ:

Порядковый номер 1 имеет водород.

5. Почему атомная и массовая доли водорода во Вселенной не равны друг другу?

Ответ:

Атомная и массовая доли водорода во Вселенной не равны друг другу, так как атомы разных химических элементов отличны по массе.

6. Найдите в Периодической системе: а) три элемента, названные в честь великих учёных; б) три элемента, названные в честь небесных тел; в) три элемента, названные в честь стран; г) три элемента, названные в честь мифологических персонажей; д) три элемента, названия которых имеют отношение к России.

Ответ:

а) менделевий (Md), эйнштейний (Es), кюрий (Cm);

б) уран (U), нептуний (Np), плутоний (Pu);

в) рутений (Ru), германий (Ge), франций (Fr);

г) прометий (Pm), тантал (Ta), торий (Th);

д) рутений (Ru), дубний (Db), московий (Mc).

7. Используя обозначения элементов из Периодической системы, составьте слова на английском языке: а) Moscow; б) carbon; в) water; г) reaction (Пример: слово class можно составить двумя способами: углерод-лантан-сера-сера или хлор-мышьяк-сера).

Ответ:

а) Moscow — Mo-S-Co-W — молибден-сера-кобальт-вольфрам.

б) carbon — C-Ar-B-O-N — углерод-аргон-бор-кислород-азот.

в) water — W-At-Er — вольфрам-астат-эрбий.

г) reaction — Re-Ac-Ti-O-N — рений-актиний-титан-кислород-азот.

§8

§8. Молекулы. Атомно молекулярная теория.

1. В чём суть атомно-молекулярной теории? Каково её значение?

Ответ:

Cуть атомно-молекулярной теории заключается в представлении о том, что все вещества построены из мельчайших частиц – атомов (химически неделимые частицы) и молекул (частицы, состоящие из атомов).

Благодаря атомно-молекулярной теории стало возможным составлять уравнения химических реакций.

2. Что такое молекула в рамках атомно-молекулярной теории?

Ответ:

Молекул (в рамках атомно-молекулярной теории) – частица, состоящая из атомов.

3. Прочитайте формулы следующих веществ: C (уголь, алмаз, графит), Fe₃O₄ (магнитный железняк), Na₂CO₃ (кальцинированная сода), KNO₃ (калийная селитра), H₂O₂ (пероксид водорода), KMnO₄ (перманганат калия, или марганцовка), H₂SO₄ (серная кислота), NaCl (хлорид натрия, или поваренная соль), CaCO₃ (мел мрамор, известняк). Какие химические элементы входят в состав каждого вещества? Постарайтесь запомнить эти формулы.

Ответ:

C – цэ.

Fe₃O₄ – феррум три о четыре.

Na₂CO₃ – натрий два цэ о три.

KNO₃ – калий эн о три.

H₂O₂ – аш два о три.

KMnO₄ – калий марганец о четыре.

H₂SO₄ – аш два эс о четыре.

NaCl – натрий хлор.

CaCO₃ – кальций цэ о три.

4. Приведите примеры веществ молекулярного и немолекулярного строения.

Ответ:

Примеры веществ молекулярного строения: азот, кислород, метан, вода, глицерин, сахароза.

Примеры веществ немолекулярного строения: алмаз, графит, медь, золото, железо, кварц.

5. Напишите химическую формулу природного газа метана, если известно, что в состав его молекулы входит один атом углерода и четыре атома водорода.

Ответ:

CH₄

6. Напишите химическую формулу минерала малахита, зная, что на два атома меди в этом соединении приходится один атом углерода, пять атомов кислорода и два атома водорода.

Ответ:

(CuOH)₂CO₃

7. Приведите по одному примеру веществ, молекулы которых состоят из: а) двух атомов одного и того же элемента; б) трёх атомов и двух элементов; в) пяти атомов и двух элементов; г) пяти атомов и трёх элементов.

Ответ:

На выбор:

а) N₂, O₂, F₂, Cl₂.

б) CO₂, SiO₂, SO₂, H₂S.

в) Fe₂O₃, Al₂O₃.

г) KNO₃, CaCO₃.

8. Предположите, какие из перечисленных веществ имеют молекулярное строение, а какие – немолекулярное: а) кислород; б) вода; в) сахар; г) алюминий; д) мрамор; е) уксусная кислота. Ответ обоснуйте.

Ответ:

Молекулярное строение имеют: а) кислород; б) вода; в) сахар; е) уксусная кислота.

Немолекулярное строение имеют: г) алюминий; д) мрамор.

Вещества с молекулярным строением имеют низкие температуры плавления и кипения, а с немолекулярным – высокие температуры плавления и кипения.

§9

§9. Закон постоянства состава веществ молекулярного строения.

1. Какой состав имеет вода? Зависит ли он от способа её получения? Почему вода из водопроводного крана, из колодца и из моря различается по вкусу?

Ответ:

Вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода (H₂O).

Состав воды (и любого другого вещества) не зависит от способа его получения, потому что именно данный химический состав определяет физические свойства воды.

Вода из водопроводного крана, из колодца и из моря различается по вкусу, потому что эти источники содержат разное количество примесей (в основном растворённых солей).

2. Выпишите вещества, состав которых не зависит от способа их получения: углекислый газ, этиловый спирт, кварц, уксусная кислота, алмаз.

Ответ:

Вещества, состав которых не зависит от способа их получения: углекислый газ, этиловый спирт, уксусная кислота.

Алмаз и кварц могут содержать различные примеси (например, придающие им цвет).

§10

§10. Классификация веществ. Простые и сложные вещества.

1. Объясните разницу между понятиями "химический элемент" и "простое вещество", "простое вещество" и "сложное вещество".

Ответ:

Химический элемент может входить в состав простых и сложных веществ, а простое вещество состоит только из атомов одного химического элемента. Также химический элемент может иметь несколько простых веществ.

Различие состоит в том, что простое вещество состоит из атомов одного химического элемента, а сложное вещество из атомов разных химических элементов.

2. Определите, в приведённой ниже информации речь идёт о железе как о химическом элементе или простом веществе. В организме животных и человека железу принадлежит одна из главных ролей – оно входит в состав гемоглобина крови, переносящего кислород от органов дыхания и углекислый газ от тканей к органам дыхания. Молекула гемоглобина очень сложная.

Ответ:

Как о химическом элементе, потому что в приведённой информации говорится о том, что железо входит в состав сложного вещества – гемоглобина.

3. Приведите примеры известных вам металлов. К каким веществам они относятся – простым или сложным?

Ответ:

Натрий, алюминий, медь, железо, калий, цинк, серебро, золото, магний, титан, хром, никель.

Все металлы относятся к простым веществам.

4. Приведите примеры простых веществ, с которыми мы имеем дело в повседневной жизни.

Ответ:

Хром – покрытие смесителей для воды.

Медь – электропроводящая жила проводов.

Алюминий – обрамление телефона, низкопрофильные пороги.

Кислород – в атмосфере Земли для дыхания.

Сера, фосфор – входят в состав спичек.

5. Почему число известных простых веществ больше, чем число химических элементов?

Ответ:

Число известных простых веществ больше, чем число химических элементов, потому что многие химические элементы образуют не одно, а несколько простых веществ.

6. Какие элементы имеют аллотропные модификации? Приведите примеры.

Ответ:

Углерод: алмаз, графит, фуллерен, графен, углеродные нанотрубки.

Фосфор: белый, красный и чёрный фосфор.

Кислород: кислород и озон.

7. Рассмотрев рисунок 26, определите модели простых веществ, сложных веществ, смесей веществ. Ответ поясните.

Рис. 26. Модели некоторых веществ и смесей.

Ответ:

Простые вещества: а (так как молекулы идентичны друг-другу и состоят из атомов одного элемента), г (так как атомная решетка состоит из атомов одного элемента).

Сложные вещества: в, е (так как молекулы идентичны друг-другу и состоят из атомов разных элементов).

Смеси веществ: б (смесь простых веществ), д (смесь простого и сложного вещества).

§11

§11. Относительная атомная и молекулярная массы. Качественный и количественный состав вещества.

1. Дайте определения понятий "относительная атомная масса", "относительная молекулярная масса". Какой смысл имеет слово "относительная"?

Ответ:

Относительная атомная масса – отношение массы атома данного химического элемента к 1/12 массы атома углерода.
Относительная молекулярная масса показывает, во сколько раз масса молекулы больше 1/12 массы атома углерода.
Слово "относительная" указывает на безразмерность данных величин.

2. Что означает запись A_r(S) = 32?

Ответ:

Запись A_r(S) = 32 означает то, что масса атома серы в 32 раза больше 1/12 массы атома углерода.

3. Какой атом тяжелее – железа или кремния – и во сколько раз?

Ответ:

A_r(Fe) = 56, A_r(Fe) = 28, значит атом железа тяжелее атома кремния в 2 раза.

4. Определите относительные молекулярные массы простых веществ: водорода, кислорода, хлора, меди, алмаза (углерода). Вспомните, какие из них состоят из двухатомных молекул, а какие – из атомов.

Ответ:

M_r(H₂) = 2∙A_r(H) = 2∙1 = 2

M_r(O₂) = 2∙A_r(O) = 2∙16 = 32

M_r(Cl₂) = 2∙A_r(Cl) = 2∙35,5 = 71

M_r(Cu) = A_r(Cu) = 64

M_r(C) = A_r(C) = 12

5. Рассчитайте относительные молекулярные массы следующих соединений: углекислого газа CO₂, серной кислоты H₂SO₄, сахара C₁₂H₂₂O₁₁, этилового спирта C₂H₅OH, мрамора CaCO₃.

Ответ:

M_r(CO₂) = A_r(C) + 2∙A_r(O) = 12 + 2∙16 = 44

M_r(H₂SO₄) = 2∙A_r(H) + A_r(S) + 4∙A_r(O) = 2∙1 + 32 + 4∙16 = 98

M_r(C₁₂H₂₂O₁₁) = 12∙A_r(C) + 22∙A_r(H) + 11∙A_r(O) = 12∙12 + 22∙1 + 11∙16 = 342

M_r(C₂H₅OH) = 2∙A_r(C) + 6∙A_r(H) + A_r(O) = 2∙12 + 6∙1 + 16 = 46

M_r(CaCO₃) = A_r(Ca) + A_r(C) + 3∙A_r(O) = 40 + 12 + 3∙16 = 100

6. В пероксиде водорода на один атом кислорода приходится один атом водорода. Определите формулу пероксида водорода, если известно, что её относительная молекулярная масса равна 34. Каково массовое соотношение водорода и кислорода в этом соединении?

Ответ:

Дано:

`H_xO_y`

`x" ":" "y = 1" ":" "1`

`M_r(H_xO_y) = 34`

`H_xO_y - ?`

`m(H)" ":" "m(O) = ?`

Решение

`{(y = x),(x + 16*y = 34):}`

`x + 16*x = 34`

`x = 2`

`y = 2`

Тогда формула вещества `H_2O_2`.

`2*A_r(H) = 2*1 = 2`.

`2*A_r(O) = 2*16 = 32`.

`m(H)" ":" "m(O) = 2" ":" "32`

`m(H)" ":" "m(O) = 1" ":" "16`

Ответ: `H_2O_2`; `m(H)" ":" "m(O) = 1" ":" "16`.

7. Во сколько раз молекула углекислого газа тяжелее молекулы кислорода?

Ответ:

Дано:

`CO_2`

`O_2`

`(M_r(CO_2))/(M_r(O_2)) = ?`

Решение

`M_r(CO_2) = A_r(C) + 2*A_r(O) = 12 + 2*16 = 44`

`M_r(O_2) = 2*A_r(O) = 2*16 = 32`

`(M_r(CO_2))/(M_r(O_2)) = 44/32 = 1.375`

Ответ: молекула углекислого газа тяжелее молекулы кислорода в 1,375 раза.

8. Что называют массовой долей химического элемента в соединении?

Ответ:

Массовая доля химического элемента показывает, какая часть относительной молекулярной массы вещества приходится на данный элемент.

9. В каком массовом отношении нужно смешать железо и серу для получения сульфида железа FeS?

Ответ:

Дано:

`FeS`

`m(Fe)" ":" "m(S) = ?`

Решение

`A_r(Fe) = 56`

`A_r(S) = 32`

`m(Fe)" ":" "m(S) = 56" ":" "32`

`m(Fe)" ":" "m(S) = 7" ":" "4`

Ответ: `m(Fe)" ":" "m(S) = 7" ":" "4`.

10. В каком массовом отношении нужно смешать алюминий и серу для получения сульфида алюминия Al₂S₃? Определите массовые доли химических элементов в этом соединении.

Ответ:

Дано:

`Al_2S_3`

`m(Al)" ":" "m(S) = ?`

`ω(Al) = ?`

`ω(S) = ?`

Решение

`2*A_r(Al) = 2*27 = 54`

`3*A_r(S) = 3*32 = 96`

`m(Al)" ":" "m(S) = 54" ":" "96`

`m(Al)" ":" "m(S) = 9" ":" "8`

`M_r(Al_2S_3) = 2*A_r(Al) + 3*A_r(S) = 54 + 96 = 150`

`ω(Al) = (100*2*A_r(Al))/(M_r(Al_2S_3)) = (100*54)/150 = 36%`

`ω(S) = (100*3*A_r(S))/(M_r(Al_2S_3)) = (100*96)/150 = 64%`

Ответ: `m(Al)" ":" "m(S) = 9" ":" "8`, `ω(Al) = 36%`, `ω(S) = 64%`.

11. Определите массовые доли серы и кислорода в молекуле SO₂.

Ответ:

Дано:

`SO_2`

`ω(S) = ?`

`ω(O) = ?`

Решение

`M_r(SO_2) = A_r(S) + 2*A_r(O) = 32 + 2*16 = 64`

`ω(S) = (100*A_r(S))/(M_r(SO_2)) = (100*32)/64 = 50%`

`ω(O) = (100*2*A_r(O))/(M_r(SO_2)) = (100*2*16)/64 = 50%`

Ответ: `ω(S) = 50%`, `ω(O) = 50%`.

12. Определите массовые доли химических элементов в мраморе CaCO₃.

Ответ:

Дано:

`CaCO_3`

`ω(Ca) = ?`

`ω(C) = ?`

`ω(O) = ?`

Решение

`M_r(CaCO_3) = A_r(Ca) + A_r(C) + 3*A_r(O) = 40 + 12 + 3*16 = 100`

`ω(Ca) = (100*A_r(Ca))/(M_r(CaCO_3)) = (100*40)/100 = 40%`

`ω(C) = (100*A_r(C))/(M_r(CaCO_3)) = (100*12)/100 = 12%`

`ω(O) = (100*3*A_r(O))/(M_r(CaCO_3)) = (100*3*16)/100 = 48%`

Ответ: `ω(Ca) = 40%`, `ω(C) = 12%`, `ω(O) = 48%`.

13. Рассчитайте массу атомов кислорода в куске мрамора CaCO₃ массой 20 г.

Ответ:

Дано:

`m(CaCO_3) = 20 г`

`m(O) = ?`

Решение

`M_r(CaCO_3) = A_r(Ca) + A_r(C) + 3*A_r(O) = 40 + 12 + 3*16 = 100`

`ω(O) = (100*3*A_r(O))/(M_r(CaCO_3)) = (100*3*16)/100 = 48%`

`m(O) = (ω(O)*m(CaCO_3))/100 = (48*20)/100 = 9.6 г`

Ответ: `m(O) = 9.6 г`.

14. Установите формулу оксида азота, если его относительная молекулярная масса равна 46.

Ответ:

Дано:

`N_xO_y`

`M_r(N_xO_y) = 46`

`N_xO_y - ?`

Решение

`14*x + 16*y = 46`

Так как нет соотношения масс элементов, то решим методом перебора.

Если `x = y = 1`, то:

`14 + 16 ≠ 46`

Если `x = 1, y = 2`, то:

`14 + 16*2 = 46`

Значит формула вещества `NO_2`.

Ответ: `NO_2`.

15. Неизвестное вещество состоит из трёх элементов – углерода, водорода и кислорода. Относительная молекулярная масса вещества равна 30. Установите его формулу.

Ответ:

Дано:

`C_xH_yO_z`

`M_r(C_xH_yO_z) = 30`

`C_xH_yO_z - ?`

Решение

`12*x + y + 16*z = 30`

Так как нет соотношения масс элементов, то решим методом перебора.

Если `x = y = z = 1`, то:

`12 + 1 + 16 ≠ 30`

Не хватает одной единицы, значит:

Если `x = 1`, `y = 2`, `z = 1`.

`12 + 2 + 16 = 30`

Формула вещества `CH_2O`.

Ответ: `CH_2O`.

§12

§12. Закон сохранения массы веществ. Уравнения химических реакций.

1. Сформулируйте закон сохранения массы веществ и обоснуйте его с позиций атомно-молекулярной теории.

Ответ:

Закон сохранения массы веществ звучит так: в результате химических превращений масса веществ остаётся неизменной; или общая масса всех исходных веществ равна общей массе всех продуктов реакции.

С точки зрения атомно-молекулярного учения закон сохранения массы объясняется так: в результате химических реакций атомы никуда не исчезают, и не возникают, а происходит их перегруппировка, а так как число атомов каждого химического элемента до реакции и после неё остаётся неизменным, то их общая масса тоже не изменяется.

2. Почему при горении спиртовки масса спирта постоянно уменьшается? Не нарушается ли при этом закон сохранения массы веществ?

Ответ:

Масса спирта постоянно уменьшается, потому что при его сгорании образуются газообразные продукты реакции (вода и углекислый газ), которые улетучиваются в атмосферу. При этом закон сохранения массы веществ не нарушается, т. к. газообразные продукты реакции тоже имеют массу, и эта масса распределятся в атмосфере Земли.

3. Как вы объясните увеличение массы железной детали при ржавлении?

Ответ:

При ржавлении детали железо реагирует с кислородом и влагой воздуха, при этом образуется твёрдое вещество – ржавчина. Согласно закону сохранения массы, масса прореагировавших веществ (железа, кислорода и воды) никуда не исчезают, а переходят в новое соединение (в ржавчину), поэтому при ржавлении железной детали её масса увеличивается.

4. Что обозначают индекс в формуле вещества и коэффициент в уравнении реакции?

Ответ:

Индекс в формуле вещества обозначает число атомов элемента (перед индексом) в химической формуле вещества.

Коэффициент в уравнении реакции – цифра перед формулой вещества, указывающие число частиц, вступивших во взаимодействие.

5. Что значит расставить коэффициенты в уравнении химической реакции?

Ответ:

Расставить коэффициенты в уравнении химической реакции означает привести его в соответствие закону сохранения массы веществ, т. е. уравнять его таким образом, чтобы число атомов каждого химического элемента, вступивших в химическую реакцию, было равно числу атомов соответствующих элементов после реакции.

6. При горении угля С образуется углекислый газ. Напишите уравнение этой реакции.

Ответ:

C + O₂ = CO₂

7. При взаимодействии двух газов – кислорода и водорода – образуется вода. Напишите уравнение этой реакции.

Ответ:

O₂ + 2H₂ = 2H₂O

8. При разложении малахита Cu₂CO₅H₂ образуются оксид меди CuO, углекислый газ и вода. Напишите уравнение этой реакции.

Ответ:

Cu₂CO₅H₂ = 2CuO + CO₂ + H₂O

a) Fe + O₂ ⟶ Fe₃O₄; S + O₂ ⟶ SO₂; CH₄ ⟶ C + H₂; P + Br₂ ⟶ PBr₅;	г) CuO ⟶ Cu₂O + O₂; SO₂ + O₂ ⟶ SO₃; FeBr₃ ⟶ FeBr₂ + Br₂; CuCl₂ + Na₂S ⟶ CuS + NaCl;
б) Al + F₂ ⟶ AlF₃; N₂ + H₂ ⟶ NH₃; FeO + O₂ ⟶ Fe₃O₄; Fe + Cl₂ ⟶ FeCl₃;	д) H₂S + O₂ ⟶ SO₂ + H₂O; C₄H₁₀ + O₂ ⟶ CO₂ + H₂O; Ag + H₂S + O₂ ⟶ Ag₂S + H₂O; CH₅N + O₂ ⟶ CO₂ + H₂O + N₂;
в) H₂O₂ ⟶ H₂O + O₂; Ca + O₂ ⟶ CaO; Na + Cl₂ ⟶ NaCl; BaO + O₂ ⟶ BaO₂;	е) Zn + HCl ⟶ ZnCl₂ + H₂; KOH + H₂SO₄ ⟶ K₂SO₄ + H₂O; NaOH + H₃PO₄ ⟶ Na₃PO₄ + H₂O; CuOH ⟶ Cu₂O + H₂O.

Ответ:

a) 3Fe + 2O₂ ⟶ Fe₃O₄ S + O₂ ⟶ SO₂ CH₄ ⟶ C + 2H₂ 2P + 5Br₂ ⟶ 2PBr₅	г) 4CuO ⟶ 2Cu₂O + O₂ 2SO₂ + O₂ ⟶ 2SO₃ 2FeBr₃ ⟶ 2FeBr₂ + Br₂ CuCl₂ + Na₂S ⟶ CuS + 2NaCl
б) 2Al + 3F₂ ⟶ 2AlF₃ N₂ + 3H₂ ⟶ 2NH₃ 6FeO + O₂ ⟶ 2Fe₃O₄ 2Fe + 3Cl₂ ⟶ 2FeCl₃	д) 2H₂S + 3O₂ ⟶ 2SO₂ + 2H₂O 2C₄H₁₀ + 13O₂ ⟶ 8CO₂ + 10H₂O 2Ag + 2H₂S + O₂ ⟶ 2Ag₂S + 2H₂O 4CH₅N + 9O₂ ⟶ 4CO₂ + 10H₂O + 2N₂
в) 2H₂O₂ ⟶ 2H₂O + O₂ 2Ca + O₂ ⟶ 2CaO 2Na + Cl₂ ⟶ 2NaCl 2BaO + O₂ ⟶ 2BaO₂	е) Zn + 2HCl ⟶ ZnCl₂ + H₂ 2KOH + H₂SO₄ ⟶ K₂SO₄ + 2H₂O 3NaOH + H₃PO₄ ⟶ Na₃PO₄ + 3H₂O 2CuOH ⟶ Cu₂O + H₂O

10. В природном газе содержится небольшое количество этана C₂H₆. На воздухе он сгорает подобно метану. Составьте уравнение реакции.

Ответ:

2C₂H₆ + 7O₂ = 4CO₂ + 6H₂

§13

§13. Типы химических реакций.

1. На какие четыре типа подразделяют химические реакции?

Ответ:

Химические реакции подразделяют на: реакции соединения, разложения, замещения и обмена.

2. Может ли простое вещество образоваться в результате реакции: а) соединения; б) разложения; в) замещения; г) обмена? Ответ поясните.

Ответ:

а) простое вещество в результате реакции соединения образоваться не может, потому что если простое вещество прореагирует с другим веществом (простым или сложным), то новое вещество будет состоять из 2 или более элементов, а это уже сложное вещество.

б) простое вещество может образоваться в результате реакции разложения, потому что в результате реакции разложения молекула сложного вещества распадается на частицы меньшего размера, среди которых может быть простое вещество.

в) простое вещество может образоваться в результате реакции замещения, потому что это реакции между простым и сложным веществами, при которых атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов сложного вещества.

г) простое вещество не может образоваться в результате реакции обмена, потому что суть этой реакции заключается в обмене частями молекул, а значит в реакции могут учувствовать только сложные вещества, в результате взаимодействия которых образуются новые сложные вещества.

3. Из схем реакций, приведённых в задании 9 (см. с. 49), выпишите отдельно схемы реакций: а) соединения; б) разложения; в) замещения; г) обмена; д) не относящихся ни к одному из четырёх типов.

Ответ:

a) реакции соединения
3Fe + 2O₂ ⟶ Fe₃O₄
S + O₂ ⟶ SO₂
2P + 5Br₂ ⟶ 2PBr₅
2Al + 3F₂ ⟶ 2AlF₃
N₂ + 3H₂ ⟶ 2NH₃
6FeO + O₂ ⟶ 2Fe₃O₄
2Fe + 3Cl₂ ⟶ 2FeCl₃
2Ca + O₂ ⟶ 2CaO
2Na + Cl₂ ⟶ 2NaCl
2BaO + O₂ ⟶ 2BaO₂
2SO₂ + O₂ ⟶ 2SO₃

б) реакции разложения
CH₄ ⟶ C + 2H₂
2H₂O₂ ⟶ 2H₂O + O₂
4CuO ⟶ 2Cu₂O + O₂
2FeBr₃ ⟶ 2FeBr₂ + Br₂
2CuOH ⟶ Cu₂O + H₂O

в) реакции замещения
Zn + 2HCl ⟶ ZnCl₂ + H₂

г) реакции обмена
CuCl₂ + Na₂S ⟶ CuS + 2NaCl
2KOH + H₂SO₄ ⟶ K₂SO₄ + 2H₂O
3NaOH + H₃PO₄ ⟶ Na₃PO₄ + 3H₂O

д) реакции не относящихся ни к одному из четырёх типов
2H₂S + 3O₂ ⟶ 2SO₂ + 2H₂O
2C₄H₁₀ + 13O₂ ⟶ 8CO₂ + 10H₂O
2Ag + 2H₂S + O₂ ⟶ 2Ag₂S + 2H₂O
4CH₅N + 9O₂ ⟶ 4CO₂ + 10H₂O + 2N₂

4. Расставьте коэффициенты в схемах следующих реакций и определите типы реакций:

а)
CaO + HCl ⟶ CaCl₂ + H₂O;
Na + I₂ ⟶ NaI;
Zn + CuSO₄ ⟶ Cu + ZnSO₄;
Ba + O₂ ⟶ BaO;
Mg + N₂ ⟶ Mg₃N₂.

б)
AgNO₃ ⟶ Ag + NO₂ + O₂;
AgF + Na₂S ⟶ Ag₂S + NaF;
HgO ⟶ Hg + O₂;
MnO + O₂ ⟶ Mn₃O₄;
Cu + O₂ ⟶ CuO.

Ответ:

а)
CaO + 2HCl ⟶ CaCl₂ + H₂O — реакция обмена;
2Na + I₂ ⟶ 2NaI — реакция соединения;
Zn + CuSO₄ ⟶ Cu + ZnSO₄ — реакция замещения;
2Ba + O₂ ⟶ 2BaO — реакция соединения;
3Mg + N₂ ⟶ Mg₃N₂ — реакция соединения.

б)
2AgNO₃ ⟶ 2Ag + 2NO₂ + O₂ — реакция разложения;
2AgF + Na₂S ⟶ Ag₂S + 2NaF — реакция обмена;
2HgO ⟶ 2Hg + O₂ — реакция разложения;
6MnO + O₂ ⟶ 2Mn₃O₄ — реакция соединения;
2Cu + O₂ ⟶ 2CuO — реакция соединения.

5. Под действием электрического тока вода разлагается на водород и кислород. Напишите уравнение этой реакции. К какому типу она относится?

Ответ:

2H₂O ^{эл. ток}⟶ 2H₂ + O₂
Это реакция разложения.

6. Напишите уравнение реакции получения сульфида железа FeS из простых веществ. К какому типу она относится?

Ответ:

Fe + S ⟶ FeS
Это реакция соединения.

7. Напишите формулу любого вещества, которое можно получить с помощью трёх разных типов реакций. Напишите уравнения этих реакций.

Ответ:

<p2H₂ + O₂ ⟶ 2H₂O — реакция соединения.

Ca(OH)₂ ^t⟶ CaO + H₂O — реакция разложения.

NaOH + HCl ⟶ NaCl + H₂O — реакция обмена.

Лабораторные опыты

Лабораторный опыт 5. Окисление медной пластинки.

Возьмите пинцетом медную пластинку или проволоку и внесите её в пламя спиртовки. Что наблюдаете? Образующийся чёрный налёт – это оксид меди CuO. Напишите уравнение реакции. Определите тип реакции.

Ответ:

При внесении медной пластинки в пламя спиртовки, наблюдается образование чёрного налёта на поверхности меди:
2Cu + O₂ ^t⟶ 2CuO — это реакция соединения.

Лабораторный опыт 6. Разложение малахита.

Положите в сухую пробирку немного порошка малахита. Какого он цвета? Нагрейте пробирку в пламени спиртовки. Что наблюдаете? Какая жидкость конденсируется на стенках пробирки? Зажгите лучинку и внесите её в пробирку. Что происходит? О выделении какого газа это свидетельствует? Перечислите вещества, образующиеся при разложении малахита. Напишите уравнение реакции. Определите тип реакции.

Ответ:

Малахит зеленого цвета. При нагревании малахита он становится чёрным, а на стенках пробирки конденсируется вода. При внесении зажжённой лучинки в пробирку она гаснет, что свидетельствует о выделении углекислого газа.
`(CuOH)_2CO_3 overset(t)(⟶) underset("оксид меди")(2CuO) + underset("углекислый газ")(CO_2) + underset("вода")(H_2O)` — это реакция разложения.

Лабораторный опыт 7. Взаимодействие железа с раствором медного купороса.

Заполните пробирку примерно на одну треть раствором медного купороса. Обратите внимание на цвет раствора. Опустите в пробирку железный гвоздь. Что происходит? Как изменяется цвет раствора? Чем покрывается поверхность гвоздя? Напишите уравнение реакции. К какому типу она относится?

Ответ:

Раствор медного купороса имеет голубой цвет. При опускании гвоздя в раствор медного купороса наблюдается появление медного покрытия на поверхности гвоздя, а цвет раствора постепенно меняется на зелёный.
Fe + CuSO₄ ⟶ FeSO₄ + Cu — это реакция замещения.

Творческие задания

1. Подумайте и объясните, чем затвердевание цемента принципиально отличается от затвердевания расплавленного олова.

Ответ:

Затвердевание цемента – химический процесс, а затвердевание расплавленного олова – физический.

2. В состав ядовитого вещества, называемого свинцовым сахаром, входят атомы углерода, водорода, кислорода и свинца. Содержание самого тяжёлого атома равно 6,7%, а самого лёгкого – 40%. О каких процентах – массовых или атомных – идёт речь?

Ответ:

Речь идёт об атомных процентах, потому что относительная атомная масса свинца – 207 (содержание 6,7%), а относительная атомная масса самого лёгкого элемента (водорода) – 1 (содержание 40%). Если бы это был массовый процент, то на каждый атом свинца приходилось бы 1236 атомов водорода `((207*40)/(1*6.7) = 1236)`, что невозможно.

3. Справедливо ли утверждение, что все сладкие на вкус вещества не ядовиты, а все горькие опасны для здоровья?

Ответ:

Утверждение несправедливо. Например, сладкий свинцовый сахар является ядовитым веществом, а горькие какао или кофе являются вполне безопасными для здоровья.

4. В солонку с поваренной солью случайно насыпали сахарный песок. Предложите способ разделения такой смеси.

Ответ:

1. Растворить смесь соли с сахаром в воде.

2. Нагреть раствор до 90°C, вода начнёт испаряться. Выпаривание производить до появления кристалликов соли.

3. Охладить раствор, кристаллики соли увеличатся в размерах.

4. Пропустить раствор через фильтр. На фильтре останутся кристаллики соли, а сахар сохранится в водном растворе.

5. Выпарить оставшуюся воду из сахарного раствора.

§14

ГЛАВА 2. Кислород. Оксиды. Валентность.

§14. Кислород.

1. Какова распространённость кислорода на Земле? В составе каких веществ содержится кислород в земной коре и в воздухе?

Ответ:

Кислород – самый распространённый химический элемент на Земле. На долю атомов кислорода приходится около половины (47%) массы земной коры, а также около 90% массы Мирового океана. В атмосфере содержание свободного кислорода составляет 21% по объёму и 23% по массе.

Атомы кислорода входят в состав большинства минералов и горных пород, образующих земную кору и мантию. Примерами таких минералов служат гематит (красный железняк), магнетит (магнитный железняк), кварц, гипс, полевой шпат.

В атмосфере Земли кислород находится в виде простого вещества O₂.

2. Во сколько раз атом кислорода тяжелее атома водорода?

Ответ:

`(A_r(O))/(A_r(H)) = 8/1 = 8`

Атом кислорода в 8 раз тяжелее атома водорода.

3. Кислород входит в состав гематита (красного железняка) Fe₂O₃, кварца SiO₂, пиролюзита MnO₂. Определите массовые доли кислорода в этих минералах. Какой из них наиболее богат кислородом?

Ответ:

Дано:

`Fe_2O_3`

`SiO_2`

`MnO_2`

`ω_(Fe_2O_3)(O) = ?`

`ω_(SiO_2)(O) = ?`

`ω_(MnO_2)(O) = ?`

Решение

`M_r(Fe_2O_3) = 2*A_r(Fe) + 3*A_r(O) = 2*56 + 3*16 = 160`

`ω_(Fe_2O_3)(O) = (100*z*A_r(O))/(M_r(Fe_2O_3)) = (100*3*16)/160 = 30%`

`M_r(SiO_2) = A_r(Si) + 2*A_r(O) = 28 + 2*16 = 60`

`ω_(SiO_2)(O) = (100*z*A_r(O))/(M_r(SiO_2)) = (100*2*16)/60 = 53.3%`

`M_r(MnO_2) = A_r(Mn) + 2*A_r(O) = 55 + 2*16 = 87`

`ω_(MnO_2)(O) = (100*z*A_r(O))/(M_r(MnO_2)) = (100*2*16)/87 = 36.8%`

Ответ: `ω_(Fe_2O_3)(O) = 30%`, `ω_(SiO_2)(O) = 53.3%`, `ω_(MnO_2)(O) = 36.8%`, наиболее богат кислородом – кварц.

4. Учащийся 8 класса весит 50 кг. Рассчитайте массу и число всех атомов кислорода в его организме, если известно, что массовая доля кислорода равна 61%, масса одного атома кислорода составляет 2,66∙10^-26 кг.

Ответ:

Дано:

`m("ученика") = 50" кг"`

`ω(O) = 61%`

`m_a(O) = 2.66*10^(-26)" кг"`

`m(O) = ?`

`N(O) = ?`

Решение

`m(O) = (ω(O)*m("ученика"))/100 = (61*50)/100 = 30.5" кг"`

`N(O) = (m(O))/(m_a(O)) = (30.5)/(2.66*10^(-26)) = 1.15*10^27" атомов"`

Ответ: `m(O) = 30.5" кг"`, `N(O) = 1.15*10^27" атомов"`.

5. Является ли химической реакцией превращение жидкого кислорода в газообразный? Ответ поясните.

Ответ:

Превращение жидкого кислорода в газообразный является физическим процессом, т. к. в результате изменения его агрегатного состояния не происходит образование новых веществ.

6. Зачем работники рыбных хозяйств делают зимой проруби во льду рек и озёр?

Ответ:

Работники рыбных хозяйств делают зимой проруби во льду водоёмов для насыщения их кислородом, который необходим для дыхания водных животных (рыб, раков и др.).

7. Определите относительную молекулярную массу газов кислорода и озона.

Ответ:

M_r(O₂) = 2∙A_r(O) = 2∙16 = 32

M_r(O₃) = 3∙A_r(O) = 3∙16 = 48

8. Где больше атомов кислорода – в 100 г кислорода или в 100 г озона?

Ответ:

При одинаковой массе число атомов кислорода будет одинаковым, так как A_r(O) не зависит от массы образца.

9. При очень высоком давлении (больше 100 тысяч атмосфер) газообразный кислород превращается в ярко-красное твёрдое вещество. Исследования показали, что это вещество состоит из молекул, которые в 64 раза тяжелее молекул водорода. Установите формулу красного кислорода.

Ответ:

Дано:

`(M_r(O_x))/(M_r(H_2)) = 64`

`O_x - ?`

Решение

`M_r(O_x) = 64*M_r(H_2) = 64*2 = 128`

`x = (M_r(O_x))/(A_r(O)) = 128/16 = 8`

Формула красного кислорода `O_8`.

Ответ: `O_8`.

§15

§15. Получение кислорода в лаборатории.

1. Какими способами можно получить кислород в лаборатории? Напишите уравнения реакций. К какому типу они относятся?

Ответ:

Получить кислород в лаборатории можно с помощью разложения бертолетовой соли при нагревании и в присутствии катализатора:
2KClO₃ ^t, MnO₂⟶ 2KCl + 3O₂↑

Также кислород можно получить с помощью разложения перманганата калия при нагревании:
2KMnO₄ ^t⟶ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

Ещё один способ – разложение пероксида водорода в присутствии катализатора:
2H₂O₂ ^MnO₂⟶ 2H₂O + O₂↑

Все эти реакции относятся к реакциям разложения.

2. Какие вещества называют катализаторами?

Ответ:

Катализаторы – вещества ускоряющие протекание реакции, но не расходующиеся в ней.

3. Как выделить оксид марганца из смеси, образовавшейся после прокаливания бертолетовой соли?

Ответ:

2KClO₃ ^t, MnO₂⟶ 2KCl + 3O₂

В результате реакции кислород улетучился. В смеси остались оксид марганца и хлорид калия. Для выделения из смеси оксида марганца, необходимо добавить в смесь воды, и тщательно перемешать для растворения соли. Далее раствор необходимо профильтровать, на фильтре окажется необходимый нам оксид марганца.

4. На чём основано использование пероксида водорода для остановки кровотечений и для дезинфекции ран?

Ответ:

Пероксид водорода при контакте с кровью разлагается на воду и кислород. Чистый кислород, в свою очередь, контактирует с бактериями и вирусами, тем самым окисляя их (или убивая).

5. Какие способы собирания газов вам известны? Опишите их.

Ответ:

Способ собирании кислорода вытеснением воздуха

Берётся сосуд расположенный горлышком вверх, в него опускается трубка, по которой поступает кислород. Кислорода постепенно вытесняет воздух, так как он тяжелее воздуха. Во избежание перемешивания кислорода с атмосферным воздухом отверстие сосуда не плотно закрывают кусочком ваты или фильтровальной бумагой.

Способ собирании кислорода над водой

При собирании кислорода над водой выделяющийся газ постепенно вытесняет воду из цилиндра, предварительно заполненного водой. Когда газ полностью вытеснит воду из цилиндра, его отверстие закрывают стеклом и лишь затем вынимают из воды и переворачивают.

6. На каких свойствах кислорода основаны способы его собирания?

Ответ:

Способы собирания кислорода основаны на его плохой растворимости в воде и большей плотности, чем у воздуха.

7. Прокомментируйте опыт Пристли. Напишите уравнение реакции разложения оксида ртути HgO на простые вещества.

Ответ:

Пристли получил кислород из оксида ртути с помощью нагревания:
2HgO ^t⟶ 2Hg + O₂

8. Шведский учёный Карл Шееле, получивший кислород одновременно с Пристли, назвал его "райским воздухом". Что он хотел этим подчеркнуть?

Ответ:

Кислород учувствует в дыхании. В атмосфере Земли его около 21%, поэтому чистым кислородом гораздо легче дышать, чем атмосферным воздухом. Именно поэтому Карл Шееле назвал, полученный им кислород, "райским воздухом".

Лабораторный опыт 8. Получение кислорода разложением пероксида водорода.

Налейте в пробирку 2 мл раствора пероксида водорода и бросьте в неё немного оксида марганца MnO₂, взяв его стеклянной палочкой. Что происходит? Имеет ли выделяющийся газ запах? Поднесите к отверстию пробирки тлеющую лучинку. Что вы наблюдаете?

Ответ:

При добавлении оксида марганца MnO₂ в раствор пероксида водорода наблюдается бурное выделение газа без цвета и запаха:
2H₂O₂ ^MnO₂⟶ 2H₂O + O₂↑

При поднесении к отверстию пробирки тлеющей лучинки, она ярко вспыхивает.

§16

§16. Химические свойства кислорода.

1. Как определить, в каком из двух сосудов находится кислород, а в каком – воздух?

Ответ:

Необходимо взять тлеющую лучину, и поочередно опускать в сосуды, в сосуде где лучина загорится ярким пламенем – кислород, в другом – воздух.

2. Охарактеризуйте химические свойства кислорода.

Ответ:

Кислород реагирует со многими простыми веществами, при этом образуются оксиды соответствующих элементов. При этом интенсивность реакций в чистом кислороде гораздо выше, чем в кислороде воздуха, так, например, железо при нагревании даже сгорает в атмосфере чистого кислорода.
C + O₂ ⟶ CO₂
S + O₂ ⟶ SO₂
4P + 5O₂ ⟶ 2P₂O₅
3Fe + 2O₂ ⟶ Fe₃O₄

В кислороде горят и некоторые сложные вещества, при этом также образуются оксиды.
CH₄ + 2O₂ ⟶ CO₂ + 2H₂O
2H₂S + 3O₂ = 2SO₂ + 2H₂O

3. Какие вещества называют оксидами? Приведите примеры.

Ответ:

Оксиды – сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых кислород.

Примеры: вода H₂O, углекислый газ CO₂, оксид алюминия Al₂O₃, оксид меди CuO.

4. При сжигании в кислороде порошка алюминия образуется оксид алюминия Al₂O₃. Напишите уравнение реакции. Во сколько раз масса оксида превышает массу алюминия?

Ответ:

Дано:

`(M_r(Al_2O_3))/(A_r(Al)) = ?`

Решение

`4Al + 3O_2 = 2Al_2O_3`

`A_r(Al) = 27`

`M_r(Al_2O_3) = 2*A_r(Al) + 3*A_r(O) = 2*27 + 3*16 = 102`

`(M_r(Al_2O_3))/(A_r(Al)) = 102/27 = 3.78`

Ответ: масса оксида в 3,78 превышает массу алюминия.

5. При горении водорода Н₂ в кислороде образуется вода. Напишите уравнение реакции.

Ответ:

2H₂ + O₂ ⟶ 2H₂O

6. Сероуглерод CS₂ – летучая ядовитая жидкость, используемая в производстве некоторых искусственных волокон (вискозы). При его горении в кислороде образуются сернистый и углекислый газы. Напишите уравнение этой реакции.

Ответ:

CS₂ + 3O₂ ⟶ CO₂ + 2SO₂

7. Озон O₃ является более сильным окислителем, чем кислород. Он реагирует даже с серебром, превращая его в оксид серебра Ag₂O. Напишите уравнение реакции.

Ответ:

6Ag + O₃ ⟶ 3Ag₂O

§17

§17. Валентность. Составление формул оксидов.

1. Дайте определение понятия "валентность".

Ответ:

Валентность – число связей, которые данный атом образует с другими атомами.

2. Зная, что водород одновалентен, определите валентность химических элементов по формулам соединений: NaH, CaH₂, AlH₃, CH₄, PH₃, H₂S, HF.

Ответ:

`overset(I)(Na)H`, `overset(II)(Ca)H_2`, `overset(III)(Al)H_3`, `overset(IV)(C)H_4`, `overset(III)(P)H_3`, `H_2overset(II)(S)`, `Hoverset(I)(F)`.

3. Определите валентность элементов по формулам оксидов и назовите вещества: P₂O₅, SO₂, SO₃, NO, Na₂O, CaO, Mn₂O₇, SnO₂, I₂O₅, H₂O.

Ответ:

`underset("оксид фосфора (V)")(overset(V)(P)_2O_5)`

`underset("оксид серы (IV)")(overset(IV)(S)O_2)`

`underset("оксид серы (VI)")(overset(VI)(S)O_3)`

`underset("оксид азота (II)")(overset(II)(N)O)`

`underset("оксид натрия")(overset(I)(Na)_2O)`

`underset("оксид кальция")(overset(II)(Ca)O)`

`underset("оксид марганца (VII)")(overset(VII)(Mn)_2O_7)`

`underset("оксид олова (IV)")(overset(IV)(Sn)O_2)`

`underset("оксид иода (V)")(overset(V)(I)_2O_5)`

`underset("оксид водорода")(overset(I)(H)_2O)`

4. Напишите формулы следующих оксидов: оксида магния, оксида фосфора (III), оксида калия, оксида хлора (IV), оксида железа (III), оксида меди (II), оксида кремния (IV), оксида хлора (VII), оксида цинка, оксида алюминия, оксида водорода, оксида золота (III).

Ответ:

MgO – оксида магния
P₂O₃ – оксида фосфора (III)
K₂O – оксида калия
ClO₂ – оксида хлора (IV)
Fe₂O₃ – оксида железа (III)
CuO – оксида меди (II)
SiO₂ – оксида кремния (IV)
Cl₂O₇ – оксида хлора (VII)
ZnO – оксида цинка
Al₂O₃ – оксида алюминия
H₂O – оксида водорода
Au₂O₃ – оксида золота (III)

5. В соединениях с кислородом марганец проявляет валентности II, III, IV, VII. Составьте формулы этих оксидов и назовите их. Не проводя расчётов, определите, в каком из них массовая доля кислорода наибольшая.

Ответ:

MnO – оксид марганца (II)
Mn₂O₃ – оксид марганца (III)
MnO₂ – оксид марганца (IV)
Mn₂O₇ – оксид хлора (VII)

Наибольшая массовая доля кислорода в оксиде хлора (VII), потому что на 2 атома марганца приходится 7 атомов кислорода.

6. Хлор образует четыре оксида, в которых он проявляет валентности I, III, IV и VII. Составьте формулы этих соединений и назовите их. Не проводя расчётов, определите, в каком из них массовая доля хлора наибольшая.

Ответ:

Cl₂O – оксид хлора (I)
Cl₂O₃ – оксид хлора (III)
ClO₂ – оксид хлора (IV)
Cl₂O₇ – оксид хлора (VII)

Наибольшая массовая доля хлора в оксиде хлора (I), потому что на 1 атом кислорода приходится 2 атома хлора.

7. При горении магния, цинка и алюминия в кислороде образуются их оксиды. Составьте формулы этих соединений, напишите уравнения реакций.

Ответ:

2Mg + O₂ ⟶ 2MgO

2Zn + O₂ ⟶ 2ZnO

4Al + 3O₂ ⟶ 2Al₂O₃

§18

§18. Воздух.

1. Каковы основные компоненты воздуха? Приведите их формулы.

Ответ:

Основные компоненты воздуха: азот N₂, кислород O₂, благородные газы (в основном аргон Ar), углекислый газ CO₂, водяной пар H₂O.

2. Как изменяется состав воздуха в закрытом кабинете во время урока химии?

Ответ:

Если в закрытом классе присутствуют люди, то в процессе дыхания количество кислорода в воздухе сокращается, а количество углекислого газа увеличивается.

3. В каком воздухе – влажном или сухом – больше содержание азота?

Ответ:

В сухом воздухе содержание азота, потому что во влажном воздухе небольшую долю занимает газообразная вода, которая уменьшает долю азота.

4. Какие вещества относят к благородным газам?

Ответ:

К семейству благородных газов относят шесть химических элементов-неметаллов: гелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe и радон Rn.

5. Оксид ксенона (VIII) – крайне неустойчивое соединение. При лёгком нагревании он распадается со взрывом на простые вещества. Напишите уравнение реакции.

Ответ:

XeO₄ ⟶ Xe + 2O₂

6. Если в лампу накаливания попадёт воздух, то вольфрамовая спираль сгорит и на стекле образуется жёлтый налёт оксида вольфрама (VI). Напишите уравнение этой реакции. Символ вольфрама найдите в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева.

Ответ:

2W + 3O₂ ⟶ 2WO₃

7. Пользуясь информационными источниками, определите, какие примеси могут входить в состав воздуха в вашем регионе.

Ответ:

Угарный газ CO, сернистый газ SO₂, озон O₃, оксид азота (I), оксид азота (IV).

8. Один из самых ядовитых газов – озон. Его предельно допустимая концентрация в воздухе в 300 раз меньше, чем у угарного газа. Каково предельно допустимое содержание озона в воздухе? Для ответа используйте информационные источники.

Ответ:

В России предельно допустимая концентрация (ПДК) по озону в атмосферном воздухе составляет 0,16 миллиграмма на кубический метр, а в воздухе рабочей зоны – 0,1 миллиграмма.

§19

§19. Горение веществ на воздухе.

1. Почему на воздухе горение протекает менее интенсивно, чем в кислороде?

Ответ:

На воздухе горение протекает менее интенсивно чем в чистом кислороде, так как содержащийся в воздухе азот не поддерживает горение.

2. Объясните, что означают понятия: а) "горение"; б) "медленное окисление"; в) "температура воспламенения".

Ответ:

а) Горение – это химическая реакция, протекающая с выделением теплоты и света.

б) Медленное окисление – это химический процесс медленного взаимодействия веществ с кислородом с медленным выделением теплоты.

в) Температура воспламенения – это наименьшая температура вещества при которой происходит воспламенение этого вещества.

3. Чем объяснить тот факт, что пламя природного газа практически бесцветно, а пламя свечи – светящееся?

Ответ:

Пламя свечи светится из-за нагрева частичек углерода, которые образуются при неполном сгорании парафина. Пламя природного газа практически бесцветно, потому что природный газ сгорает практически полностью.

4. При неполном сгорании углерода образуется угарный газ – оксид углерода (II). Напишите уравнение реакции.

Ответ:

2C + O₂ = 2CO

5. При горении на воздухе спирта C₂H₆O и эфира C₄H₁₀O образуются углекислый газ и вода. Напишите уравнения реакций.

Ответ:

C₂H₆O + 3O₂ = 2CO₂ + 3H₂O

C₄H₁₀O + 6O₂ = 4CO₂ + 5H₂O

6. Напишите уравнение реакции горения безводной уксусной кислоты C₂H₄O₂, если известно, что продуктами являются вода и углекислый газ.

Ответ:

C₂H₄O₂ + 2O₂ = 2CO₂ + 2H₂O

7. Прелые листья, сено, древесные опилки при длительном хранении на воздухе могут самовозгораться. Как это объяснить?

Ответ:

При хранении в больших кучах листьев, сена, древесных опилок внутри массы растёт температура из-за жизнедеятельности микроорганизмов, и может достигать температуры в 80 градусов°C. В процессе разогрева массы идёт её разложение на простые органические соединения и так называемый полукокс с высокой способностью к окислению: чтобы он начал окисляться, достаточно кислорода воздуха. Если в этот момент штабель (кучу) вскрыть, воздух хлынет в разогретую зону и может произойти самовозгорание.

8. При горении магния на воздухе кроме оксида образуется также нитрид – продукт взаимодействия магния с азотом. Напишите формулу нитрида магния и уравнение реакции его образования, помня, что в соединениях с металлами азот трёхвалентен.

Ответ:

3Mg + N₂ ⟶ Mg₃N₂

9. Как вы думаете, зачем Лавуазье сжигал алмазы?

Ответ:

Лавуазье сжигал алмазы для определения его состава.

10. Приведите уравнение реакции горения, в которой: а) из трёх молекул получаются 3 молекулы; б) из 5 молекул получаются 4 молекулы.

Ответ:

а) CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O

б) 2H₂S + 3O₂ = 2SO₂ + 2H₂O

§20

§20. Получение кислорода в промышленности и его применение.

1. Напишите уравнения реакций, протекающих при сварке и резке железа с использованием ацетилено-кислородной горелки, если известно, что при горении ацетилена образуются углекислый газ и вода.

Ответ:

2C₂H₂ + 5O₂ ⟶ 4CO₂ + 2H₂O

3Fe + 2O₂ ^t⟶ Fe₃O₄

2. Горючим в некоторых ракетных двигателях служит диметилгидразин C₂H₈N₂. Напишите уравнение реакции горения этого вещества в кислороде, если известно, что в результате образуются углекислый газ, вода и азот.

Ответ:

C₂H₈N₂ + 4O₂ ⟶ 2CO₂ + 4H₂O + N₂

3. Как получают кислород в промышленности? Какие ещё газы можно выделить из жидкого воздуха?

Ответ:

В промышленности кислород получают из жидкого воздуха, предварительно очищенного от пыли, водяного пара и углекислого газа. При сильном сжатии и охлаждении примерно до -200°C воздух переходит в жидкое состояние. Жидкий воздух представляет собой голубоватую жидкость, состоящую из сжиженных газов, главным образом азота и кислорода. Кислород кипит при более высокой температуре (-183°С), чем азот (-196°C), поэтому при медленном нагревании жидкого воздуха азот испаряется раньше. Повторяя многократно процессы испарения и конденсации паров, удаётся полностью разделить жидкий воздух на азот и кислород.

Также из жидкого воздуха можно выделить азот и благородные газы.

4. Вентили на баллонах с кислородом категорически запрещено смазывать маслом. К каким последствиям может привести нарушение этого правила?

Ответ:

Масло это смесь тяжелых углеводородов, которые легко воспламеняются в чистом кислороде, что может привести к пожару.

5. Можно ли использовать под водой ацетилено-кислородную горелку; лабораторную спиртовку? Почему?

Ответ:

Под водой можно использовать ацетилено-кислородную горелку, так как для этого есть и горючее вещество (ацетилен), и окислитель (кислород).

Лабораторную спиртовку нельзя использовать, так как нет окислителя для зажигания спирта (но и в этом случае тоже нельзя, потому что спирт хорошо растворим в воде).

6. Будет ли жидкий кислород, полученный из жидкого воздуха и находящийся при температуре кипения, содержать примесь аргона (T_кип = -186°C), углекислого газа (T_кип = -79°C), воды? С какой целью воздух перед сжижением очищают от водяного пара и углекислого газа?

Ответ:

Температура кипения кислорода -183°C, поэтому кислород будет содержать примесь аргона (T_кип = -186°C). Углекислый газ и вода останутся на дне ёмкости в твёрдом состоянии.

Воздух перед сжижением очищают от водяного пара и углекислого газа, потому что при сжижении воздуха они кристаллизуются, и могут перекрыть узкие трубки сжижающего аппарата.

Творческие задания

1. Справедливы ли утверждения: а) кислород – горючий газ; б) кислород поддерживает горение; в) жидкий кислород взрывоопасен; г) жидкий кислород имеет запах?

Ответ:

Уточнение, ответы даны для атмосферы Земли.

а) Справедливо, на Земле кислород не является горючим газом.

б) Справедливо, кислород поддерживает горение. Наглядно видно в эксперименте с тлеющей лучиной.

в) Не справедливо, жидкий кислород не взрывоопасен, т. к. он не является горючим газом на Земле.

г) Не справедливо, запах кислорода определяется его газообразным агрегатным состоянием, которое не имеет запаха.

2. Что произойдёт с водяным паром при его попадании в жидкий кислород?

Ответ:

При попадании водяного пара в жидкий кислород, он превратится в снег/лёд.

3. -

4. Составьте структурные формулы двух соединений азота с водородом, в котором азот трёхвалентен.

Ответ:

H
|
H-N-H NH₃(аммиак)

H-N-N-H (N₂H₄ гидразин)
| |
H H

5. Подумайте, как доказать наличие простого вещества кислорода в кислородном коктейле.

Ответ:

Вылить коктейль в колбу, и закрыть её пробкой с газоотводной трубкой. Нагреть колбу, и поднести тлеющую лучину к концу газоотводной трубки, при этом лучина загорится, что говорит о том, что коктейль содержит кислород.

6. Атмосфера Нептуна состоит из водорода (примерно 67%), гелия (31%) и метана (2%). Назовите газ, который на Нептуне будет горючим и может быть использован для подогрева пищи на газовой плите. Запишите уравнения реакций горения. Возможно ли зажечь на Нептуне плиту, пользуясь нашими обычными спичками?

Ответ:

На Нептуне горючим газом будет кислород, потому что он будет гореть в водороде атмосферы Нептуна:
2H₂ + O₂ ⟶ 2H₂O

Зажечь земные спички на Нептуне нельзя, так как они рассчитаны на взаимодействие с кислородом воздуха.

§21

ГЛАВА 3. Водород. Кислоты. Соли.

§21. Водород.

1. Сравните распространённость водорода и кислорода: а) в земной коре; б) во Вселенной.

Ответ:

а) Кислород самый распространённый химический элемент в земной коре. На долю атомов кислорода приходится около половины (47%) массы земной коры, а на долю атомов водорода всего 1%.

Водород самый распространённый химический элемент во Вселенной. На долю атомов водорода приходится около 74% массы Вселенной, а на долю атомов кислорода менее 1%.

2. В состав каких веществ входят и водород, и кислород?

Ответ:

Водород и кислород входит в состав: воды, спиртов, углеводов, органических кислот.

3. Водород – самый распространённый элемент не только во Вселенной, но и в живых организмах. В виде каких соединений он входит в их состав?

Ответ:

В живых организмах водород входит в их состав: воды, кислот, углеводов, белков, жиров.

4. Как вы объясните тот факт, что в воздухе водород практически отсутствует, в то время как верхние слои земной атмосферы содержат заметное количество этого газа?

Ответ:

Водород – газ с самой низкой плотностью, поэтому в воздухе он практически отсутствует, и сосредоточен верхних слоях земной атмосферы.

5. Почему число атомов водорода во Вселенной непрерывно уменьшается?

Ответ:

Водород – топливо для звёзд, в результате термоядерных реакций водород превращается в более тяжёлые элементы (в основном в гелий), поэтому число атомов водорода во Вселенной непрерывно уменьшается.

6. Рассчитайте массовую долю водорода в воде.

Ответ:

Дано:

`H_2O`

`ω(H) = ?`

Решение

`M_r(H_2O) = 2*A_r(H) + A_r(O) = 2*1 + 16 = 18`

`ω(H) = (100*z*A_r(H))/(M_r(H_2O)) = (100*2*1)/18 = 11.1%`

Ответ: `ω(H) = 11.1%`.

7. Найдите массу воды, содержащей 1 кг атомов водорода.

Ответ:

Дано:

`H_2O`

`m(H) = 1" кг"`

`m(H_2O) = ?`

Решение

`M_r(H_2O) = 2*A_r(H) + A_r(O) = 2*1 + 16 = 18`

`ω(H) = (100*z*A_r(H))/(M_r(H_2O)) = (100*2*1)/18 = 11.1%`

`ω(H) = (100*m(H))/(m(H_2O))`

`m(H_2O) = (100*m(H))/(ω(H)) = (100*1)/11.1 = 9" кг"`

Ответ: `m(H_2O) = 9" кг"`.

8. Сравните физические свойства водорода и кислорода.

Ответ:

Свойства вещества	водород	кислород
Агрегатное состояние	Газ	Газ
Цвет	Бесцветный	Бесцветный
Запах	Без запаха	Без запаха
Плотность относительно воздуха	Легче	Тяжелее
Растворимость в воде	Не растворим	Не растворим
Температура плавления	t_плав. = -259°C	t_плав. = -218°C
Температура кипения	t_кип. = -253°C	t_кип. = -183°C
Электропроводность	Диэлектрик	Диэлектрик

9. Как можно собрать водород в сосуд? Предложите два способа. На каких физических свойствах водорода они основаны?

Ответ:

Водород в сосуд можно собирать вытеснением воздуха и собиранием над водой.

Способ вытеснением воздуха основан на различной плотности водорода и воздуха (водород менее плотный).

Способ собиранием над водой основан на нерастворимости водорода в воде, и меньшей плотности водорода относительно воды.

10. Почему резиновый шарик, наполненный водородом, через некоторое время сдувается, даже если он был прочно завязан?

Ответ:

Резиновый шарик наполненный водородом, через некоторое время сдувается, потому что молекулы водорода настолько малы, что они проходят "сквозь" пустые пространства, находящиеся между молекулами резины.

§22

§22. Получение водорода в лаборатории.

1. Как получают водород в лаборатории?

Ответ:

Для получения водорода в лаборатории используют реакцию цинка с соляной или серной кислотой:
Zn + 2HCl ⟶ ZnCl₂ + H₂↑
Zn + H₂SO₄ ⟶ ZnSO₄ + H₂↑

2. В чём преимущество аппарата Киппа (см. рис. 47) по сравнению с прибором, представленным на рисунке 46?

Ответ:

Преимущество аппарата Киппа по сравнению с прибором, представленным на рисунке 46, состоит в том, что протекающую в нём реакцию цинка с кислотой можно остановить в любой момент. Для этого нужно лишь закрыть кран 3. Тогда выделяющийся водород, не находя выхода, оказывает давление на кислоту, вытесняя её в воронку 1. Кислота постепенно уходит из среднего шара, и реакция прекращается. Когда вновь потребуется водород, достаточно опять открыть кран 3. Заряженный аппарат Киппа готов к действию до тех пор, пока не израсходуется либо цинк, либо кислота.

3. Магний и алюминий, подобно цинку, вытесняют водород из соляной кислоты. Напишите уравнения этих реакций.

Ответ:

Mg + 2HCl ⟶ MgCl₂ + H₂↑

2Al + 6HCl ⟶ 2AlCl₃ + 3H₂↑

4. Напишите уравнения реакций марганца и железа с серной кислотой, если известно, что в продуктах реакции эти металлы двухвалентны.

Ответ:

Mn + H₂SO₄ ⟶ MnSO₄ + H₂↑

Fe + H₂SO₄ ⟶ FeSO₄ + H₂↑

5. В отдельных пробирках находятся ртуть, кальций, медь и алюминий. Какие из перечисленных металлов вступают в реакцию с соляной кислотой? Напишите уравнения реакций. В каком случае водород будет выделяться наиболее интенсивно?

Ответ:

Среди перечисленных металлов ртуть, кальций и алюминий вступают в реакцию с соляной кислотой, так как они в ряду активности металлов стоят до водорода.

Наиболее интенсивно водород будет выделяться при взаимодействии кислоты с кальцием, так как среди перечисленных металлов он самый активный металл (стоит левее всех в ряду активности металлов).

Hg + 2HCl ⇸ не идет, т.к. ртуть в ряду напряжений металлов стоит после водорода.

Ca + 2HCl ⟶ CaCl₂ + H₂↑

2Al + 6HCl ⟶ 2AlCl₃ + 3H₂↑

6. Прибор Кирюшкина (рис. 48) действует аналогично аппарату Киппа, но более прост в обращении. Какие металлы из имеющихся в школьной лаборатории можно использовать в нём для получения водорода?

Ответ:

В школьной лаборатории можно использовать следующие металлы: магний, алюминий, цинк, железо.

Лабораторный опыт 9. Взаимодействие кислот с металлами.

В пробирки положите выданные вам кусочки металлов (железо, цинк, олово, алюминий, медь) и прилейте к ним соляную кислоту. Что наблюдаете? В каком случае водород выделяется наиболее интенсивно? Проделайте аналогичный опыт с раствором серной кислоты. Объясните ваши наблюдения, основываясь на положении металлов в ряду активности.

Ответ:

Соляная кислота реагирует с железом, цинком, оловом, алюминием, но не медью. Признаком реакции является выделение бесцветного газа – водорода. Наиболее активно соляная кислота реагирует с алюминием (Al > Zn > Fe > Sn). С серной кислотой наблюдаются аналогичные явления.

2Al + 6HCl ⟶ 2AlCl₃ + 3H₂↑
Zn + 2HCl ⟶ ZnCl₂ + H₂↑
Fe + 2HCl ⟶ FeCl₂ + H₂↑
Sn + 2HCl ⟶ SnCl₂ + H₂↑
Cu + HCl ⇸

2Al + 3H₂SO₄ ⟶ Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑
Zn + H₂SO₄ ⟶ ZnSO₄ + H₂↑
Fe + H₂SO₄ ⟶ FeSO₄ + H₂↑
Sn + H₂SO₄ ⟶ SnSO₄ + H₂↑
Cu + H₂SO₄ ⇸

Вывод: чем левее находится металл в ряду активности металлов, тем активнее он реагирует с кислотами.

§23

§23. Химические свойства водорода.

1. К какому типу относятся реакции водорода: а) с кислородом; б) с серой; в) с оксидом свинца (II)?

Ответ:

а) Реакция водорода с кислородом относится к реакции соединения.
2H₂ + O₂ = 2H₂O

б) Реакция водорода с серой относится к реакции соединения.
H₂ + S = H₂S

в) Реакция водорода с оксидом свинца (II) относится к реакции замещения.
PbO + H₂ = Pb + H₂O

2. Почему нельзя поджигать водород, предварительно не проверив его на чистоту?

Ответ:

В водороде может содержатся примесь воздуха или кислорода, при поджигании такой смеси внутри замкнутой ёмкости произойдёт взрыв. Если стенки сосуда не выдержат давления взрыва .

3. Можно ли водород использовать в газовых плитах вместо природного газа? Аргументируйте свой ответ.

Ответ:

В водороде может содержатся примесь воздуха или кислорода, при поджигании такой смеси произойдёт взрыв, что несет собой угрозу жизни и здоровью находящихся рядом людей.

4. Сравните химические свойства кислорода и водорода.

Ответ:

Кислород – окислитель, он превращает металлы в оксиды, а водород – восстановитель, с его помощью можно получить металл из оксида. Например:
2Cu + O₂ ^t⟶ 2CuO
CuO + H₂ ^t⟶ Cu + H₂O

Водород и кислород реагируют с неметаллами, при этом образуются гидриды и оксиды неметаллов соответственно.
H₂ + S ^t⟶ H₂S
S + O₂ ⟶ SO₂

5. При горении водорода в хлоре образуется газ хлороводород HCl. Напишите уравнение реакции.

Ответ:

H₂ + Cl₂ = 2HCl

6. Напишите уравнение реакции образования аммиака NH₃ из простых веществ.

Ответ:

N₂ + 3H₂ = 2NH₃

7. Какие из нижеперечисленных оксидов могут быть восстановлены водородом до металла: оксид меди (II), оксид калия, оксид олова (IV), оксид цинка, оксид алюминия, оксид золота (III)? Напишите уравнения реакций.

Ответ:

Водородом до металла могут быть восстановлены оксиды металлов, стоящие в ряду активности правее алюминия. Из нижеперечисленных оксидов к ним относятся: оксид меди (II), оксид олова (IV), оксид цинка и оксид золота (III).
CuO + H₂ ^t⟶ Cu + H₂O
ZnO + H₂ ^t⟶ Zn + H₂O
Au₂O₃ + 3H₂ ^t⟶ 2Au + 3H₂O

8. Оксиды некоторых неметаллов также могут быть восстановлены водородом. Напишите уравнение реакции восстановления оксида азота (IV).

Ответ:

2NO₂ + 4H₂ = N₂ + 4H₂O

9. При неполном восстановлении минерала пиролюзита (оксид марганца (IV)) был получен оксид марганца (II). Напишите уравнение реакции.

Ответ:

MnO₂ + H₂ = MnO + H₂O

10. Оксид ртути (II) при нагревании легко разлагается на простые вещества. Почему при восстановлении его водородом может произойти взрыв, даже если водород был предварительно проверен на чистоту? Напишите уравнения реакций.

Ответ:

Для восстановления оксида ртути (II) с помощью водорода его необходимо нагреть, а при нагревании оксид ртути (II) разлагается на ртуть и кислород. В свою очередь образовавшийся кислород с водородом образуют гремучую смесь, которая при нагревании взрывается.
2HgO ^t⟶ 2Hg + O₂
2H₂ + O₂ ⟶ 2H₂O

11. Как из медной пластинки химическим способом можно получить тонко измельчённый медный порошок? Приведите уравнения реакций.

Ответ:

Прокалить медную пластинку:
2Cu + O₂ ^t⟶ 2CuO

Отделить от пластинки черный налёт, и растолочь его до получения черного порошка, на который при нагревании подавать водород:
CuO + H₂ ^t⟶ Cu + H₂O

В итоге получим медный порошок.

Лабораторный опыт 10. Получение водорода и изучение его свойств.

Положите в пробирку 3-4 кусочка цинка и прилейте к нему 2-3 мл соляной кислоты. Что наблюдаете? Закрепите пробирку в штативе вертикально, добавьте к кислоте один-два кристаллика медного купороса и закройте пробирку пробкой с прямой газоотводной трубкой, оттянутой на конце. Наденьте на неё пробирку и соберите выделяющийся газ. Через некоторое время снимите пробирку и, не переворачивая, поднесите к пламени спиртовки. Чистый ли водород? Если газ взрывается с "лающим" звуком, то необходимо собрать в другую пробирку новую порцию водорода и вновь проверить его на чистоту. Если водород сгорает спокойно, подожгите его, поднеся зажжённую лучинку к отверстию газоотводной трубки. Что наблюдаете? Внесите в пламя водорода холодный предмет – фарфоровую чашку. Что оседает на ней? Потушите водород, накрыв газоотводную трубку пробиркой. Напишите уравнения реакций получения водорода и его взаимодействия с кислородом воздуха.

Ответ:

При добавлении соляной кислоты к цинку наблюдается выделение бесцветного газа:
Zn + 2HCl ⟶ ZnCl₂ + H₂↑

Чистый водород сгорает практически безвестным пламенем, если внести в пламя водорода холодный предмет, то на нём сконденсируется вода:
2H₂ + O₂ ⟶ 2H₂O

§24

§24. Применение водорода. Получение водорода в промышленности.

1. Перечислите известные вам способы получения водорода: а) в лаборатории; б) в промышленности.

Ответ:

Лабораторные способы получения водорода

Взаимодействие активного металла с кислотой. Например, цинка с соляной кислотой:
Zn + 2HCl ⟶ ZnCl₂ + H₂↑

Промышленные способы получения водорода

Пропускание водяного пара над раскалённым углём:
C + H₂O ^t⟶ CO + H₂

Взаимодействие метана с водяным паром при температуре около 1000°C:
CH₄ + 2H₂O ^t⟶ CO₂ + 4H₂

Водород может быть получен при разложении метана:
CH₄ ^t⟶ C + 2H₂

2. По рисунку 53 расскажите о различных областях применения водорода. Проиллюстрируйте свой ответ уравнениями химических реакций.

Ответ:

Применение водорода

В качестве ракетного топлива:
2H₂ + O₂ ⟶ 2H₂O

Для сварки металлов.

Для получения маргарина.

Для получения аммиака:
N₂ + 3H₂ ^{t, p, кат.}⟶ 2NH₃

Для получения метанола:
CO + 2H₂ ^{t, p, кат.}⟶ CH₃OH

Для получения хлороводорода:
H₂ + Cl₂ ⟶ 2HCl

Для получения некоторых тугоплавких металлов, например вольфрама:
WO₃ + 3H₂ ^t⟶ W + 3H₂O

3. Какое вещество является восстановителем в реакции углерода с водяным паром? Объясните ответ.

Ответ:

В реакции углерода с водяным паром восстановителем является углерод, так как он восстанавливает водород из воды:
C + H₂O ^t⟶ CO + H₂

4. Вольфрам W получают восстановлением оксида вольфрама (VI) водородом. Напишите уравнение реакции.

Ответ:

WO₃ + 3H₂ ^t⟶ W + 3H₂O

5. Какие металлы получают в промышленности с помощью водорода?

Ответ:

В промышленности с помощью водорода получают тугоплавкие металлы, например вольфрам.

6. Раньше водород использовали для наполнения аэростатов. На каком свойстве водорода основано это применение? Почему сейчас метеорологические шары-зонды наполняют благородным газом гелием?

Ответ:

Водород использовали для наполнения аэростатов, потому что он легче воздуха (обладает самой низкой плотностью среди газов).

Водород – горючий газ, а гелий – инертный, гелий также легче воздуха, поэтому сейчас метеорологические шары-зонды наполняют гелием.

7. Мировое производство водорода составляет 55 млн т в год. Половина его идёт на синтез аммиака. Сколько миллионов тонн аммиака производится ежегодно?

Ответ:

Дано:

`m_"общ."(H_2) = 55*10^6 т`

`ω_"произ."(H_2) = 1/2`

`m_"произ."(NH_3) = ?`

Решение

`N_2 + 3H_2 = 2NH_3`

`m_"произ."(H_2) = ω_"произ."(H_2)*m_"общ."(H_2) = 1/2*55*10^6 = 27.5*10^6 т`

`3*M_r(H_2)" "—" "2*M_r(NH_3)`
`m_"общ."(H_2)" "—" "m_"произ."(NH_3)`

`m_"произ."(NH_3) = (2*M_r(NH_3)*m_"общ."(H_2))/(3*M_r(H_2)) = (2*17*27.5*10^6)/(3*2) = 156" млн т"`

Ответ: `m_"произ."(NH_3) = 156" млн т"`.

§25

§25. Кислоты.

1. Перечислите общие свойства кислот. Чем они обусловлены?

Ответ:

Общие свойства кислот: неорганические кислоты хорошо растворимы в воде (кроме кремниевой), имеют кислый вкус, изменяют окраску индикаторов, реагируют с активными металлами с выделением водорода.

Эти свойства обусловлены атомами водорода.

2. Какие вещества называют индикаторами? Какую окраску имеют лакмус и метилоранж: а) в воде; б) в растворе кислоты?

Ответ:

Индикаторы – сложные органические вещества, изменяющие окраску в присутствии кислоты.

а) в воде лакмус фиолетовый, метилоранж – оранжевый.

б) в растворе кислоты лакмус красный, метилоранж – красный.

3. При добавлении уксуса борщ становится ярко-красным. Как объяснить изменение его окраски?

Ответ:

В борще роль индикатора выполняет краситель входящий в состав свеклы, поэтому при добавлении уксуса борщ становится ярко-красным.

4. Напишите формулы соляной, серной, фосфорной, угольной, кремниевой, сероводородной и азотной кислот. Подчеркните кислотные остатки и укажите над ними их валентность.

Ответ:

`Hoverset(I)(underline(Cl))` – соляная кислота

`H_2overset(II)(underline(SO_4))` – серная кислота

`H_3overset(III)(underline(PO_4))` – фосфорная кислота

`H_2overset(II)(underline(CO_3))` – угольная кислота

`H_2overset(II)(underline(SiO_3))` – кремниевая кислота

`H_2overset(II)(underline(S))` – сероводородная кислота

`Hoverset(I)(underline(NO_3))` – азотная кислота

5. Заполните таблицу 8.

Ответ:

Таблица 8. Кислородсодержащие и бескислородные кислоты

Бескислородные кислоты	Кислородсодержащие кислоты
HCl – соляная HBr – бромоводородная HI – иодоводородная H₂S – сероводородная кислота HCN – синильная	H₂SO₄ – серная H₃PO₄ – фосфорная кислота H₂CO₃ – угольная кислота H₂SiO₃ – кремниевая кислота HNO₃ – азотная кислота

6. Из таблицы 7 выпишите формулы кислот: а) кислородсодержащей одноосновной; б) бескислородной двухосновной; в) кислородсодержащей трёхосновной; г) бескислородной одноосновной; д) кислородсодержащей двухосновной.

Ответ:

а) HNO₃

б) H₂S

в) H₃PO₄

г) HCl

д) H₂SO₄, H₂SO₃, H₂CO₃, H₂SiO₃

7. Найдите самостоятельно молекулярные формулы органических кислот, упомянутых в параграфе. Чему равна их основность? Почему основность меньше числа атомов водорода в молекуле?

Ответ:

C₃H₃OH(COOH)₃ – лимонная кислота, основность = 3.

(COOH)₂ – щавелевая кислота, основность = 2.

C₂H₃OH(COOH)₂ – яблочная кислота, основность = 2.

CH₃COOH – уксусная кислота, основность = 1.

Основность органических кислот зависит от количества групп -COOH.

Лабораторный опыт 12. Ознакомление со свойствами соляной и серной кислот.

Откройте склянку с соляной кислотой. Проверьте, имеет ли она запах. Налейте в две пробирки по 1 мл соляной кислоты. В одну пробирку добавьте несколько капель лакмуса, а в другую – метилоранжа. Как изменилась окраска? Проделайте аналогичный опыт с раствором серной кислоты. Запишите наблюдения в тетрадь. Чем сходны соляная и серная кислоты и чем они отличаются?

Ответ:

Соляная кислота имеет резкий запах. При добавлении лакмуса в соляную кислоту окраска индикатора изменяется с фиолетовой на красную. При добавлении метилоранжа в соляную кислоту окраска индикатора изменяется с оранжевого на красную. С раствором серной кислоты наблюдаются аналогичные изменения окраски.

Сходство соляной и серной кислот. Неорганические кислоты, хорошо растворимы в воде, изменяют окраску индикаторов, реагируют с активными металлами с выделением водорода.

Различие соляной и серной кислот. Соляная кислота – одноосновная, бескислородная, а серная кислота – двухосновная, кислородсодержащая.

§26

§26. Соли.

1. В двух пробирках находятся соляная кислота и раствор хлорида натрия. Как определить, в какой пробирке соляная кислота? Почему лакмус в растворе хлорида натрия не краснеет?

Ответ:

Определить в какой пробирке находится соляная кислота можно с помощью лакмуса, он окрасит раствор в красный цвет. В растворе хлорида натрия нет протонов водорода, поэтому лакмус в нём не краснеет.

2. Назовите следующие соли: K₂SO₄, Al(NO₃)₃, MgS, CuSO₄, SnCl₂, AgNO₃, AlPO₄, BaSO₃, BaS, BaSO₄, Na₂SiO₃, NaCl, MnSO₄, Ag₂S, Mg₃(PO₄)₂. Укажите над формулами значения валентности металла и кислотного остатка.

Ответ:

`overset(I)(K)_2overset(II)(SO_4)` – сульфат калия

`overset(III)(Al)"("overset(I)(NO_3)")"_3` – нитрат алюминия

`overset(II)(Mg)overset(II)(S)` – сульфид магния

`overset(II)(Cu)overset(II)(SO_4)` – сульфат меди (II)

`overset(II)(Sn)overset(I)(Cl_2)` – хлорид олова (II)

`overset(I)(Ag)overset(I)(NO_3)` – нитрат серебра (I)

`overset(III)(Al)overset(III)(PO_4)` – фосфат алюминия

`overset(II)(Ba)overset(II)(SO_3)` – сульфит бария

`overset(II)(Ba)overset(II)(S)` – сульфид бария

`overset(II)(Ba)overset(II)(SO_4)` – сульфат бария

`overset(I)(Na)_2overset(II)(SiO_3)` – силикат натрия

`overset(I)(Na)overset(I)(Cl)` – хлорид натрия

`overset(II)(Mn)overset(II)(SO_4)` – сульфат марганца (II)

`overset(I)(Ag)_2overset(II)(S)` – сульфид серебра (I)

`overset(II)(Mg)_3"("overset(III)(PO_4)")"_2` – фосфат магния

3. Составьте формулы следующих солей: хлорида кальция, карбоната магния, нитрата цинка, сульфата алюминия, карбоната калия, сульфата натрия, силиката натрия, хлорида серебра, сульфита магния, сульфида алюминия.

Ответ:

CaCl₂ – хлорид кальция

MgCO₃ – карбонат магния

Zn(NO₃)₂ – нитрат цинка

Al₂(SO₄)₃ – сульфат алюминия

K₂CO₃ – карбонат калия

Na₂SO₄ – сульфат натрия

Na₂SiO₃ – силикат натрия

AgCl – хлорид серебра

MgSO₃ – сульфит магния

Al₂S₃ – сульфид алюминия

4. Напишите формулы солей, образованных калием и кальцием и всеми кислотами, приведёнными в таблице 7. Назовите эти соли.

Ответ:

KCl – хлорид калия
CaCl₂ – хлорид кальция

K₂SO₄ – сульфат калия
CaSO₄ – сульфат кальция

K₂SO₃ – сульфит калия
CaSO₃ – сульфит кальция

K₂S – сульфид калия
CaS – сульфид кальция

KNO₃ – нитрат калия
Ca(NO₃)₂ – нитрат кальция

K₃PO₄ – фосфат калия
Ca₃(PO₄)₂ – фосфат кальция

K₂CO₃ – карбонат калия
CaCO₃ – карбонат кальция

K₂SiO₃ – силикат калия
CaSiO₃ – силикат кальция

5. Напишите уравнения реакций металлов с кислотами, в результате которых образуются: а) хлорид кальция; б) фосфат магния; в) сульфат олова (II).

Ответ:

а) Ca + 2HCl = CaCl₂ + H₂↑

б) 3Mg + 2H₃PO₄ = Mg₃(PO₄)₂ + 3H₂↑

в) Sn + H₂SO₄ = SnSO₄ + H₂↑

6. Напишите уравнения реакций алюминия с соляной, серной и фосфорной кислотами.

Ответ:

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂↑

2Al + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑

2Al + 2H₃PO₄ = 2AlPO₄ + 3H₂↑

7. Составьте уравнения реакций магния с серной и фосфорной кислотами.

Ответ:

Mg + H₂SO₄ = MgSO₄ + H₂↑

Mg + 2H₃PO₄ = Mg₃(PO₄)₂ + 3H₂↑

8. Железный купорос представляет собой семиводный сульфат железа (II). Напишите формулу этой соли. Как можно получить железный купорос из медного купороса?

Ответ:

FeSO₄∙7H₂O – железный купорос или семиводный сульфат железа (II).

Получение железного купороса из медного купороса

1. Необходимо в воде растворить медный купорос.

2. Добавить в раствор железные предметы, например, железные гвозди, и подождать до окончания реакции – замещения меди железом:
Fe + CuSO₄ = Cu + FeSO₄

3. Получившийся раствор профильтровать.

4. Выпарить воду из раствора. В результате кристаллизации образуется железный купорос.

9. Расскажите о практическом значении солей. Приведите примеры.

Ответ:

В пищевой промышленности

хлорид натрия – вкусовая добавка, усилитель вкуса
гидрокарбонат натрия – разрыхлитель теста
нитрит натрия – консервант, улучшитель окраски мяса

В медицине

хлорид натрия – производство физиологического раствора
хлорид калия – как источник калия при его дефиците
сульфата кальция – при переломах (гипс)

В сельском хозяйстве

фосфат калия – в качестве удобрения, источник калия и фосфора
фосфат кальция – в качестве удобрения, источник кальция и фосфора
хлорид калия – в качестве удобрения, источник калия
нитрат аммония – в качестве удобрения, источник азота
медный купорос – в качестве фунгицида

В строительстве

сульфата кальция – производство строительных смесей (гипс, алебастр)
силикат натрия – добавки и пропитки для бетона

10. Медная монетка, помещённая в раствор нитрата ртути (II), вскоре будет выглядеть как серебряная, потому что покроется слоем ртути. Напишите уравнение реакции. Назовите ещё два металла, которые вытесняют ртуть из её солей.

Ответ:

Cu + Hg(NO₃)₂ ⟶ Hg + Cu(NO₃)₂

(На выбор) Ртуть из её солей вытесняют: цинк, железо, никель, свинец.

11. Если в пробирку с раствором нитрата серебра добавить каплю ртути, то через несколько часов на её поверхности вырастают крупные иглообразные кристаллы серебра. Напишите уравнение реакции.

Ответ:

Hg + 2AgNO₃ ⟶ 2Ag + Hg(NO₃)₂

12. Нитрат магния образует кристаллогидрат, который содержит одинаковое число атомов водорода и кислорода. Установите формулу кристаллогидрата.

Ответ:

Mg(NO₃)₂∙3H₂O

§27

§27. Кислотные оксиды.

1. Какие вещества называют кислотными оксидами (ангидридами кислот)? Как можно получить из кислотного оксида кислоту?

Ответ:

Оксиды, образующиеся при отщеплении воды от кислоты, называют кислотными оксидами (ангидридами кислот), т. е. оксидами, которым соответствуют кислоты.

Чтобы получить кислоту из кислотного оксида, необходимо к оксиду добавить воды.

2. Допишите уравнения реакций:
N₂O₅ + H₂O ⟶ …;
SO₂ + H₂O ⟶ …;
SO₃ + H₂O ⟶ …;
… + H₂O ⟶ H₃PO₄.

Ответ:

N₂O₅ + H₂O ⟶ 2HNO₃

SO₂ + H₂O ⟶ H₂SO₃

SO₃ + H₂O ⟶ H₂SO₄

P₂O₅ + 3H₂O ⟶ 2H₃PO₄

3. Существуют ли кислотные оксиды (ангидриды) бескислородных кислот? Ответ поясните.

Ответ:

Кислотных оксидов бескислородных кислот не существует, так как от этих кислот нельзя отщепить воду, ввиду отсутствия кислорода, который входит в состав воды.

4. Какие вещества образуются при нагревании кремниевой кислоты? Напишите уравнение реакции.

Ответ:

При нагревании кремниевой кислоты образуются вода и оксид кремния (IV):
H₂SiO₃ ^t⟶ H₂O + SiO₂

5. Напишите формулы ангидридов следующих кислот: хлорной HClO₄, сернистой H₂SO₃, мышьяковой H₃AsO₄, теллуровой H₆TeO₆.

Ответ:

Cl₂O₇ – HClO₄

SO₂ – H₂SO₃

As₂O₅ – H₃AsO₄

TeO₃ – H₆TeO₆

6. Почему фосфорный ангидрид используют в качестве осушителя? Напишите уравнение реакции.

Ответ:

Фосфорный ангидрид поглощает большое количество воды, поэтому его используют в качестве осушителя.
P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄

7. Как вы думаете, встречаются ли фосфорный и серный ангидриды в природе? Почему?

Ответ:

Фосфорный и серный ангидриды не встречаются в природе, потому что они реагируют с водой, которая повсеместно распространена в природе.
SO₃ + H₂O = H₂SO₄
P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄

Творческие задания

1. Приведите примеры нескольких газов, в атмосфере которых горит кислород.

Ответ:

Водород, метан, пропан.

2. Справедливо ли утверждение о том, что все простые вещества не могут вступать в реакции разложения? Аргументируйте свой ответ.

Ответ:

Не справедливо. Молекулы простого вещества с большим количеством атомов могут распадаться на молекулы с меньшим содержанием атомов, либо на отдельные атомы. Например, озон со временем распадается на кислород:
2O₃ = 3O₂

3. Входит ли газообразный водород в состав воздуха? Почему?

Ответ:

Водород не входит в состав воздуха, потому что он улетучивается в верхние слои атмосферы, так как водород значительно легче воздуха.

4. -

5. Какая соль, помимо поваренной, широко используется в быту? Как её называют?

Ответ:

Гидрокарбонат кальция – NaHCO₃ – пищевая сода. Используется в пищевой промышленности.

6. Как можно проверить, кислое яблоко или сладкое, не попробовав его на вкус?

Ответ:

Капнуть лакмусом на свежий срез яблока, если индикатор покраснеет, то яблоко кислое.

§28

ГЛАВА 4. Вода. Растворы. Основания.

§28. Вода.

1. Перечислите физические свойства воды.

Ответ:

При комнатной температуре вода – бесцветная жидкость. При атмосферном давлении и температуре 0°C она превращается в лёд, а при 100°C кипит. Плотность воды равна 1 г/см³ (при 4°C). Чистая вода практически не проводит электрический ток и плохо проводит тепло. Она обладает высокой теплоёмкостью, т. е. медленно нагревается и медленно остывает. Вода расширяется при замерзании, так как плотность льда меньше плотности жидкой воды. Вода является хорошим растворителем.

2. Почему речная, колодезная и талая вода имеет разный вкус? Какая из них наиболее чистая с химической точки зрения?

Ответ:

Вода имеет разный вкус, потому что содержит разные примеси и/или разное их количество. Талая вода – наиболее чистая с химической точки зрения.

3. Что такое дистиллированная вода? Какое применение она находит?

Ответ:

Дистиллированная вода – вода, полученная путём перегонки, она практически не содержит растворённых солей.

Дистиллированную воду используют в химических лабораториях для приготовления растворов, в аптеках при производстве и разведении лекарств, в автомобильных аккумуляторах.

4. Какая вода в природе наиболее близка к дистиллированной воде? Какие примеси она может содержать?

Ответ:

Дождевая вода наиболее близка к дистиллированной воде.
Дождевая вода содержит растворённые атмосферные газы, пыль, также может содержать промышленные газы.

5. Если стеклянную бутылку, наполненную водой, выставить на мороз, она лопнет. Почему?

Ответ:

Стеклянная бутылка с водой, выставленная на мороз, лопнет, потому что вода при замерзании расширяется, так как плотность льда меньше плотности жидкой воды.

6. Если заполненную водой пробирку нагревать только в её верхней части так, чтобы вода здесь закипела, то нижняя часть будет лишь чуть тёплой. Какой вывод можно сделать о теплопроводности воды?

Ответ:

Можно сделать вывод о том, что вода обладает низкой теплопроводностью.

7. От каких примесей в воде можно избавиться фильтрованием, отстаиванием, дистилляцией?

Ответ:

С помощью фильтрования можно избавится от крупных взвешенных частичек.
С помощью отстаивания можно избавится от мельчайших взвешенных частичек.
С помощью дистилляции можно избавится от растворимых солей.

8. Расскажите об очистке сточных вод.

Ответ:

От крупных загрязнений сточные воды очищают путём отстаивания и фильтрования. Удалению органических веществ природного происхождения способствуют микроорганизмы, для которых они служат пищей. Через воду с добавленным в неё биологически активным илом, богатым микроорганизмами, интенсивно продувают воздух. Затем вода поступает в отстойники, в которые выпускают мальков рыб. Отмершие микроорганизмы оседают на дно и перерабатываются рыбами и водными растениями.

§29

§29. Растворы. Растворимость твёрдых веществ в воде.

1. Что в химии называют раствором? Какие бывают растворы? Приведите примеры.

Ответ:

Растворы – это однородные смеси веществ.
Растворы бывают твёрдыми (например, бронза), жидкими (например, раствор медного купороса) и газообразными (например, воздух).

2. Приведите примеры растворимых и нерастворимых солей и кислот.

Ответ:

Растворимые соли и кислоты: хлорид натрия, сульфат кальция, нитрат калия, карбонат натрия, фосфорная кислота, серная кислота, соляная кислота, азотная кислота, борная кислота.
Нерастворимые соли и кислоты: сульфат бария, карбонат кальция, хлорид серебра, кремниевая кислота.

3. Приведите примеры солей: а) нерастворимых; б) малорастворимых; в) растворимых.

Ответ:

а) фосфат алюминия, сульфат бария, карбонат кальция, хлорид серебра.
б) сульфат кальция, нитрит серебра, фторид лития, фторид алюминия.
в) хлорид натрия, сульфат кальция, нитрат калия, карбонат натрия.

4. Приведите примеры веществ, растворимость которых при нагревании: а) увеличивается; б) уменьшается; в) почти не изменяется.

Ответ:

а) нитрат калия, иодид калия, нитрат натрия, нитрат серебра.
б) гидроксид кальция, хлороводород, аммиак.
в) хлорид натрия.

5. Дайте определения понятий: "растворитель", "растворённое вещество", "растворимость", "насыщенный раствор", "концентрированный раствор".

Ответ:

Растворитель – вещество, содержащееся в смеси в избытке и находящееся в том же агрегатном состоянии, что и раствор, называют растворителем.
Растворённое вещество – вещество, равномерно распределенное в виде молекул, ионов в растворителе.
Растворимость – способность вещества растворяться в воде.
Насыщенный раствор – раствор, в котором при данной температуре вещество больше не растворяется.
Концентрированный раствор – раствор, в котором содержится много растворённого вещества и мало растворителя.

6. Медицинский спирт представляет собой раствор, в 100 г которого содержится 96 г спирта и 4 г воды. Можно ли однозначно ответить на вопрос, что здесь является растворителем, а что – растворённым веществом? Разбавленный это раствор или концентрированный?

Ответ:

С одной стороны нельзя точно сказать, что здесь является растворителем, а что – растворённым веществом. Можно сказать, что это концентрированный раствор спирта в воде, а можно сказать что это разбавленный раствор воды в спирте.
Но если исходить из контекста, то здесь говорится о концентрированном растворе спирта в воде.

7. Какова минимальная масса воды, в которой при комнатной температуре можно растворить 1 г поваренной соли, калийной селитры, мела?

Ответ:

Дано:

`S(NaCl) = 36" "г/(100 г H_2O)`

`S(KNO_3) = 32" "г/(100 г H_2O)`

`S(CaCO_3) = 0.007" "г/(100 г H_2O)`

`m(NaCl) = 1 г`

`m(KNO_3) = 1 г`

`m(CaCO_3) = 1 г`

`m_(NaCl)(H_2O) = ?`

`m_(KNO_3)(H_2O) = ?`

`m_(CaCO_3)(H_2O) = ?`

Решение

`100 г H_2O" – " 36 г NaCl`
`m_(NaCl)(H_2O) " – " 1 г NaCl`

`m_(NaCl)(H_2O) = (1*100)/36 = 2.778 г`

`100 г H_2O" – " 32 г KNO_3`
`m_(KNO_3)(H_2O) " – " 1 г KNO_3`

`m_(KNO_3)(H_2O) = (1*100)/32 = 3.125 г`

`100 г H_2O" – " 0.007 г CaCO_3`
`m_(CaCO_3)(H_2O) " – " 1 г CaCO_3`

`m_(CaCO_3)(H_2O) = (1*100)/0.007 = 14290 г = 14.29" кг"`

Ответ: `m_(NaCl)(H_2O) = 2.778 г`, `m_(KNO_3)(H_2O) = 3.125 г`, `m_(CaCO_3)(H_2O) = 14.29" кг"`.

8. По кривой растворимости поваренной соли (см. рис. 66, а) определите, сколько граммов её можно растворить в 1 кг воды при комнатной температуре.

Ответ:

Дано:

`m(H_2O) = 1" кг" = 1000 г`

`S(NaCl) = 36" "г/(100 г H_2O)`

`m(NaCl) = ?`

Решение

`100 г H_2O " – " 36 г NaCl`
`1000 г H_2O " – " m(NaCl)`

`m(NaCl) = (36*1000)/100 = 360 г`

Ответ: `m(NaCl) = 360 г`.

9. В 100 г воды при 20°C растворили 32 г поваренной соли. Будет ли такой раствор насыщенным; концентрированным?

Ответ:

Растворимость поваренной соли 32 г в 100 г воды при 20°C, поэтому данный раствор является насыщенным. Раствор не будет концентрированным, так как масса растворённого вещества (32 г) меньше, чем масса растворителя (100 г).

10. Раствор калийной селитры, насыщенный при 80°C, охладили до комнатной температуры. Что произойдёт?

Ответ:

При охлаждении данного раствора часть растворённой калийной селитры кристаллизуется.

11. Зимой на дне залива Кара-Богаз-Гол в Каспийском море образуется толстый слой мирабилита Na₂SO₄∙10H₂O, а летом он исчезает. Почему? В какое время года вода в Кара-Богаз-Голе представляет собой насыщенный раствор сульфата натрия?

Ответ:

При увеличении температуры растворимость мирабилита увеличивается, поэтому летом он исчезает.
Зимой вода в Кара-Богаз-Голе представляет собой насыщенный раствор сульфата натрия.

12. В таблице приведены данные зависимости растворимости вещества в воде от температуры.

Растворимость, г/100 г воды	180	210	245	285	360	490
Температура, °C	0	20	40	60	80	100

Какому из перечисленных веществ: песок, сахар, мел, кислород – соответствуют данные таблицы? При какой температуре в 200 г воды можно растворить 600 г вещества?

Ответ:

Данные таблицы соответствуют сахару.
В 200 г воды можно растворить 600 г вещества, значит растворимость сахара равна 300 г в 100 г воды, такая растворимость сахара соответствует температуре в диапазоне 60-80°C.

§30

§30. Растворимость газов и жидкостей в воде.

1. Какие вы знаете жидкости и газы, хорошо растворимые в воде?

Ответ:

Этиловый спирт, глицерин, ацетон, серная, азотная и уксусная кислоты – жидкости, хорошо растворимые в воде.
Хлороводород и аммиак – газы, хорошо растворимые в воде.

2. Почему аквариумы нельзя заполнять кипячёной водой?

Ответ:

Аквариумы нельзя заполнять кипячёной водой, потому что в такой воде мало кислорода, так как при кипячении воды уменьшается растворимость кислорода, и он улетучивается в атмосферу.

3. В воду случайно попал бензин. Как его можно отделить от воды? Будет ли вода иметь запах бензина, если разделение проводить: а) в делительной воронке; б) путём дистилляции?

Ответ:

С помощью перегонного аппарата довести смесь бензина и воды до кипения, образовавшиеся пары бензина и воды сконденсировать. Сконденсированную смесь отстоять, и отделить воду с помощью делительной воронки.

а) Если разделение проводить в делительной воронке, то вода будет иметь запах бензина, так как любое вещество имеет растворимость.

б) Если разделение проводить путём дистилляции, то вода не будет иметь запаха бензина, так как он бензин будет нагрет до температуры кипения (он улетучится из воды).

4. При атмосферном давлении и комнатной температуре в 1 л воды может быть растворено 880 мл углекислого газа, а при давлении, которое создаётся в закрытой бутылке, – около 1600 мл. Какой объём углекислого газа выделится при открывании бутылки газированной воды объёмом 2 л? Больше или меньше газа выделится, если бутылку предварительно охладить?

Ответ:

При открывании бутылки газированной воды объёмом 2 л выделится 1440 мл углекислого газа (2∙(1600-880)=1440 мл).
Если бутылку предварительно охладить, то газа выделится меньше, потому что растворимость углекислого газа увеличивается с понижением температуры.

5. Какие из перечисленных газов: кислород, хлороводород, углекислый газ, азот, аммиак, гелий – можно собирать: а) над водой; б) только вытеснением воздуха? Почему?

Ответ:

а) над водой можно собирать кислород, углекислый газ, азот, гелий, потому что эти газы обладают плохой растворимостью в воде.
б) только вытеснением воздуха необходимо собирать хлороводород и аммиак, потому что они обладают хорошей растворимостью в воде.

6. Используя рисунок 69, определите (без расчётов), в каком воздухе больше доля кислорода – атмосферном или растворённом в воде.

Ответ:

В растворённом в воде воздухе доля кислорода больше, потому что азот обладает худшей растворимостью в воде, чем кислород.

Лабораторный опыт 14. Зависимость растворимости газов от температуры.

Наполните пробирку водопроводной водой так, чтобы в ней совсем не осталось воздуха, закройте отверстие пальцем, переверните пробирку вверх дном и опустите в стакан с водой. Высушите верхнюю часть пробирки сухой тряпкой или листом фильтровальной бумаги и нагрейте её пламенем спиртовки. Что вы наблюдаете? Предположите, какие газы были растворены в воде. Сделайте вывод об изменении растворимости газов при нагревании.

Ответ:

В верхней части пробирки, при её нагревании, появляется воздух. В воде были растворены атмосферные газы (кислород, азот, углекислый газ).

Вывод: с увеличением температуры воды растворимость газов в ней уменьшается.

§31

§31. Концентрация растворов. Массовая доля растворённого вещества.

1. Что называют концентрацией раствора; массовой долей растворённого вещества?

Ответ:

Концентрацией раствора называют количество растворённого вещества, содержащееся в данном количестве раствора или растворителя.
Массовая доля вещества в растворе – это отношение массы растворённого вещества к общей массе раствора.

2. Изменится ли концентрация раствора хлорида натрия при его хранении: а) в закрытом сосуде; б) в открытом сосуде?

Ответ:

а) Концентрация раствора хлорида натрия в закрытом сосуде не изменится, так как не происходит испарение растворителя в окружающую среду.
б) Концентрация раствора хлорида натрия в открытом сосуде изменится, так как происходит испарение растворителя в окружающую среду (исключением можно считать насыщенный раствор в помещении).

3. В 120 г раствора содержится 3 г глюкозы. Определите массовую долю растворённого вещества.

Ответ:

Дано:

`m("р-ра") = 120 г`

`m(C_6H_12O_6) = 3 г`

`ω(C_6H_12O_6) = ?`

Решение

`ω(C_6H_12O_6) = (100*m(C_6H_12O_6))/(m("р-ра")) = (100*3)/120 = 2.5%`

Ответ: `ω(C_6H_12O_6) = 2.5%`.

4. Сколько граммов хлорида калия образуется при выпаривании 150 г 5%-го раствора?

Ответ:

Дано:

`m("р-ра") = 150 г`

`ω(KCl) = 5%`

`m(KCl) = ?`

Решение

`m(KCl) = (ω(KCl)*m("р-ра"))/100 = (5*150)/100 = 7.5 г`

Ответ: `m(KCl) = 7.5 г`.

5. В 180 г воды растворили 20 г соды. Определите массовую долю растворённого вещества.

Ответ:

Дано:

`m(H_2O) = 180 г`

`m("соды") = 20 г`

`ω("соды") = ?`

Решение

`m("р-ра") = m(H_2O) + m("соды") = 180 + 20 = 200 г`

`ω("соды") = (100*m("соды"))/(m("р-ра")) = (100*20)/200 = 10%`

Ответ: `ω("соды") = 10%`.

6. В одном стакане воды (200 г) растворили 0,12 г цианида калия. Определите массовую долю растворённого вещества.

Ответ:

Дано:

`m(H_2O) = 200 г`

`m(KCN) = 0.12 г`

`ω(KCN) = ?`

Решение

`m("р-ра") = m(H_2O) + m(KCN) = 200 + 0.12 = 200.12 г`

`ω(KCN) = (100*m(KCN))/(m("р-ра")) = (100*0.12)/200.12 = 0.06%`

Ответ: `ω(KCN) = 0.06%`.

7. Определите массовую долю (в %) сахара в чае, в одном стакане которого (200 г) содержатся две чайные ложки сахарного песка (масса одной чайной ложки сахара составляет 4,6 г).

Ответ:

Дано:

`m(H_2O) = 200 г`

`m("сахара") = 9.2 г`

`ω("сахара") = ?`

Решение

`m("р-ра") = m(H_2O) + m("сахара") = 200 + 9.2 = 209.2 г`

`ω("сахара") = (100*m("сахара"))/(m("р-ра")) = (100*9.2)/209.2 = 4.4%`

Ответ: `ω("сахара") = 4.4%`.

8. Рассчитайте массу поваренной соли, которую надо взять для приготовления 250 г 5%-го раствора.

Ответ:

Дано:

`m("р-ра") = 250 г`

`ω(NaCl) = 5%`

`m(NaCl) = ?`

Решение

`m(NaCl) = (ω(NaCl)*m("р-ра"))/100 = (5*250)/100 = 12.5 г`

Ответ: `m(NaCl) = 12.5 г`.

9. Сколько граммов сахара и воды необходимо для приготовления 500 г 3%-го раствора сахара?

Ответ:

Дано:

`m("р-ра") = 500 г`

`ω("сахара") = 3%`

`m("сахара") = ?`

`m(H_2O) = ?`

Решение

`m("сахара") = (ω("сахара")*m("р-ра"))/100 = (3*500)/100 = 15 г`

`m(H_2O) = m("р-ра") - m("сахара") = 500 - 15 = 485 г`

Ответ: `m("сахара") = 15 г`, `m(H_2O) = 485 г`.

10. Сколько граммов калийной селитры и воды необходимо для приготовления 3 кг 20%-го раствора?

Ответ:

Дано:

`m("р-ра") = 3" кг" = 3000 г`

`ω(KNO_3) = 20%`

`m(KNO_3) = ?`

`m(H_2O) = ?`

Решение

`m(KNO_3) = (ω(KNO_3)*m("р-ра"))/100 = (20*3000)/100 = 600 г`

`m(H_2O) = m("р-ра") - m(KNO_3) = 3000 - 600 = 2400 г`

Ответ: `m(KNO_3) = 600 г`, `m(H_2O) = 2400 г`.

11. Рассчитайте массовую долю нитрата калия в растворе, полученном при смешении 300 г 5%-го и 200 г 30%-го растворов этого вещества.

Ответ:

Дано:

`m_1("р-ра") = 300 г`

`ω_1(KNO_3) = 5%`

`m_2("р-ра") = 200 г`

`ω_2(KNO_3) = 30%`

`ω(KNO_3) = ?`

Решение

`m_1(KNO_3) = (ω_1(KNO_3)*m_1("р-ра"))/100 = (5*300)/100 = 15 г`

`m_2(KNO_3) = (ω_2(KNO_3)*m_2("р-ра"))/100 = (30*200)/100 = 60 г`

`m(KNO_3) = m_1(KNO_3) + m_2(KNO_3) = 15 + 60 = 75 г`

`m("р-ра") = m_1("р-ра") + m_2("р-ра") = 300 + 200 = 500 г`

`ω(KNO_3) = (100*m(KNO_3))/(m("р-ра")) = (100*75)/500 = 15%`

Ответ: `ω(KNO_3) = 15%`.

12. К 100 г 18%-го раствора хлорида натрия добавили 10 г соли. Рассчитайте массовую долю (в %) соли в полученном растворе.

Ответ:

Дано:

`m_1("р-ра") = 100 г`

`ω_1(KCl) = 18%`

`m_2(KCl) = 10 г`

`ω(KCl) = ?`

Решение

`m_1(KCl) = (ω_1(KCl)*m_1("р-ра"))/100 = (18*100)/100 = 18 г`

`m(KCl) = m_1(KCl) + m_2(KCl) = 18 + 10 = 28 г`

`m("р-ра") = m_1("р-ра") + m_2(KCl) = 100 + 10 = 110 г`

`ω(KCl) = (100*m(KCl))/(m("р-ра")) = (100*28)/110 = 25.5%`

Ответ: `ω(KCl) = 25.5%`.

13. Физиологический раствор, который используют в медицине, представляет собой 0,9%-й раствор хлорида натрия. Сколько граммов воды надо добавить к 100 г 12%-го раствора хлорида натрия для получения физиологического раствора?

Ответ:

Дано:

`ω_1(NaCl) = 12%`

`m_1("р-ра") = 100 г`

`ω_2(NaCl) = 0.9%`

`m_"доб."(H_2O) = ?`

Решение

`m(NaCl) = (ω_1(NaCl)*m_1("р-ра"))/100 = (12*100)/100 = 12 г`

`m_2("р-ра") = (100*m(NaCl))/(ω_2(NaCl)) = (100*12)/0.9 = 1333 г`

`m_"доб."(H_2O) = m_2("р-ра") - m_1("р-ра") = 1333 - 100 = 1233 г`

Ответ: `m_"доб."(H_2O) = 1233 г`.

14. Воду насытили на холоде углекислым газом, а затем нагрели до кипения. Как изменится концентрация раствора? Будет ли при нагревании меняться концентрация раствора, если вместо углекислого газа взять калийную селитру; гипс? Воспользуйтесь кривыми растворимости этих веществ.

Ответ:

При нагревании водного раствора углекислого газа концентрация последнего уменьшится.
При нагревании водного раствора калийной селитры концентрация последней не изменится или увеличится (если осталось нерастворённое вещество).
При нагревании водного раствора гипса концентрация последнего уменьшится.

15. К воде добавили неизвестную жидкость и получили 25%-й раствор. В этом растворе на одну молекулу жидкости приходится 10 молекул воды. Найдите молекулярную массу жидкости.

Ответ:

Дано:

`ω("жидкости") = 25%`

`N("жидкости")" : "N(H_2O) = 1:10`

`M_r("жидкости") = ?`

Решение

`ω(H_2O) = 100 - ω("жидкости") = 100 - 25 = 75%`

`(ω("жидкости"))/(M_r("жидкости"))" : "(ω(H_2O))/(M_r(H_2O)) = 1/10`

`25/(M_r("жидкости"))" : "75/18 = 1/10`

`18/(3*M_r("жидкости")) = 1/10`

`M_r("жидкости") = 60`

Ответ: `M_r("жидкости") = 60`.

§32

§32. Приготовление растворов.

1. Что называют плотностью?

Ответ:

Плотность – скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму.

2. Вылившаяся из танкера нефть растекается по поверхности воды. Что можно сказать о её растворимости в воде и о её плотности?

Ответ:

Нефть не растворима в воде, ее плотность меньше плотности воды.

3. Концентрированный раствор аммиака объемом 50 мл весит 46 г. Рассчитайте его плотность. Легче или тяжелее воды этот раствор?

Ответ:

Дано:

`V(NH_3) = 50 мл`

`m(NH_3) = 46 г`

`ρ(NH_3) = ?`

`ρ(NH_3)" "?" "ρ(H_2O)`

Решение

`ρ(NH_3) = (m(NH_3))/(V(NH_3)) = 46/50 = 0.92" г/мл"`

`ρ(H_2O) = 1" г/мл"`

`ρ(NH_3) < ρ(H_2O)`

Ответ: `ρ(NH_3) = 0.92" г/мл"`, `ρ(NH_3) < ρ(H_2O)`.

4. Какая масса карбоната натрия и какой объём воды необходимы для приготовления 500 мл 10%-го раствора (ρ = 1,1 г/мл)?

Ответ:

Дано:

`V("р-ра") = 500" мл"`

`ω(Na_2CO_3) = 10%`

`ρ("р-ра") = 1.1" г/мл"`

`m(Na_2CO_3) = ?`

`V(H_2O) = ?`

Решение

`m("р-ра") = ρ("р-ра")*V("р-ра") = 1.1*500 = 550 г`

`m(Na_2CO_3) = (ω(Na_2CO_3)*m("р-ра"))/100 = (10*550)/100 = 55 г`

`m(H_2O) = m("р-ра") - m(Na_2CO_3) = 550 - 55 = 495 г`

`V(H_2O) = (m(H_2O))/(ρ(H_2O)) = 495/1 = 495" мл"`

Ответ: `m(Na_2CO_3) = 55 г`, `V(H_2O) = 495" мл"`.

5. Сколько граммов гидроксида натрия и какой объём воды необходимы для приготовления 300 мл 20%-го раствора (ρ = 1,23 г/мл)?

Ответ:

Дано:

`V("р-ра") = 300" мл"`

`ω(NaOH) = 20%`

`ρ("р-ра") = 1.23" г/мл"`

`m(NaOH) = ?`

`V(H_2O) = ?`

Решение

`m("р-ра") = ρ("р-ра")*V("р-ра") = 1.23*300 = 369 г`

`m(NaOH) = (ω(NaOH)*m("р-ра"))/100 = (20*369)/100 = 73.8 г`

`m(H_2O) = m("р-ра") - m(NaOH) = 369 - 73.8 = 295.2 г`

`V(H_2O) = (m(H_2O))/(ρ(H_2O)) = 295.2/1 = 295.2" мл"`

Ответ: `m(NaOH) = 73.8 г`, `V(H_2O) = 295.2" мл"`.

6. Какой объём воды необходим для приготовления насыщенного раствора хлорида калия, содержащего 54 г соли, если растворимость хлорида калия при данной температуре равна 33 г на 100 г воды? Какова масса раствора?

Ответ:

Дано:

`m(KCl) = 54 г`

`s(KCl) = 33" "г/(100 г H_2O)`

`V(H_2O) = ?`

`m("р-ра") = ?`

Решение

`33 г KCl" "—" "100 г H_2O`
`54 г KCl" "—" "x г H_2O`

`m(H_2O) = (54*100)/33 = 163.6 г`

`V(H_2O) = (m(H_2O))/(ρ(H_2O)) = 163.6/1 = 163.6" мл"`

`m("р-ра") = m(H_2O) + m(KCl) = 163.6 + 54 = 217.6 г`

Ответ: `V(H_2O) = 163.6" мл"`, `m("р-ра") = 217.6 г`.

7. Какой объём воды необходим для приготовления насыщенного раствора сульфата магния, содержащего 10 г соли, если растворимость соли при данной температуре равна 33,7 г на 100 г воды?

Ответ:

Дано:

`m(MgSO_4) = 10 г`

`s(MgSO_4) = 33.7" "г/(100 г H_2O)`

`V(H_2O) = ?`

Решение

`33.7 г MgSO_4" "—" "100 г H_2O`
`10 г MgSO_4" "—" "x г H_2O`

`m(H_2O) = (10*100)/33.7 = 29.7 г`

`V(H_2O) = (m(H_2O))/(ρ(H_2O)) = 29.7/1 = 29.7" мл"`

Ответ: `V(H_2O) = 29.7" мл"`.

8. В 1 л воды при 20°C и атмосферном давлении растворяется 450 л хлороводорода HCl. Плотность хлороводорода при этих условиях равна 1,52 г/л. Рассчитайте массовую долю хлороводорода в насыщенном растворе. Как нужно изменить условия, чтобы получить более концентрированный раствор?

Ответ:

Дано:

`V(H_2O) = 1 л = 1000" мл"`

`V(HCl) = 450 л`

`ρ(HCl) = 1.52" г/л"`

`ω(HCl) = ?`

Решение

`m(H_2O) = ρ(H_2O)*V(H_2O) = 1*1000 = 1000 г`

`m(HCl) = ρ(HCl)*V(HCl) = 1.52*450 = 684 г`

`m("р-ра") = m(H_2O) + m(HCl) = 1000 + 684 = 1684 г`

`ω(HCl) = (100*m(HCl))/(m("р-ра")) = (100*684)/1684 = 40.6%`

Ответ: `ω(HCl) = 40.6%`.

Чтобы получить более концентрированный раствор хлороводорода необходимо уменьшить температуру раствора, так как растворимость газов с уменьшением температуры увеличивается.

§33

§33. Химические свойства воды.

1. Что называют электролизом? Почему для проведения электролиза воды в неё необходимо добавлять соль?

Ответ:

Электролизом называют реакцию разложения вещества под действием электрического тока.
Чистая вода не проводит ток, поэтому для проведения электролиза воды в неё необходимо добавлять соль.

2. Напишите уравнения реакций замещения водорода в воде и кислоте на металл. Какие вещества образуются при этом?

Ответ:

Замещении водорода в воде:
2K + 2H₂O = 2KOH + H₂↑
Образуются гидроксид и вода.

Замещении водорода в кислоте:
Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑
Образуются соль и вода.

3. Цинк при нагревании реагирует с водяным паром, превращаясь в оксид цинка. Напишите уравнение реакции.

Ответ:

Zn + 2H₂O ^t⟶ Zn(OH)₂ + H₂

4. Калий взаимодействует с водой настолько бурно, что выделяющийся водород воспламеняется. Какое вещество образуется в растворе? Напишите уравнения реакций.

Ответ:

При взаимодействии калия с водой в растворе образуется гидроксид калия:
2K + 2H₂O = 2KOH + H₂↑

Воспламенение водорода:
2H₂ + O₂ = 2H₂O

5. Какие вещества образуются при взаимодействии воды: а) с активными металлами; б) с оксидами активных металлов; в) с оксидами неметаллов? Приведите примеры.

Ответ:

а) При взаимодействии воды с активными металлами образуются гидроксид и водород:
2K + 2H₂O = 2KOH + H₂↑

б) При взаимодействии воды с оксидами активных металлов образуется гидроксид:
CaO + H₂O = Ca(OH)₂в) При взаимодействии воды с оксидами неметаллов образуется кислота:
SO₂ + H₂O = H₂SO₃

6. С какими из оксидов: CuO, CaO, SO₃, Na₂O, N₂O₅, Fe₂O₃, CO₂, SO₂, SiO₂ – вступает в реакцию вода? Напишите уравнения реакций.

Ответ:

CaO + H₂O ⟶ Ca(OH)₂SO₃ + H₂O ⟶ H₂SO₄Na₂O + H₂O ⟶ 2NaOH
N₂O₅ + H₂O ⟶ 2HNO₃CO₂ + H₂O ⟶ H₂CO₃SO₂ + H₂O ⟶ H₂SO₃

7. Даны схемы реакций:
а) Na + ... ⟶ NaOH + ...;
б) ... + H₂O ⟶ KOH;
в) ... + H₂O ⟶ HNO₃;
г) ... + H₂O ⟶ Ba(OH)₂;
д) ... + H₂O ⟶ Ba(OH)₂ + ...;
е) ... + H₂O ⟶ H₂SO₄.

Напишите уравнения реакций, назовите продукты, укажите тип каждой реакции.

Ответ:

а) `2Na + 2H_2O ⟶ underset("гидроксид натрия")(2NaOH) + underset("водород")(H_2"↑")` — реакция замещения
б) `K_2O + H_2O ⟶ underset("гидроксид калия")(2KOH)` — реакция соединения
в) `N_2O_5 + H2O ⟶ underset("азотная кислота")(2HNO_3)` — реакция соединения
г) `BaO + H_2O ⟶ underset("гидроксид бария")(Ba(OH)_2)` — реакция соединения
д) `Ba + 2H_2O ⟶ underset("гидроксид бария")(Ba(OH)_2) + underset("водород")(H_2"↑")` — реакция замещения
е) `SO_3 + H_2O ⟶ underset("серная кислота")(H_2SO_4)` — реакция соединения

8. Напишите уравнения реакций с участием воды, соответствующие следующим схемам с коэффициентами:
1) 2H₂O ⟶ 2... + ...
2) А + H₂O ⟶ ...
3) Б + H₂O ⟶ 2...
4) 2В + 2H₂O ⟶ 2... + ...
5) 3Г + 4H₂O ⟶ ... + 4...

Определите вещества А–Г.

Ответ:

1) 2H₂O ⟶ 2H₂ + O₂2) CaO + H₂O ⟶ Ca(OH)₂3) Na₂O + H₂O ⟶ 2NaOH
4) 2Na + 2H₂O ⟶ 2NaOH + H₂↑
5) 3Fe + 4H₂O ⟶ Fe₃O₄ + 4H₂↑

А – CaO; Б – Na₂O; В – Na; Г – Fe.

§34

§34. Основания.

1. Какие вещества относят к классу оснований? Приведите примеры.

Ответ:

К основаниям относят сложные вещества, состоящие из атома металла и одной или нескольких гидроксогрупп OH.
Примеры: NaOH, Ca(OH)₂, Al(OH)₃, Cu(OH)₂.

2. Предложите два способа получения гидроксида натрия. Напишите уравнения реакций.

Ответ:

Добавить металлический натрий в воду:
2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑

Добавить оксид натрия в воду:
Na₂O + H₂O = 2NaOH

3. Опишите свойства щелочей.

Ответ:

Щёлочи – твёрдые, белые, очень гигроскопичные, растворимые в воде вещества. При растворении их в воде наблюдается сильное разогревание раствора. Щёлочи являются едкими веществами: они разъедают кожу, дерево, бумагу.

Растворы щелочей изменяют окраску индикаторов, в присутствии щёлочи лакмус окрашивается в синий цвет, метилоранж – в жёлтый, фенолфталеин – в малиновый.

4. Составьте формулы гидроксидов калия, магния, олова (II), цинка, алюминия, меди (II), свинца (IV), бария. Формулы щелочей подчеркните.

Ответ:

KOH – гидроксид калия
Mg(OH)₂ – гидроксид магния
Sn(OH)₂ – гидроксид олова (II)
Zn(OH)₂ – гидроксид цинка
Al(OH)₃ – гидроксид алюминия
Cu(OH)₂ – гидроксид меди (II)
Pb(OH)₄ – гидроксид свинца (IV)
Ba(OH)₂ – гидроксид бария

5. Растворы кальцинированной соды, мыла и силикатного клея изменяют окраску фенолфталеина. Какой вывод можно сделать о свойствах этих соединений?

Ответ:

Растворы этих соединений имеют щелочную реакцию среды.

6. Что называют: а) жжёной известью; б) гашёной известью; в) известковой водой; г) известковым молоком; д) известковым раствором; е) пищевой содой; ж) поташом; з) едким натром; и) едким кали?

Ответ:

а) жжёная известь – негашёная известь – оксид кальция CaO
б) гашёная известь – гидроксид кальция Ca(OH)₂в) известковая вода – насыщенный водный раствор гидроксида кальция Ca(OH)₂г) известковое молоко – взвесь (суспензия) гидроксида кальция в известковой воде
д) известковый раствор – прозрачный раствор гидроксида кальция, полученный при фильтровании или отстаивании известкового молока
е) пищевая сода – гидрокарбонат натрия NaHCO₃ж) поташ – карбонат калия K₂CO₃з) едкий натр – гидроксид натрия NaOH
и) едкий кали – гидроксид калия KOH

7. Твёрдый гидроксид натрия используют в лабораториях как осушитель. На каком свойстве щёлочи основано это применение?

Ответ:

Это применение основано на гигроскопичных свойствах гидроксида натрия.

8. Какой процесс называют реакцией дегидратации?

Ответ:

Реакцией дегидратации называют химический процесс отщепления молекул воды.

9. Гидроксиды железа (III), магния, цинка, кальция при нагревании разлагаются на оксид и воду. Напишите уравнения реакций.

Ответ:

2Fe(OH)₃ ^t⟶ Fe₂O₃ + 3H₂O
Mg(OH)₂ ^t⟶ MgO + H₂O
Zn(OH)₂ ^t⟶ ZnO + H₂O
Ca(OH)₂ ^t⟶ CaO + H₂O

Лабораторные опыты

Лабораторный опыт 15. Ознакомление со свойствами щелочей.

Рассмотрите выданные вам в пробирках образцы гидроксидов натрия и кальция. В каком агрегатном состоянии они находятся? Прилейте в каждую пробирку по 3 мл воды и аккуратно перемешайте, постукивая по пробирке пальцем. Что вы наблюдаете? Какой вывод можно сделать о растворимости этих веществ в воде? Сравните полученные результаты с данными таблицы растворимости. Разделите содержимое каждой пробирки на три части. К одной из них добавьте несколько капель лакмуса, к двум другим – метилоранжа и фенолфталеина. Запишите окраску индикаторов. Сделайте вывод о реакции среды.

Ответ:

Гидроксид натрия и кальция находятся в твёрдом состоянии.

При добавлении воды гидроксид натрия растворился полностью, а гидроксид кальция не полностью, образовав взвесь похожую на молоко. Гидроксид натрия хорошо растворим в воде, а гидроксид кальция мало растворим в воде, что соответствует данным таблицы растворимости.

Растворы гидроксида натрия и кальция изменяют окраску индикаторов, в присутствии щёлочи лакмус окрашивается в синий цвет, метилоранж – в жёлтый, фенолфталеин – в малиновый. Что говорит о щелочной реакции среды раствора.

Лабораторный опыт 16. Дегидратация гидроксида меди (II).

Получите у учителя пробирку с осадком гидроксида меди (II). Какой цвет имеет это вещество? Прилейте к нему 1 мл воды и взболтайте. Растворим ли гидроксид меди (II) в воде? Сравните свои выводы с данными таблицы растворимости. Поместите пробирку в держатель и нагрейте в пламени спиртовки. Как изменяется цвет исходного вещества? Напишите уравнение реакции.

Ответ:

Гидроксид меди (II) имеет голубой цвет, он не растворим в воде, что соответствует данным таблицы растворимости.

При нагревании гидроксида меди (II) его цвет изменится на черный:
Cu(OH)₂ ^t⟶ CuO + H₂O

Творческие задания

1. Изучите этикетку на бутылке с минеральной водой и составьте формулы нескольких солей, которые входят в её состав.

Ответ:

NaCl, KCl, Na₂SO₄, Na₂CO₃.

2. Будет ли вода, которая хранится в серебряном сосуде, чем-то отличаться от воды в сосуде из стекла?

Ответ:

Все вещества обладают растворимостью, различие состоит лишь в степени растворимости, поэтому вода в серебряном сосуде будет отличаться от воды в сосуде из стекла. Вода в серебряном сосуде будет содержать мизерное количество растворённых атомов серебра, а вода в сосуде из стекла практически не будет содержать в себе молекул оксида кремния, так как растворимость стекла сильно меньше растворимости серебра.

3. Какие примеси содержатся: а) в водопроводной; б) в ключевой; в) в дождевой воде?

Ответ:

а) В водопроводной содержатся следующие примеси: соединения железа (например, ржавчина), соединения хлора, соли жёсткости (карбонаты, гидрокарбонаты, сульфаты щелочных и щелочноземельных металлов), песок.

б) В водопроводной содержатся следующие примеси: карбонаты, гидрокарбонаты, сульфаты щелочных и щелочноземельных металлов, песок, частицы глины, бактерии.

в) В водопроводной содержатся следующие примеси: растворенные атмосферные и промышленные газы, пыль.

4. Как вы отличите воду речную: а) от воды дождевой; б) от воды морской?

Ответ:

а) По прозрачности и цветности. Речная вода более мутная, имеет определенный цвет, может содержать крупные частички примесей. Дождевая вода более прозрачная и бесцветная.

б) Выпариванием небольшого количества образцов воды. После выпаривания дождевой воды не остаётся солей, а при выпаривании морской воды останется соль.

§35

ГЛАВА 5. Обобщение сведений о важнейших классах неорганических соединений.

§35. Общая характеристика оксидов.

1. При горении цинка на воздухе образуется белый порошок оксида цинка, а при горении порошка серы – сернистый газ (оксид серы (IV)). Напишите уравнения реакций.

Ответ:

2Zn + O₂ = 2ZnO
S + O₂ = SO₂

2. Какие оксиды называют кислотными; основными? Приведите уравнения реакций кислотных и основных оксидов с водой.

Ответ:

Кислотные оксиды — солеобразующие оксиды неметаллов или металлов, имеющих валентность выше четырёх.
Основные оксиды — оксиды металлов, которым соответствуют основания.

3. Из приведённого ниже перечня выпишите формулы оксидов: а) кислотных; б) основных; в) несолеобразующих. Формулы оксидов: Na₂O, P₂O₅, CO₂, CO, SO₃, CrO, Cu₂O, Si₂O, N₂O, Mn₂O₇. Какие из них реагируют с водой? Напишите уравнения реакций.

Ответ:

а) Кислотные оксиды: P₂O₅, CO₂, SO₃, SiO₂, Mn₂O₇.
б) Основные оксиды: Na₂O, CrO, Cu₂O.
в) Несолеобразующие оксиды: CO, N₂O.

Жирным выделены оксиды, которые реагируют с водой.

P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄CO₂ + H₂O = H₂CO₃SO₃ + H₂O = H₂SO₄Mn₂O₇ + H₂O = 2HMnO₄Na₂O + H₂O = 2NaOH

4. Раствор, образовавшийся при растворении газа в воде, окрашивает лакмус в красный цвет. Какой это был газ? Предложите два варианта ответа. Напишите уравнения реакций.

Ответ:

Это был газообразный кислотный оксид, например, углекислый газ или сернистый газ:
CO₂ + H₂O = H₂CO₃
SO₂ + H₂O = H₂SO₃

5. Как получают негашёную известь? Какое применение она находит?

Ответ:

Негашёную известь получают путём прокаливания карбоната кальция:
CaCO₃ ^t⟶ CaO + CO₂↑

Негашёная известь используется в производстве строительных материалов.

6. Карбонат марганца (II) разлагается при нагревании на оксид марганца (II) и углекислый газ. Напишите уравнение реакции.

Ответ:

MnCO₃ ^t⟶ MnO + CO₂↑

7. Как получить оксид азота (V) из азотной кислоты? Напишите уравнение реакции.

Ответ:

2HNO₃ + P₂O₅ ⟶ 2HPO₃ + N₂O₅2HNO₃ ^{электролиз}⟶ N₂O₅ + H₂O

8. При прокаливании сульфата железа (III) получаются оксид железа (III) и газ, который при взаимодействии с водой образует серную кислоту. Напишите уравнения реакций.

Ответ:

Fe₂(SO₄)₃ ^t⟶ Fe₂O₃ + 3SO₃H₂O + SO₃ ⟶ H₂SO₄

9. Напишите уравнения реакций, в которых кислотный оксид реагирует с другим веществом в соотношении: а) 1 : 1; б) 1 : 2; в) 2 : 1; г) 1 : 3; д) 1 : 6. (Для каждой реакции можно выбрать свой кислотный оксид).

Ответ:

а) SO₂ + H₂O ⟶ H₂SO₃б) CO₂ + 2NaOH ⟶ Na₂CO₃ + H₂O
в) 2CO₂ + Ba(OH)₂ ⟶ Ba(HCO₃)₂г) P₂O₅ + 3H₂O ⟶ 2H₃PO₄д) P₂O₅ + 6HNO₃ ⟶ 2H₃PO₄ + 3N₂O₅

§36

§36. Взаимодействие веществ, обладающих кислотными и основными свойствами.

1. Что называют реакцией нейтрализации? Напишите два уравнения реакций нейтрализации.

Ответ:

Реакция между кислотой и основанием, в результате которой образуются соль и вода, называется реакцией нейтрализации.
NaOH + HCl = NaCl + H₂O
Cu(OH)₂ + H₂SO₄ = CuSO₄ + 2H₂O

2. Напишите уравнения реакций нейтрализации серной кислоты щёлочью и нерастворимым в воде основанием.

Ответ:

Нейтрализация серной кислоты щёлочью:
2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O

Нейтрализация серной кислоты нерастворимым в воде основанием:
Cu(OH)₂ + H₂SO₄ = CuSO₄ + 2H₂O

3. Напишите уравнения реакций нейтрализации раствора гидроксида бария (баритовой воды) соляной, серной, азотной и фосфорной кислотами. По таблице растворимости определите, в каких случаях выпадает осадок.

Ответ:

Ba(OH)₂ + 2HCl = BaCl₂ + 2H₂O
Ba(OH)₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2H₂O
Ba(OH)₂ + 2HNO₃ = Ba(NO₃)₂ + 2H₂O
3Ba(OH)₂ + 2H₃PO₄ = Ba₃(PO₄)₂↓ + 6H₂O

4. Сернистый газ (оксид серы (IV)), подобно углекислому газу, вызывает помутнение известковой воды. Какой кислоте он соответствует, или ангидридом какой кислоты он является? Напишите уравнение реакции. Какое вещество выпадет в осадок?

Ответ:

Сернистый газ (SO₂) является ангидридом сернистой кислоты (H₂SO₃).
`SO_2 + Ca(OH)_2 = underset("сульфит кальция")(CaSO_3"↓") + H_2O`

5. Какие оксиды при взаимодействии с соляной кислотой превращаются в следующие соли: CaCl₂, HgCl₂, FeCl₃? Напишите уравнения этих реакций.

Ответ:

`underset("оксид кальция")(CaO) + 2HCl = CaCl_2 + H_2O`
`underset("оксид ртути (II)")(HgO) + 2HCl = HgCl_2 + H_2O`
`underset("оксид железа (III)")(Fe_2O_3) + 6HCl = 2FeCl_3 + 3H_2O`

6. Составьте формулы продуктов реакций, назовите их, расставьте коэффициенты:

а) CaO + HNO₃ ⟶ ...;
Cu(OH)₂ + HCl ⟶ ...;
Fe₂O₃ + SO₃ ⟶ ...;
P₂O₅ + KOH ⟶ ...;
NaOH + H₂SO₄ ⟶ ....

б) SO₃ + H₂O ⟶ ...;
SO₃ + KOH ⟶ ...;
Na₂O + H₂SO₄ ⟶ ...;
Na₂O + CO₂ ⟶ ...;
Na₂O + H₂O ⟶ ....

Ответ:

а)
`CaO + 2HNO_3 ⟶ underset("нитрат кальция")(Ca(NO_3)_2) + underset("вода")(H_2O)`
`Cu(OH)_2 + 2HCl ⟶ underset("хлорид меди (II)")(CuCl_2) + underset("вода")(2H_2O)`
`Fe_2O_3 + 3SO_3 ⟶ underset("сульфат железа (III)")(Fe_2(SO_4)_3)`
`P_2O_5 + 6KOH ⟶ underset("фосфат калия")(2K_3PO_4) + underset("вода")(3H_2O)`
`2NaOH + H_2SO_4 ⟶ underset("сульфат натрия")(Na_2SO_4) + underset("вода")(2H_2O)`

б)
`SO_3 + H_2O ⟶ underset("серная кислота")(H_2SO_4)`
`SO_3 + 2KOH ⟶ underset("сульфат калия")(K_2SO_4) + underset("вода")(H_2O)`
`Na_2O + H_2SO_4 ⟶ underset("сульфат натрия")(Na_2SO_4) + underset("вода")(H_2O)`
`Na_2O + CO_2 ⟶ underset("карбонат натрия")(Na_2CO_3)`
`Na_2O + H_2O ⟶ underset("гидроксид натрия")(2NaOH)`

7. Даны следующие основания: гидроксид калия, гидроксид железа (II), гидроксид железа (III), гидроксид магния, гидроксид цинка. Напишите уравнения реакций нейтрализации этих веществ соляной кислотой.

Ответ:

KOH + HCl = KCl + H₂O
Fe(OH)₂ + 2HCl = FeCl₂ + 2H₂O
Fe(OH)₃ + 3HCl = FeCl₃ + 3H₂O
Mg(OH)₂ + 2HCl = MgCl₂ + 2H₂O
Zn(OH)₂ + 2HCl = ZnCl₂ + 2H₂O

8. Напишите уравнения реакций нейтрализации, в результате которых образуются соли: K₂SO₄, Mg(NO₃)₂, ZnSO₄, CaCl₂, Al(NO₃)₃.

Ответ:

2KOH + H₂SO₄ ⟶ K₂SO₄ + 2H₂O
Mg(OH)₂ + 2HNO₃ ⟶ Mg(NO₃)₂ + 2H₂O
Zn(OH)₂ + H₂SO₄ ⟶ ZnSO₄ + 2H₂O
Ca(OH)₂ + 2HCl ⟶ CaCl₂ + 2H₂O
Al(OH)₃ + 3HNO₃ ⟶ Al(NO₃)₃ + 3H₂O

9. Напишите уравнения реакций соляной кислоты с магнием, оксидом магния, гидроксидом магния. Укажите тип каждой реакции.

Ответ:

Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂↑
– реакция замещения

MgO + 2HCl = MgCl₂ + H₂O
– реакция обмена

Mg(OH)₂ + 2HCl = MgCl₂ + 2H₂O
– реакция обмена

10. Составьте уравнения реакций получения нитрата меди (II), хлорида кальция и сульфата цинка при взаимодействии оксидов с кислотами.

Ответ:

CuO + 2HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + H₂O
CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O
ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O

11. Составьте уравнения реакций получения карбоната натрия, силиката калия, сульфита кальция при взаимодействии оксидов с щелочами.

Ответ:

2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O
2KOH + SiO₂ = K₂SiO₃ + H₂O
Ca(OH)₂ + SiO₂ = CaSO₃ + H₂O

12. При взаимодействии каких оксидов образуются карбонат натрия, силикат свинца (II), фосфат магния? Напишите уравнения реакций.

Ответ:

Карбонат натрия образуются при взаимодействии оксида натрия и углекислого газа:
Na₂O + CO₂ = Na₂CO₃Силикат свинца (II) образуются при взаимодействии оксида свинца (II) и оксида кремния (IV):
PbO + SiO₂ = PbSiO₃Фосфат магния образуются при взаимодействии оксида магния и оксида фосфора (V):
3MgO + P₂O₅ = Mg₃(PO₄)₂

13. Напишите уравнения реакций обмена, используя следующие схемы:
а) ... + HCl ⟶ AlCl₃ + ...;
б) Mg(OH)₂ + ... ⟶ MgSO₄ + ...;
в) KOH + ... ⟶ K₃PO₄ + ...;
г) ... + ... ⟶ Fe(NO₃)₃ + H₂O;
д) NaOH + ... ⟶ Na₂SO₃ + ...;
е) MgO + ... ⟶ Mg(NO₃)₂ + ...;
ж) CO₂ + ... ⟶ CaCO₃ + ...;
з) SO₂ + ... ⟶ BaSO₃ + ....

Ответ:

а) Al(OH)₃ + 3HCl ⟶ AlCl₃ + 3H₂O
б) Mg(OH)₂ + H₂SO₄ ⟶ MgSO₄ + 2H₂O
в) 3KOH + H₃PO₄ ⟶ K₃PO₄ + 3H₂O
г) Fe(OH)₃ + 3HNO₃ ⟶ Fe(NO₃)₃ + 3H₂O
д) 2NaOH + H₂SO₃ ⟶ Na₂SO₃ + 2H₂O
е) MgO + 2HNO₃ ⟶ Mg(NO₃)₂ + H₂O
ж) CO₂ + Ca(OH)₂ ⟶ CaCO₃↓ + H₂O
з) SO₂ + Ba(OH)₂ ⟶ BaSO₃↓ + H₂O

Лабораторные опыты

Лабораторный опыт 18. Реакция нейтрализации.

Налейте в пробирку 1-2 мл гидроксида натрия и добавьте одну-две капли фенолфталеина. Что вы наблюдаете? Затем по каплям приливайте к щёлочи соляную кислоту до тех пор, пока раствор не обесцветится. О чём свидетельствует исчезновение окраски индикатора? Напишите уравнение реакции.

Ответ:

Раствор гидроксида натрия окрашивает фенолфталеин в малиновый цвет, что говорит о щелочной реакции среды.

Обесцвечивание раствора (после добавления соляной кислоты) говорит о том, что реакция среды стала нейтральной, т. е. произошла реакция нейтрализации.
NaOH + HCl = NaCl + H₂O

Лабораторный опыт 19. Взаимодействие основных оксидов с кислотами.

В разные пробирки поместите оксид магния, оксид меди (II) и оксид кальция. Прилейте к ним соляную кислоту. Что вы наблюдаете? Повторите опыт, взяв вместо соляной кислоты азотную. Напишите уравнения реакций.

Ответ:

При добавлении соляной кислоты к оксидам магния, меди (II) и кальция, наблюдается растворение этих оксидов:
MgO + 2HCl = MgCl₂ + H₂O
CuO + 2HCl = CuCl₂ + H₂O
CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O

§37

§37. Реакции обмена в водных растворах.

1. Сформулируйте условия, при которых протекают реакции обмена в водных растворах. Приведите примеры реакций.

Ответ:

Реакция обмена протекает, если один из продуктов реакции – газ, осадок или вода.

Примеры реакций:
Na₂CO₃ + 2HCl ⟶ 2NaCl + H₂O + CO₂↑
CuSO₄ + Ba(NO₃)₂ ⟶ Cu(NO₃)₂ + BaSO₄↓
H₂SO₄ + 2KOH ⟶ K₂SO₄ + 2H₂O

2. Какое вещество выпадет в осадок, если смешать растворы нитрата кальция и серной кислоты? Напишите уравнение реакции. Можно ли ожидать выпадения осадка, если вместо серной кислоты взять соляную; угольную?

Ответ:

Если смешать растворы нитрата кальция и серной кислоты, то выпадет осадок сульфата кальция:
Ca(NO₃)₂ + H₂SO₄ ⟶ 2HNO₃ + CaSO₄↓

Если вместо серной кислоты взять соляную или угольную кислоту, то осадка не образуется.

3. Составьте уравнение реакции получения углекислого газа из мрамора (карбоната кальция).

Ответ:

CaCO₃ + 2HCl ⟶ CaCl₂ + H₂O + CO₂↑

4. Как получить из хлорида бария: а) карбонат бария; б) хлорид серебра? Напишите уравнения реакций.

Ответ:

а) например, добавить раствор карбоната натрия:
BaCl₂ + Na₂CO₃ ⟶ 2NaCl + BaCO₃↓

б) например, добавить раствор нитрата серебра:
BaCl₂ + 2AgNO₃ ⟶ Ba(NO₃)₂ + 2AgCl↓

5. При сливании каких растворов образуются осадки гидроксида меди (II), сульфата свинца (II), карбоната кальция? Напишите уравнения реакций.

Ответ:

Осадок гидроксида меди (II) образуется при сливании растворов щелочи и соли меди (II), например:
2KOH + CuCl₂ ⟶ 2KCl + Cu(OH)₂↓
2NaOH + CuSO₄ ⟶ Na₂SO₄ + Cu(OH)₂↓

Осадок сульфата свинца (II) образуется при сливании растворов сульфата и соли свинца (II) или серной кислоты и соли свинца (II), например:
Pb(NO₃)₂ + Na₂SO₄ ⟶ 2NaNO₃ + PbSO₄↓
Pb(NO₃)₂ + H₂SO₄ ⟶ 2HNO₃ + PbSO₄↓

Осадок карбоната кальция образуется при сливании растворов гидроксида кальция и карбоната или соли кальция и карбоната:
Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ ⟶ 2NaOH + CaCO₃↓
CaCl₂ + K₂CO₃ ⟶ 2KCl + CaCO₃↓

6. Безводную азотную кислоту в лаборатории получают, действуя на калийную селитру (нитрат калия) концентрированной серной кислотой. Напишите уравнение реакции.

Ответ:

2KNO₃ + H₂SO_4(конц.) ⟶ K₂SO₄ + 2HNO₃↑

7. Допишите уравнения реакций. В каждом отдельном случае укажите, по какой причине протекает реакция обмена:

а) Na₂SO₃ + H₂SO₄ ⟶ ...;
K₂SO₃ + CaCl₂ ⟶ ...;
NaOH + HCl ⟶ ...;
Fe(OH)₃ + HNO₃ ⟶ ...;
CaO + H₃PO₄ ⟶ ....

б) CO₂ + KOH ⟶ ...;
K₂S + CuCl₂ ⟶ ...;
CuSO₄ + Ba(OH)₂ ⟶ ...;
K₂SiO₃ + HNO₃ ⟶ ...;
CaCO₃ + H₂SO₄ ⟶ ....

Ответ:

а)
Na₂SO₃ + H₂SO₄ ⟶ Na₂SO₄ + H₂O + SO₂↑ – образуется газ
K₂SO₃ + CaCl₂ ⟶ 2KCl + CaSO₃↓ – образуется осадок
NaOH + HCl ⟶ NaCl + H₂O – образуется вода
Fe(OH)₃ + 3HNO₃ ⟶ Fe(NO₃)₃ + 3H₂O – образуется вода
3CaO + 2H₃PO₄ ⟶ Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂O – образуется вода

б)
CO₂ + KOH ⟶ K₂CO₃ + H₂O – образуется вода
K₂S + CuCl₂ ⟶ 2KCl + CuS↓ – образуется осадок
CuSO₄ + Ba(OH)₂ ⟶ BaSO₄↓ + Cu(OH)₂↓ – образуются осадки
K₂SiO₃ + 2HNO₃ ⟶ 2KNO₃ + H₂SiO₃↓ – образуется осадок
CaCO₃ + H₂SO₄ ⟶ CaSO₄↓ + H₂O + CO₂↑ – образуется осадок и газ

8. Даны следующие вещества: оксид магния, хлорид калия, железо, нитрат свинца (II), сульфат меди (II), серная кислота, гидроксид железа (III), оксид углерода (IV). С какими из них реагирует: а) соляная кислота; б) гидроксид калия; в) нитрат серебра; г) нитрат бария? Напишите уравнения реакций.

Ответ:

а) соляная кислота

MgO + 2HCl ⟶ MgCl₂ + H₂O
Fe + 2HCl ⟶ FeCl₂ + H₂↑
Pb(NO₃)₂ + 2HCl ⟶ 2HNO₃ + PbCl₂↓
Fe(OH)₃ + 3HCl ⟶ FeCl₃ + 3H₂O

б) гидроксид калия

Pb(NO₃)₂ + 2KOH ⟶ 2KNO₃ + Pb(OH)₂↓
CuSO₄ + 2KOH ⟶ K₂SO₄ + Cu(OH)₂↓
H₂SO₄ + 2KOH ⟶ K₂SO₄ + 2H₂O
CO₂ + 2KOH ⟶ K₂CO₃ + H₂O

в) нитрат серебра

KCl + AgNO₃ ⟶ KNO₃ + AgCl↓
Fe + 3AgNO₃ ⟶ 3Ag + Fe(NO₃)₃CuSO₄ + 2AgNO₃ ⟶ Cu(NO₃)₂ + Ag₂SO₄↓
H₂SO₄ + 2AgNO₃ ⟶ 2HNO₃ + Ag₂SO₄↓

г) нитрат бария

CuSO₄ + Ba(NO₃)₂ ⟶ Cu(NO₃)₂ + BaSO₄↓
H₂SO₄ + Ba(NO₃)₂ ⟶ 2HNO₃ + BaSO₄↓

9. Даны следующие вещества: гидроксид кальция, соляная кислота, оксид серы (VI), вода, оксид меди (II). Какие из них будут реагировать между собой? Напишите уравнения реакций.

Ответ:

Ca(OH)₂ + 2HCl = CaCl₂ + 2H₂O
Ca(OH)₂ + SO₃ = CaSO₄↓ + H₂O
2HCl + CuO = CuCl₂ + H₂O
SO₃ + CuO = CuSO₄

Лабораторный опыт 20. Реакции обмена в водных растворах.

1. Смешайте равные объёмы растворов карбоната натрия и хлорида кальция. Что вы наблюдаете? Замените карбонат натрия на сульфат натрия, нитрат калия. Запишите наблюдения в тетрадь. Составьте уравнения тех реакций, которые протекают.

2. Прилейте к раствору карбоната натрия соляную кислоту. Проделайте аналогичный опыт с серной кислотой. Что вы наблюдаете? Напишите уравнения реакций.

3. Получите гидроксид меди (II), добавив щёлочь к раствору медного купороса. Какой цвет имеет осадок гидроксида меди (II)? Прилейте к нему азотную кислоту. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций.

Сформулируйте условия, при которых протекают реакции обмена в водных растворах.

Ответ:

1. При смешивании растворов карбоната натрия и хлорида кальция наблюдается выпадение белого осадка:
Na₂CO₃ + CaCl₂ = 2NaCl + CaCO₃↓

При смешивании растворов сульфата натрия и хлорида кальция также наблюдается выпадение белого осадка:
Na₂SO₄ + CaCl₂ = 2NaCl + CaSO₄↓

При смешивании растворов нитрата калия и хлорида кальция изменений не наблюдается.

2. При смешивании раствора карбоната натрия и соляной кислоты наблюдается выделение бесцветного газа:
Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑

При смешивании раствора карбоната натрия и серной кислоты также наблюдается выделение бесцветного газа:
Na₂CO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂O + CO₂↑

3. Осадок гидроксида меди (II) имеет голубой цвет. Получение гидроксида меди: (II)
CuSO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + Cu(OH)₂↓

При добавлении азотной кислоты к гидроксиду меди: (II), наблюдается растворение осадка и окрашивание раствора в голубой цвет:
Cu(OH)₂ + 2HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2H₂O

Вывод: реакции обмена в водных растворах протекают при условии образования газа или осадка.

§38

§38. Генетическая связь между важнейшими классами неорганических веществ.

1. Перечислите важнейшие классы неорганических соединений. Дайте определение каждого класса.

Ответ:

Важнейшие классы неорганических соединений: оксиды, кислоты, основания, соли.
Оксиды – это бинарные соединения химических элементов (за исключением фтора) с кислородом.
Кислоты – это сложные вещества, состоящие из атомов водорода, способных замещаться на металл, и кислотных остатков.
Основания – это сложные вещества, состоящие из атома металла и одной или нескольких гидроксогрупп OH.
Соли – сложные вещества, состоящие из атомов металлов и кислотных остатков.

2. Какие оксиды называют основными; кислотными? С какими веществами они реагируют?

Ответ:

Основные оксиды – солеобразующие оксиды металлов, которым соответствуют основания. Основные оксиды реагируют с кислотными оксидами, кислотами; основные оксиды щелочных и щелочноземельных металлов реагируют с водой.

Оксиды, образующиеся при отщеплении воды от кислоты, называют кислотными оксидами (ангидридами кислот), т. е. оксидами, которым соответствуют кислоты. Кислотные оксиды реагируют c водой (за исключением SiO₂), с основными оксидами, с основаниями.

3. Какие свойства являются общими: а) для всех оснований; б) для щелочей; в) для нерастворимых оснований?

Ответ:

а) Основания реагируют с кислотными оксидами и кислотами.
б) Щелочи реагируют с кислотными оксидами, кислотами и с растворами солей, если образуется осадок, газ или вода.
в) Нерастворимые основания разлагаются при нагревании, реагируют с кислотными оксидами и кислотами.

4. Неизвестный оксид растворяется в воде с образованием раствора, окрашивающего лакмус в красный цвет. Какой вывод можно сделать о характере свойств этого оксида? Будет ли он реагировать с соляной кислотой, гидроксидом натрия, хлоридом натрия, оксидом кальция? Ответ обоснуйте.

Ответ:

Лакмус окрашивается в красный цвет в кислой среде, значит этот оксид является кислотным.
Кислотные оксиды реагируют с водой, основными оксидами и основаниями, поэтому он будет реагировать с гидроксидом натрия (основание) и оксидом кальция (основный оксид).

5. Рассмотрите генетическую связь между классами неорганических веществ на примере магния и углерода. Напишите уравнения реакций.

Ответ:

Металл + кислород = основный оксид:
2Mg + O₂ ⟶ 2MgO

Основный оксид + вода = основание:
MgO + H₂O ^t⟶ Mg(OH)₂Неметалл + кислород = кислотный оксид:
C + O₂ ⟶ CO₂Кислотный оксид + вода = кислота:
CO₂ + H₂O ⟶ H₂CO₃Основный оксид + кислотный оксид = соль
MgO + CO₂ ⟶ MgCO₃Основный оксид + кислота = соль + вода
MgO + H₂CO₃ ⟶ MgCO₃ + H₂O

Основание + кислотный оксид = соль + вода
Mg(OH)₂ + CO₂ ⟶ MgCO₃ + H₂O

Основание + кислота = соль + вода
Mg(OH)₂ + H₂CO₃ ⟶ MgCO₃ + 2H₂O

6. Напишите уравнения реакций, характеризующие следующие превращения:
а) Mg ⟶ MgO ⟶ MgCl₂ ⟶ MgCO₃ ⟶ Mg(NO₃)₂;
б) S ⟶ SO₂ ⟶ Na₂SO₃ ⟶ BaSO₃ ⟶ SO₂;
в) Na ⟶ NaOH ⟶ Na₂SO₄ ⟶ NaCl ⟶ NaNO₃;
г) Fe ⟶ Fe₂O₃ ⟶ Fe(NO₃)₃ ⟶ Fe(OH)₃ ⟶ Fe₂O₃ ⟶ Fe ⟶ FeCl₂;
д) CuSO₄ ⟶ Cu ⟶ CuO ⟶ CuSO₄ ⟶ Cu(OH)₂ ⟶ CuO ⟶ Cu;
е) CuSO₄ ⟶ FeSO₄ ⟶ Fe(OH)₂ ⟶ FeSO₄ ⟶ FeCO₃ ⟶ CO₂;
ж) P ⟶ P₂O₅ ⟶ Na₃PO₄ ⟶ Ca₃(PO₄)₂ ⟶ H₃PO₄ ⟶ AlPO₄;
з) Ca ⟶ Ca(OH)₂ ⟶ Ca(NO₃)₂ ⟶ CaSO₃ ⟶ SO₂ ⟶ H₂SO₃ ⟶ Na₂SO₃;
и) Al ⟶ AlCl₃ ⟶ Al(NO₃)₃ ⟶ Al(OH)₃ ⟶ Al₂O₃ ⟶ Al₂(SO₄)₃;
к) Ba(NO₃)₂ ⟶ HNO₃ ⟶ Mg(NO₃)₂ ⟶ Mg(OH)₂ ⟶ MgO ⟶ MgCl₂.

Ответ:

а)
2Mg + O₂ ⟶ 2MgO
MgO + 2HCl ⟶ MgCl₂ + H₂O
MgCl₂ + Na₂CO₃ ⟶ 2NaCl + MgCO₃↓
MgCO₃ + 2HNO₃ ⟶ Mg(NO₃)₂ + H₂O + CO₂↑

б)
S + O₂ ⟶ SO₂↑
SO₂ + 2NaOH ⟶ Na₂SO₃ + H₂O
Na₂SO₃ + BaCl₂ ⟶ 2NaCl + BaSO₃↓
BaSO₃ ^t⟶ BaO + SO₂↑

в)
2Na + 2H₂O ⟶ 2NaOH + H₂↑
2NaOH + H₂SO₄ ⟶ Na₂SO₄ + 2H₂O
Na₂SO₄ + BaCl₂ ⟶ 2NaCl + BaSO₄↓
NaCl + AgNO₃ ⟶ NaNO₃ + AgCl↓

г)
4Fe + 3O₂ ^t⟶ 2Fe₂O₃Fe₂O₃ + 6HNO₃ ⟶ 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O
Fe(NO₃)₃ + 3NaOH ⟶ 3NaNO₃ + Fe(OH)₃↓
2Fe(OH)₃ ^t⟶ Fe₂O₃ + 3H₂O
Fe₂O₃ + 3CO ^t⟶ 2Fe + 3CO₂Fe + 2HCl ⟶ FeCl₂ + H₂↑

д)
CuSO₄ + Fe ⟶ FeSO₄ + Cu
2Cu + O₂ ^t⟶ 2CuO
CuO + H₂SO₄ ⟶ CuSO₄ + H₂O
CuSO₄ + 2NaOH ⟶ Na₂SO₄ + Cu(OH)₂Cu(OH)₂ ^t⟶ CuO + H₂O
CuO + H₂ ^t⟶ Cu + H₂O

е)
CuSO₄ + Fe ⟶ FeSO₄ + Cu
FeSO₄ + 2NaOH ⟶ Na₂SO₄ + Fe(OH)₂↓
Fe(OH)₂ + H₂SO₄ ⟶ FeSO₄ + 2H₂O
FeSO₄ + Na₂CO₃ ⟶ Na₂SO₄ + FeCO₃↓
FeCO₃ + 2HCl ⟶ FeCl₂ + H₂O + CO₂↑

ж)
4P + 5O₂ ⟶ 2P₂O₅P₂O₅ + 6NaOH ⟶ 2Na₃PO₄ + 3H₂O
Na₃PO₄ + 3CaCl₂ ⟶ 6NaCl + Ca₃(PO₄)₂↓
Ca₃(PO₄)₂ + 6HNO_3(конц.) ⟶ 3Ca(NO₃)₂ + 2H₃PO₄H₃PO₄ + Al(OH)₃ ⟶ AlPO₄ + 3H₂O

з)
Ca + 2H₂O ⟶ Ca(OH)₂ + H₂↑
Ca(OH)₂ + 2HNO₃ ⟶ Ca(NO₃)₂ + 2H₂O
Ca(NO₃)₂ + Na₂SO₃ ⟶ 2NaNO₃ + CaSO₃↓
CaSO₃ ^t⟶ CaO + SO₂↑
SO₂ + H₂O ⟶ H₂SO₃H₂SO₃ + 2NaOH ⟶ Na₂SO₃ + 2H₂O

и)
2Al + 6HCl ⟶ 2AlCl₃ + 3H₂↑
AlCl₃ + 3AgNO₃ ⟶ Al(NO₃)₃ + 3AgCl↓
Al(NO₃)₃ + 3NaOH ⟶ 3NaNO₃ + Al(OH)₃↓
2Al(OH)₃ ^t⟶ Al₂O₃ + 3H₂O
Al₂O₃ + 3H₂SO₄ ⟶ Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

к)
Ba(NO₃)₂ + H₂SO₄ ⟶ 2HNO₃ + BaSO₄↓
2HNO₃ + MgO ⟶ Mg(NO₃)₂ + H₂O
Mg(NO₃)₂ + 2NaOH ⟶ 2NaNO₃ + Mg(OH)₂Mg(OH)₂ ^t⟶ MgO
MgO + 2HCl ⟶ MgCl₂ + H₂O

7. Сколько реакций необходимо провести, чтобы из меди получить сульфат меди (II)? Напишите уравнения этих реакций.

Ответ:

Две реакции:
2Cu + O₂ ^t⟶ 2CuO
CuO + H₂SO₄ ⟶ CuSO₄ + H₂O

8. Получите карбонат кальция четырьмя различными способами.

Ответ:

CaO + CO₂ ⟶ CaCO₃Ca(OH)₂ + CO₂ ⟶ CaCO₃↓ + H₂O
CaCl₂ + Na₂CO₃ ⟶ 2NaCl + CaCO₃↓
Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ ⟶ 2NaOH + CaCO₃↓

9. Расположите предложенные вещества в порядке, характеризующем генетическую связь классов веществ, составьте уравнения реакций:
а) оксид фосфора (V), фосфат калия, фосфор, фосфорная кислота;
б) гидроксид бария, оксид бария, карбонат бария, барий;
в) оксид меди (II), гидроксид меди (II), медь, сульфат меди (II).

Ответ:

а) фосфор ⟶ оксид фосфора (V) ⟶ фосфорная кислота ⟶ фосфат калия

4P + 5O₂ ⟶ 2P₂O₅P₂O₅ + 3H₂O ⟶ 2H₃PO₄H₃PO₄ + 3KOH ⟶ K₃PO₄ + 3H₂O

б) барий ⟶ оксид бария ⟶ гидроксид бария ⟶ карбонат бария

2Ba + O₂ ⟶ 2BaO
BaO + H₂O ⟶ Ba(OH)₂Ba(OH)₂ + Na₂CO₃ ⟶ 2NaOH + BaCO₃↓

в) медь ⟶ оксид меди (II) ⟶ сульфат меди (II) ⟶ гидроксид меди (II)

2Cu + O₂ ^t, кат.⟶ 2CuO
CuO + H₂SO₄ ⟶ CuSO₄ + H₂O
CuSO₄ + 2NaOH ⟶ Na₂SO₄ + Cu(OH)₂↓

10. Как получить хлорид кальция из нитрата кальция, используя карбонат калия и соляную кислоту? Напишите уравнения реакций.

Ответ:

К раствору нитрата кальция прилить раствор карбоната калия:
Ca(NO₃)₂ + K₂CO₃ ⟶ 2KNO₃ + CaCO₃↓

Полученный осадок отфильтровать, и прилить к нему соляную кислоту:
CaCO₃ + 2HCl ⟶ CaCl₂ + H₂O + CO₂↑

11. Предложите три способа получения углекислого газа.

Ответ:

Сжигание угля:
C + O₂ ⟶ CO₂Обжиг мела:
CaCO₃ ^t⟶ CaO + CO₂↑

Растворение мела в соляной кислоте:
CaCO₃ + 2HCl ⟶ CaCl₂ + H₂O + CO₂↑

12. При действии серной кислоты на пероксид бария образуется пероксид водорода. Напишите уравнение реакции.

Ответ:

BaO₂ + H₂SO₄ ⟶ BaSO₄ + H₂O₂

13. Как получить: а) из хлорида натрия сульфат натрия; б) из сульфата железа (III) оксид железа (III)? Напишите уравнения реакций.

Ответ:

а)
2NaCl + H₂SO_4(конц.) ⟶ Na₂SO₄ + 2HCl↑

б)
Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH ⟶ Na₂SO₄ + 2Fe(OH)₃↓
2Fe(OH)₃ ^t⟶ Fe₂O₃ + 3H₂O

14. Как из оксида железа (III) в две стадии получить гидроксид железа (III)? Напишите уравнения реакций.

Ответ:

Растворить оксида железа (III) в соляной кислоте:
Fe₂O₃ + 6HCl ⟶ 2FeCl₃ + 3H₂O

Прилить к образовавшемуся раствору гидроксид натрия:
FeCl₃ + 3NaOH ⟶ 3NaCl + Fe(OH)₃↓

15. Напишите уравнения реакций получения: а) хлорида меди (II) из нитрата меди (II); б) карбоната бария из карбоната кальция.

Ответ:

а)
Cu(NO₃)₂ + 2NaOH ⟶ 2NaNO₃ + Cu(OH)₂↓
Cu(OH)₂ + 2HCl ⟶ CuCl₂ + 2H₂O

б)
BaCO₃ + 2HCl ⟶ BaCl₂ + H₂O + CO₂↑
BaCl₂ + Na₂CO₃ ⟶ 2NaCl + BaCO₃↓

16. Даны следующие соли: нитрат серебра, карбонат магния, сульфид железа (II), сульфит калия, нитрат свинца (II). Какие из них будут реагировать с соляной кислотой с образованием: а) осадка; б) газа? Напишите уравнения реакций.

Ответ:

а)
AgNO₃ + HCl ⟶ HNO₃ + AgCl↓
Pb(NO₃)₂ + 2HCl ⟶ 2HNO₃ + PbCl₂↓

б)
MgCO₃ + 2HCl ⟶ MgCl₂ + H₂O + CO₂↑
FeS + 2HCl ⟶ FeCl₂ + H₂S↑
K₂SO₃ + 2HCl ⟶ 2KCl + H₂O + SO₂↑

17. Определите недостающие звенья цепочек, характеризующих генетическую связь веществ:
а) S ⟶ ? ⟶ H₂SO₃ ⟶ CaSO₃
б) Fe ⟶ Fe₂O₃ ⟶ ? ⟶ Fe(OH)₃
в) Ca ⟶ ? ⟶ ? ⟶ Ca(NO₃)₂
г) SO₃ ^+H₂O⟶ ? ^+Mg⟶ ? ^+NaOH⟶ ?
д) Mg(OH)₂ ^t⟶ ? ^+HCl⟶ ? ^+KOH⟶ ? ^+H₂SO₄⟶ ?

Ответ:

а) S ⟶ SO₂ ⟶ H₂SO₃ ⟶ CaSO₃S + O₂ ⟶ SO₂SO₂ + H₂O ⟶ H₂SO₃H₂SO₃ + Ca(OH)₂ ⟶ CaSO₃↓ + 2H₂O

б) Fe ⟶ Fe₂O₃ ⟶ FeCl₂ ⟶ Fe(OH)₃4Fe + 3O₂ ^t⟶ 2Fe₂O₃Fe₂O₃ + 6HCl ⟶ 2FeCl₃ + 3H₂O
FeCl₃ + 3NaOH ⟶ 3NaCl + Fe(OH)₃↓

в) Ca ⟶ CaO ⟶ Ca(OH)₂ ⟶ Ca(NO₃)₂2Ca + O₂ ⟶ 2CaO
CaO + H₂O ⟶ Ca(OH)₂Ca(OH)₂ + 2HNO₃ ⟶ Ca(NO₃)₂ + 2H₂O

г) SO₃ ^+H₂O⟶ H₂SO₃ ^+Mg⟶ MgSO₃ ^+NaOH⟶ Mg(OH)₂SO₃ + H₂O ⟶ H₂SO₃H₂SO₃ + Mg ⟶ MgSO₃ + H₂↑
MgSO₃ + 2NaOH ⟶ Na₂SO₃ + Mg(OH)₂↓

д) Mg(OH)₂ ^t⟶ MgO ^+HCl⟶ MgCl₂ ^+KOH⟶ Mg(OH)₂ ^+H₂SO₄⟶ MgSO₄Mg(OH)₂ ^t⟶ MgO + H₂O
MgO + 2HCl ⟶ MgCl₂ + H₂O
MgCl₂ + 2KOH ⟶ 2KCl + Mg(OH)₂↓
Mg(OH)₂ + H₂SO₄ ⟶ MgSO₄ + 2H₂O

18. Ниже приведены пары веществ:

а) оксид металла и водород;
простое вещество и кислород;
активный металл и кислота;

б) основный оксид и вода;
кислотный оксид и вода;
основный оксид и кислота;

в) основание и кислота;
основный и кислотный оксиды;
кислотный оксид и щёлочь;

г) соль и щёлочь;
соль и кислота;
соль и соль.

Вещества каких классов образуются в результате их взаимодействия? Приведите конкретные примеры.

Ответ:

а)
оксид металла и водород = металл и вода
CuO + H₂ ^t⟶ Cu + H₂O

простое вещество и кислород = оксид
S + O₂ ⟶ SO₂
активный металл и кислота = соль и водород
Mg + 2HCl ⟶ MgCl₂ + H₂↑

б)
основный оксид и вода = щёлочь
CaO + H₂O ⟶ Ca(OH)₂
кислотный оксид и вода = кислота
SO₂ + H₂O ⟶ H₂SO₃
основный оксид и кислота = соль и вода
CuO + 2HCl ⟶ CuCl₂ + H₂O

в)
основание и кислота = соль и вода
Cu(OH)₂ + H₂SO₄ ⟶ CuSO₄ + 2H₂O

основный и кислотный оксиды = соль и вода
CaO + CO₂ ⟶ CaCO₃кислотный оксид и щёлочь = соль и вода
CO₂ + 2NaOH ⟶ Na₂CO₃ + H₂O

г)
соль и щёлочь = новая соль и нерастворимое основание
CuSO₄ + 2NaOH ⟶ Na₂SO₄ + Cu(OH)₂↓

соль и кислота = новая соль и газообразная кислота
Na₂S + 2HCl ⟶ 2NaCl + H₂S↑

соль и соль = новая соль и новая нерастворимая соль
BaCl₂ + Na₂SO₄ ⟶ 2NaCl + BaSO₄↓

Творческие задания

1. Любая классификация условна. Приведите несколько примеров соединений, которые не укладываются в схему, приведённую в учебнике (схема 8, с. 163).

Ответ:

H₂O можно отнести к основным и кислотным оксидам.
CS₂ не относится ни к одному из классу.

2. Твёрдый гидроксид натрия при хранении на воздухе сначала расплывается, а затем превращается в белый порошок, реагирующий с кислотами с выделением газа. Объясните эти факты.

Ответ:

Гидроксид натрия является гигроскопичным веществом, поэтому при хранении на воздухе он расплывается.

При хранении на воздухе гидроксид натрия реагирует с углекислым газом:
2NaOH + CO₂ ⟶ Na₂CO₃ + H₂O

Постепенно весь гидроксид натрия превратится в карбонат натрия, который не обладает таким сильными гигроскопичными свойствами, как гидроксид натрия. Поэтому гидроксид натрия превращается в белый порошок карбоната натрия.

При взаимодействии карбоната натрия с кислотами выделяется углекислый газ.
Na₂CO₃ + 2HCl ⟶ 2NaCl + H₂O + CO₂↑

3. При внутренней отделке зданий штукатурят стены – их обрабатывают взвесью гашёной извести (гидроксида кальция) в воде. Что происходит при "высыхании" штукатурки на воздухе? Предложите способ, позволяющий ускорить "высыхание".

Ответ:

При "высыхании" штукатурки на воздухе гидроксид кальция реагирует с углекислым газом превращаясь в карбонат кальция:
Ca(OH)₂ + CO₂ ⟶ CaCO₃ + H₂O
Открыть окна.

4. Пользуясь таблицей растворимости, найдите кислоты и основания, которые не вступают друг с другом в реакцию нейтрализации.

Ответ:

Например, H₂SiO₃ и Cu(OH)₂.

5. Приведите примеры веществ, растворы которых нельзя хранить в цинковом ведре.

Ответ:

В цинковом ведре нельзя хранить щелочи (например, NaOH) и кислоты (например, HCl).

§39

ГЛАВА 6. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева.

§39. Первые попытки классификации химических элементов.

1. Назовите известные вам семейства химических элементов и кратко охарактеризуйте одно из них.

Ответ:

Щелочные металлы, щёлочноземельные металлы, халькогены, галогены, благородные газы.

Благородные газы (гелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe, радон Rn) газы в небольшом количестве содержатся в воздухе. Они состоят из одноатомных молекул. Раньше считали, что инертные газы вообще не образуют химических соединений. Однако за последние полвека учёным удалось получить много соединений криптона, ксенона и радона. В кислородных соединениях их высшая валентность равна VIII, а соединения с водородом пока неизвестны.

2. Из приведённого перечня химических элементов выпишите отдельно: а) щелочные металлы; б) щёлочноземельные металлы; в) галогены; г) благородные газы.

Br, Na, Al, Ca, S, Xe, K, Cl, I, Li, Ba, Ne, Be, Rb, Sr, F, Fe, He, H.

Ответ:

а) Щелочные металлы: Na, K, Li, Rb.

б) Щёлочноземельные металлы: Ca, Ba, Sr.

в) Галогены: Br, Cl, I, F.

г) Благородные газы: Xe, Ne, He.

3. Обозначив химический элемент символом R, напишите в общем виде формулы водородных соединений: а) галогенов; б) халькогенов.

Ответ:

а) HR.

б) H₂R

4. Напишите в общем виде формулы оксидов и гидроксидов металлов: а) щелочных; б) щёлочноземельных. Составьте уравнения реакций оксидов с водой.

Ответ:

а) R₂O – формулы оксидов металлов; ROH – формулы гидроксидов металлов.
R₂O + H₂O ⟶ 2ROH

б) RO – формулы оксидов металлов; R(OH)₂ – формулы гидроксидов металлов.
RO + H₂O ⟶ R(OH)₂

5. В каком из оксидов щелочных металлов массовая доля кислорода наибольшая? Относительные атомные массы щелочных металлов указаны в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева (см. первый форзац). Постарайтесь ответить на вопрос, не проводя расчётов.

Ответ:

Общая формула оксидов щелочных металлов R₂O, тогда чем меньше относительная атомная масса металла, тем больше массовая доля кислорода. Наименьшей относительной атомной массой, среди щелочных металлов, обладает литий, соответственно у оксида лития Li₂O наибольшая массовая доля кислорода.

6. Заполните таблицу 15.

Ответ:

Таблица 15. Семейства химических элементов со сходными свойствами.

Название семейства	Химические элементы	Формула высшего оксида	Формула водородного соединения
Щелочные металлы	Li, Na, K, Rb, Cs, Fr	R₂O	RH
Щёлочноземельные металлы	Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra	RO	RH₂
Халькогены	O, S, Se, Te, PO, Lv	RO₃	H₂R
Галогены	F, Cl, Br, I, At, Ts	R₂O₇	HR
Благородные газы	He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, Og	RO₄^*	Не образуют
* Известен только для ксенона.

7. Используя информационные источники, найдите, кто первым из химиков обратил внимание на периодичность свойств элементов.

Ответ:

Первым из химиков обратил внимание на периодичность свойств элементов Д. И. Менделеев.

§40

§40. Амфотерные оксиды и гидроксиды.

1. Дайте определения понятий "оксид", "гидроксид", "кислота", "основание".

Ответ:

Оксид – это бинарное соединение химического элемента (за исключением фтора) с кислородом.

Кислота – это сложное вещество, состоящие из атомов водорода, способных замещаться на металл, и кислотных остатков.

Основание – это сложное вещество, состоящие из атома металла и одной или нескольких гидроксогрупп OH.

Гидроксид – это гидратированный оксид, это может быть кислород содержащая кислота или основание, образовавшееся при взаимодействии оксида с водой.

2. Какие оксиды и гидроксиды называют амфотерными? Приведите примеры.

Ответ:

Оксиды и гидроксиды, которые в зависимости от условий ведут себя либо как кислоты, либо как основания, называются амфотерными.

Например, оксид бериллия является амфотерным оксидом:
BeO + 2HCl ⟶ BeCl₂ + H₂O
BeO + 2NaOH ^t⟶ Na₂BeO₂ + H₂O

Гидроксид бериллия является амфотерным гидроксидом:
Be(OH)₂ + 2HCl ⟶ BeCl₂ + 2H₂O
H₂BeO₂ + 2NaOH ⟶ Na₂BeO₂ + 2H₂O

3. Напишите уравнение реакции оксида бериллия с расплавом гидроксида калия.

Ответ:

BeO + 2KOH ^t⟶ K₂BeO₂ + H₂O

4. Амфотерные оксиды реагируют как с кислотными, так и с основными оксидами. Напишите уравнения реакций оксида цинка с оксидом серы (VI) и оксидом кальция.

Ответ:

ZnO + SO₃ ⟶ ZnSO₄

ZnO + CaO ^t⟶ CaZnO₂

5. Гидроксид цинка (Zn(OH)₂ или H₂ZnO₂) вступает в реакции аналогично гидроксиду бериллия. Что наблюдается при действии на него серной кислоты и гидроксида калия? Напишите уравнения реакций.

Ответ:

При действии серной кислоты и гидроксида калия на гидроксид цинка, наблюдается растворение последнего:
Zn(OH)₂ + H₂SO₄ ⟶ ZnSO₄ + 2H₂O
H₂ZnO₂ + 2KOH ⟶ K₂ZnO₂ + 2H₂O

6. Как получить гидроксид цинка исходя из оксида цинка? Напишите уравнения реакций.

Ответ:

Растворить оксид цинка в кислоте:
ZnO + 2HCl ⟶ ZnCl₂ + H₂O

Приливать к образовавшемуся раствору гидроксид натрия до тех пор, пока не начнёт растворяться осадок:
ZnCl₂ + 2NaOH ⟶ 2NaCl + Zn(OH)₂↓

7. Какие из оксидов (CuO, BeO, BaO, CO₂, SO₃, ZnO, Na₂O) реагируют с водой, соляной кислотой, гидроксидом натрия? Напишите уравнения реакций.

Ответ:

CuO + 2HCl ⟶ CuCl₂ + H₂O
CuO + 2NaOH ^t⟶ Na₂CuO₂ + H₂O

BeO + 2HCl ⟶ BeCl₂ + H₂O
BeO + 2NaOH ^t⟶ Na₂BeO₂ + H₂O

BaO + H₂O ⟶ Ba(OH)₂
BaO + 2HCl ⟶ BaCl₂ + H₂O

CO₂ + H₂O ⟶ H₂CO₃
CO₂ + 2NaOH ⟶ Na₂CO₃ + H₂O

SO₃ + H₂O ⟶ H₂SO₃
SO₃ + 2NaOH ⟶ Na₂SO₃ + H₂O

ZnO + 2HCl ⟶ ZnCl₂ + H₂O
ZnO + 2NaOH ^t⟶ Na₂ZnO₂ + H₂O

Na₂O + H₂O ⟶ 2NaOH
Na₂O + 2HCl ⟶ 2NaCl + H₂O

8. При сильном нагревании гидроксокарбонат бериллия разлагается, образуя три оксида. Напишите уравнение реакции.

Ответ:

(BeOH)₂CO₃ ⟶ BeO + H₂O + CO₂

9. Напишите уравнения реакций, характеризующие следующие превращения:
а) ZnO ⟶ ZnSO₄ ⟶ Zn(OH)₂ ⟶ Na₂ZnO₂ ⟶ ZnCl₂;
б) Zn ⟶ ZnO ⟶ Zn(NO₃)₂ ⟶ ZnCO₃ ⟶ ZnCl₂;
в) Be ⟶ BeO ⟶ BeSO₄ ⟶ ? ⟶ Na₂BeO₂ ⟶ Be(NO₃)₂.

Ответ:

а)

ZnO + H₂SO₄ ⟶ ZnSO₄ + H₂O

ZnSO₄ + 2NaOH ⟶ Na₂SO₄ + Zn(OH)₂↓

Zn(OH)₂ + 2NaOH ⟶ Na₂ZnO₂ + 2H₂O

Na₂ZnO₂ + 4HCl ⟶ 2NaCl + ZnCl₂ + 2H₂O

б)

2Zn + O₂ ⟶ 2ZnO

ZnO + 2HNO₃ ⟶ Zn(NO₃)₂ + H₂O

Zn(NO₃)₂ + Na₂CO₃ ⟶ 2NaNO₃ + ZnCO₃↓

ZnCO₃ + 2HCl ⟶ ZnCl₂ + H₂O + CO₂↑

в)

2Be + O₂ ⟶ 2BeO

BeO + H₂SO₄ ⟶ BeSO₄ + H₂O

BeSO₄ + 2NaOH ⟶ Na₂SO₄ + Be(OH)₂↓

Be(OH)₂ + 2NaOH ⟶ Na₂BeO₂ + 2H₂O

Na₂BeO₂ + 4HNO₃ ⟶ 2NaNO₃ + Be(NO₃)₂ + 2H₂O

10. Оксид цинка реагирует при нагревании с твёрдым карбонатом натрия, при этом образуется цинкат натрия и выделяется газ. Напишите уравнение реакции.

Ответ:

ZnO + Na₂CO₃ ⟶ Na₂ZnO₂ + CO₂↑

Лабораторный опыт 21. Получение гидроксида цинка и изучение его свойств.

Налейте в пробирку 2-3 мл раствора хлорида цинка и по каплям добавляйте к нему раствор гидроксида натрия до выпадения белого осадка. Взболтайте раствор с осадком и разделите его на две части, т. е. в две пробирки. В одну пробирку прилейте соляную кислоту, о в другую – раствор гидроксида натрия. Что вы наблюдаете? Запишите уравнения реакций и наблюдения в тетрадь. Какими свойствами обладает гидроксид цинка?

Ответ:

При добавлении раствора гидроксида натрия к раствору хлорида цинка наблюдается выпадение белого осадка гидроксида цинка:
ZnCl₂ + 2NaOH ⟶ 2NaCl + Zn(OH)₂↓

При добавлении к одной части осадка соляной кислоты, и при добавлении к другой части осадка раствора гидроксида натрия, в обоих случаях наблюдается растворение гидроксида цинка:
Zn(OH)₂ + 2HCl ⟶ ZnCl₂ + 2H₂O
H₂ZnO₂ + 2NaOH ⟶ Na₂ZnO₂ + 2H₂O

§41

§41. Периодический закон. Периоды.

1. Сформулируйте Периодический закон.

Ответ:

Периодический закон: свойства химических элементов, а также образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от относительных атомных масс элементов.

2. Какие ряды химических элементов называют периодами?

Ответ:

Ряды химических элементов, расположенных в порядке возрастания их атомных масс, начинающиеся с водорода или щелочного металла и заканчивающиеся благородным газом, называются периодами.

3. Какие свойства элементов и их соединений изменяются периодически?

Ответ:

В периодах слева направо металлические свойства химических элементов ослабевают, а неметаллические — усиливаются.

В периодах слева направо основные свойства высших оксидов и гидроксидов изменяются от основных через амфотерные к кислотным.

4. В какой части каждого периода расположены элементы, относящиеся к семействам: а) щелочных металлов; б) галогенов; в) инертных газов? Приведите примеры.

Ответ:

а) Щелочные металлы расположены в начале каждого периода.

б) Галогены расположены в конце каждого периода перед инертными газами.

в) Инертные газы расположены в конце каждого периода.

5. Для каких химических элементов наиболее характерны: а) металлические; б) неметаллические свойства? Приведите примеры.

Ответ:

а) Металлические свойства наиболее характерны для элементов стоящих в начале каждого периода. Например, литий (первый элемент II периода), натрий (первый элемент III периода), калий (первый элемент IV периода).

б) Неметаллические свойства наиболее характерны для элементов стоящих в конце каждого периода перед благородными газами. Например, фтор (предпоследний элемент II периода), хлор (предпоследний элемент III периода).

6. Как изменяются металлические свойства простых веществ в периоде?

Ответ:

Металлические свойства простых веществ в периоде ослабевают.

7. Составьте формулы высших оксидов химических элементов второго периода и обозначьте характер их свойств (основный, амфотерный, кислотный). Проиллюстрируйте уравнениями реакций свойства оксидов лития, бериллия и углерода (IV). Какими свойствами обладают отвечающие им гидроксиды?

Ответ:

Формулы высших оксидов химических элементов второго периода:
Li₂O – основный;
BeO – амфотерный;
B₂O₃ – кислотный;
CO₂ – кислотный;
N₂O₅ – кислотный.

Li₂O + 2HCl ⟶ 2LiCl + H₂O

BeO + 2HCl ⟶ BeCl₂ + H₂O
BeO + 2NaOH ^t⟶ Na₂BeO₂ + H₂O

CO₂ + 2NaOH ⟶ Na₂CO₃ + H₂O

Гидроксид лития обладает основными свойствами, гидроксид бериллия – амфотерными, гидроксид углерода (IV) – кислотными.

8. Высшие оксиды и гидроксиды каких химических элементов третьего периода являются: а) основными; б) амфотерными; в) кислотными? Приведите их формулы. Как изменяется характер свойств этих соединений в периоде?

Ответ:

а) Na (Na₂O, NaOH); Mg (MgO, Mg(OH)₂).

б) Al (Al₂O₃, Al(OH)₃).

в) Si (SiO₂, H₂SiO₃); P (P₂O₅, H₃PO₄); S (SO₃, H₂SO₄); Cl (Cl₂O₇, HClO₄).

Свойства высших оксидов изменяются от основных через амфотерные к кислотным.

9. Сколько элементов содержат шестой и седьмой периоды? Каким элементом заканчивается седьмой период?

Ответ:

Шестой и седьмой периоды включают в себя по 32 химических элемента.

Седьмой период заканчивается элементом оганесон Og.

§42

§42. Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Группы.

1. Опишите, как построена Периодическая система химических элементов.

Ответ:

Короткий вариант Периодической системы химических элементов

Вертикальные колонки Периодической системы называют группами, таких групп восемь. Номера групп в коротком варианте таблицы обозначают римскими цифрами. Номер группы, как правило, совпадает с высшей валентностью химического элемента, которую он проявляет в соединениях с кислородом.

Каждую группу делят на две подгруппы – главную (A-группа) и побочную (B-группа). В главную подгруппу входят элементы как малых, так и больших периодов, а в побочную – только больших периодов. Побочные подгруппы составлены только из элементов-металлов (их называют переходными металлами).

Длинный вариант Периодической системы химических элементов

Число групп равно 18, номера групп обозначают арабскими цифрами. В длинном варианте таблицы главных и побочных подгрупп нет, там они образуют отдельные группы, например: группа 1 – щелочные металлы, группа 17 – галогены, группа 18 – благородные газы. Элементы побочных подгрупп занимают группы с 3 по 12.

2. Что называют периодом, группой, главной и побочной подгруппами?

Ответ:

Вертикальные колонки Периодической системы называют группами.

Горизонтальные ряды Периодической системы начинающиеся с водорода или щелочного металла и заканчивающиеся благородным газом, называются периодами.

Вертикальные колонки Периодической системы разделенные две части называются подгруппами. Подгруппа, которая состоит из элементов малых и больших периодов, называется главной. Подгруппа, которая состоит из элементов только больших периодов, называется побочной.

3. Чем различаются короткий и длинный варианты периодической таблицы?

Ответ:

Номера групп в коротком варианте таблицы обозначают римскими цифрами, а в длинном – арабскими. В длинном варианте таблицы главных и побочных подгрупп нет, там они образуют отдельные группы.

4. Почему седьмой период называют незавершённым?

Ответ:

В настоящее время седьмой период является завершённым, и содержит 32 элемента (столько же, сколько и предыдущий).

5. Назовите химические элементы I группы Периодической системы. Какие из них принадлежат к главной, а какие – к побочной подгруппе?

Ответ:

Элементы I группы: водород, литий, натрий, калий, медь, рубидий, серебро, цезий, золото, франций, рутений.

Элементы I группы главной подгруппы: водород, литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций.

Элементы I группы побочной подгруппы: медь, серебро, золото, рутений.

6. Перечислите все элементы V группы. Какие свойства элементов являются общими для всей группы?

Ответ:

Элементы V группы: азот N, фосфор P, ванадий V, мышьяк As, ниобий Nb, сурьма Sb, тантал Ta, висмут Bi, дубний Db, московий Mc.

У элементов одной и той же группы одинакова высшая валентность, которую они проявляют в кислородных соединениях, – она равна номеру группы.

7. Как изменяются металлические свойства элементов в периодах; в главных подгруппах?

Ответ:

В периодах при увеличении атомной массы убывают металлические свойства элементов и простых веществ, а неметаллические возрастают.

В главных подгруппах при увеличении атомной массы возрастают металлические свойства элементов и простых веществ, а неметаллические убывают.

8. Найдите в Периодической системе наиболее активный металл и наиболее активный неметалл.

Ответ:

Франций – наиболее активный металл.

Фтор – наиболее активный неметалл.

9. В каких периодах и в каких группах расположены азот, кислород, водород, медь, железо, алюминий? Какие из этих химических элементов находятся в главных, а какие – в побочных подгруппах?

Ответ:

Азот – 2 период, V группа.

Кислород – 2 период, VI группа.

Водород – 1 период, I группа.

Медь – 4 период, I группа.

Железо – 4 период, VIII группа.

Алюминий – 3 период, III группа.

В главных подгруппах: азот, кислород, водород, алюминий.

В побочных подгруппах: медь, железо.

§43

§43. Характеристика химического элемента по его положению в Периодической системе.

1. В чём состоит значение Периодического закона?

Ответ:

Значение Периодического закона состоит в предсказании новых химических элементов и их свойств. Руководствуясь периодическим законом, Д. И. Менделеев исправил многие относительные атомные массы элементов, которые были определены неправильно.

2. Исходя из положения в Периодической системе, дайте характеристику химических элементов: а) калия; б) селена; в) брома; г) аргона.

Ответ:

а)

1. Калий расположен в четвёртом периоде, главной подгруппе I группы, имеет порядковый номер 19 и относительную атомную массу 39.

2. В главной подгруппе I группы калий расположен между металлами – натрием и рубидием. Можно предположить, что калий также относится к металлам.

3. Максимальная валентность I. Формула высшего оксида K₂O, является основными оксидом.

Реагирует с водой с образованием щёлочи – гидроксида калия:
K₂O + H₂O ⟶ 2KOH

б)

1. Селен расположен в четвёртом периоде, главной подгруппе VI группы, имеет порядковый номер 34 и относительную атомную массу 79.

2. В главной подгруппе VI группы селен расположен между неметаллом серой и полуметаллом теллуром. Можно предположить, что селен относится к неметаллам.

3. Максимальная валентность VI. Формула высшего оксида SO₃, является кислотным оксидом.

Реагирует с водой с образованием серной кислоты:
SO₃ + H₂O ⟶ H₂SO₄

4. Формула водородного соединения H₂S.

в)

1. Бром расположен в четвёртом периоде, главной подгруппе VII группы, имеет порядковый номер 35 и относительную атомную массу 80.

2. В главной подгруппе VII группы бром расположен между неметаллами хлором и иодом. Можно предположить, что бром относится к неметаллам.

3. Максимальная валентность VII. Формула высшего оксида Br₂O₇, является кислотным оксидом.

Реагирует с водой с образованием бромной кислоты:
Br₂O₇ + H₂O ⟶ 2HBrO₄

4. Формула водородного соединения HBr.

г)

1. Аргон расположен в третьем периоде, главной подгруппе VIII группы, имеет порядковый номер 18 и относительную атомную массу 40.

2. В главной подгруппе VIII группы аргон расположен между благородными газами неоном и криптоном. Можно предположить, что бром относится к благородными газам.

3. Максимальная валентность VIII. Формула высшего оксида K₂O.

3. Напишите формулу летучего водородного соединения серы (сероводорода). Вспомните, какими свойствами обладает его водный раствор, и подтвердите их уравнениями реакций с оксидом кальция и гидроксидом калия.

Ответ:

H₂S раствор сероводорода обладает кислотными свойствами.

CaO + H₂O ⟶ Ca(OH)₂
H₂S + Ca(OH)₂ ⟶ CaS↓ + 2H₂O

H₂S + 2KOH ⟶ K₂S + 2H₂O

4. Напишите формулу высшего оксида хлора. Известно, что при взаимодействии с водой он образует хлорную кислоту HClO₄. Будет ли этот оксид реагировать с раствором гидроксида калия? Напишите уравнение реакции.

Ответ:

Cl₂O₇ – высший оксид хлора.

Высший оксид хлора сначала будет реагировать с водой раствора, а образовавшаяся хлорная кислота будет реагировать с гидроксидом калия:
Cl₂O₇ + H₂O ⟶ 2HClO₄
HClO₄ + KOH ⟶ KClO₄ + H₂O

5. Существование галлия было впервые предсказано Д. И. Менделеевым, который назвал его экаалюминием. Попробуйте вслед за Менделеевым предсказать свойства этого элемента, исходя из его положения в Периодической системе. Каков характер свойств оксида и гидроксида галлия? Напишите уравнения реакций оксида галлия с серной кислотой и расплавленным гидроксидом натрия.

Ответ:

Галлий находится в главной подгруппе III группы, он расположен между металлами алюминием и индием. Можно предположить, что он обладает свойствами металла.

Высшие оксиды и гидроксиды алюминия и индия обладают амфотерными свойствами, вероятнее всего высший оксид и гидроксид галлия также обладает амфотерными свойствами.
Ga₂O₃ + 3H₂SO₄ ⟶ Ga₂(SO₄)₃ + 3H₂O
Ga₂O₃ + 2NaOH ⟶ 2NaGaO₂ + H₂O

6. Как вы понимаете слова Д. И. Менделеева: "Периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только надстройки и развитие обещает"?

Ответ:

Д. И. Менделеев уверен в фундаментальности открытого им периодического закона. Однако Менделеев не знает всех причин периодичности свойств химических элементов, поэтому он предвидит то, что формулировка периодического закона будет изменяться и дополняться.

§44

ГЛАВА 7. Строение атома. Современная формулировка Периодического закона.

§44. Ядро атома.

1. Какие частицы входят в состав: а) атома; б) атомного ядра? Какой они имеют заряд?

Ответ:

а) в состав атома входят: протоны, нейтроны, электроны.

б) в состав атомного ядра входят: протоны и нейтроны.

Протон имеет заряд +1, нейтрон 0, а электрон -1.

2. Какие характеристики атома вы знаете?

Ответ:

Характеристики атома:

масса;
число протонов, нейтронов и электронов;
радиус.

3. Дайте определения понятий "атом" и "химический элемент".

Ответ:

Атом — это электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.

Химический элемент — это вид атомов с одинаковым зарядом ядра.

4. Приведите современную формулировку Периодического закона. Чем она отличается от той, которую вы учили ранее?

Ответ:

Современная формулировка Периодического закона: свойства химических элементов, а также образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от зарядов атомных ядер.

Современная формулировка отличается от старой тем, что свойства химических элементов находятся в периодической зависимости от зарядов атомных ядер, а не от их массы.

5. Ядро атома гелия имеет заряд +2. Сколько электронов содержит атом гелия?

Ответ:

Атом гелия содержит два электрона, так как атом в целом электронейтрален.

6. Атом углерода содержит 6 электронов. Чему равен заряд: а) атома углерода; б) ядра атома углерода?

Ответ:

а) заряд атома углерода равен 0, так как атом в целом электронейтрален.

б) заряд ядра атома углерода равен +6 (он численно равен порядковому номеру элемента).

7. Заряд ядра элемента в 2 раза больше номера его группы в Периодической системе. Какой это элемент? Сколько электронов в его атоме?

Ответ:

Это бериллий, он находится во II группе, заряд ядра его атома равен +4, в его атоме четыре электрона.

§45

§45. Порядковый номер элемента. Изотопы.

1. Ядро атома химического элемента содержит два протона и один нейтрон. Запишите обозначение этого атома с указанием химического символа, порядкового номера и массового числа.

Ответ:

`""_2^3He`

2. Протон представляет собой ядро некоторого атома. Запишите обозначение этого атома.

Ответ:

`""_1^1H`

3. Сколько протонов и электронов содержится: а) в атоме кислорода; б) в молекуле воды?

Ответ:

а) В атоме кислорода (₈O) содержится 8 протонов и 8 электронов.

б) В молекуле воды (H₂O) содержится 10 протонов и 10 электронов (по 8 протонов и электронов у кислорода + по 1 протону и электрону у атомов водорода).

4. Сколько электронов в молекуле оксида углерода (II)? Назовите простое вещество, молекула которого содержит столько же электронов.

Ответ:

В молекуле оксида углерода (II) (CO) содержится 14 протонов и 14 электронов (по 6 протонов и электронов у углерода + по 8 протонов и электронов у кислорода).

Молекула азота (N₂) содержит столько же электронов, сколько содержит молекула оксида углерода (II).

5. Чем отличаются атомы двух изотопов одного и того же химического элемента?

Ответ:

Атомы двух изотопов одного и того же химического элемента отличаются массовым числом.

6. Сколько протонов и нейтронов содержат ядра кислорода-17, углерода-14, цезия-137?

Ответ:

Кислород-17 (`""_8^17O`) содержит 8 протонов и 9 нейтронов.

Углерод-14 (`""_6^14C`) содержит 6 протонов и 8 нейтронов.

Цезий-137 (`""_55^137Cs`) содержит 55 протонов и 82 нейтрона.

7. Какой изотоп натрия содержит такое же число нейтронов, что и изотоп ²⁴Mg?

Ответ:

Рассчитаем количество нейтронов в изотопе магния `""_12^24Mg`:
N = A - Z = 24 - 12 = 12

Рассчитаем массовое число изотопа натрия `""_11Mg`:
A = N + Z = 12 + 11 = 23

Изотоп натрия-23 (²³Na) содержит такое же число нейтронов, что и изотоп ²⁴Mg.

8. Напишите обозначения атомов, ядра которых содержат: а) 2 протона и 2 нейтрона; б) 15 протонов и 16 нейтронов; в) 35 протонов и 45 нейтронов.

Ответ:

а) `""_2^4He`

б) `""_15^31P`

в) `""_35^80Br`

9. Из приведённого ниже списка выберите: а) изотопы; б) атомы с одинаковым числом нейтронов в ядре; в) атомы с одинаковым массовым числом: `""_8^16O`, `""_6^14C`, `""_7^14N`, `""_6^13C`.

Ответ:

а) `""_6^14C`, `""_6^13C`.

б) `""_8^16O`, `""_6^14C` – по 8 нейтронов; `""_7^14N`, `""_6^13C` – по 7 нейтронов.

в) `""_6^14C`, `""_7^14N`.

10. Молекула водорода состоит из двух атомов. Сколько разных видов молекул может быть образовано из трёх изотопов водорода? Во сколько раз самая тяжёлая из этих молекул тяжелее самой лёгкой?

Ответ:

Шесть молекул: ¹H¹H, ¹H²H, ¹H³H, ²H²H, ²H³H, ³H³H.

Самая тяжёлая молекула (³H³H) в 3 раза тяжелее самой лёгкой (¹H¹H).

11. Сколько разных видов молекул воды может быть образовано из трёх изотопов водорода и трёх изотопов кислорода?

Ответ:

18 молекул:

¹H¹H¹⁶O	¹H¹H¹⁷O	¹H¹H¹⁸O
¹H²H¹⁶O	¹H²H¹⁷O	¹H²H¹⁸O
¹H³H¹⁶O	¹H³H¹⁷O	¹H³H¹⁸O
²H²H¹⁶O	²H²H¹⁷O	²H²H¹⁸O
²H³H¹⁶O	²H³H¹⁷O	²H³H¹⁸O
³H³H¹⁶O	³H³H¹⁷O	³H³H¹⁸O

12. Сколько разных видов молекул воды может быть образовано из трёх изотопов водорода и трёх изотопов кислорода? Чему равна относительная молекулярная масса самой лёгкой и самой тяжёлой из них?

Ответ:

18 молекул:

¹H¹H¹⁶O	¹H¹H¹⁷O	¹H¹H¹⁸O
¹H²H¹⁶O	¹H²H¹⁷O	¹H²H¹⁸O
¹H³H¹⁶O	¹H³H¹⁷O	¹H³H¹⁸O
²H²H¹⁶O	²H²H¹⁷O	²H²H¹⁸O
²H³H¹⁶O	²H³H¹⁷O	²H³H¹⁸O
³H³H¹⁶O	³H³H¹⁷O	³H³H¹⁸O

Самая тяжёлая молекула (³H³H¹⁸O) в 1,33 раза тяжелее самой лёгкой (¹H¹H¹⁶O).

13. Природная медь состоит из двух изотопов: ⁶³Cu и ⁶⁵Cu. Рассчитайте процентное содержание каждого изотопа в земной коре, если относительная атомная масса меди равна 63,5.

Ответ:

Дано:

`""^63Cu`

`""^65Cu`

`A_r(Cu) = 63.5`

`ω(""^63Cu) = ?`

`ω(""^65Cu) = ?`

Решение

`{(ω(""^65Cu) = 1 - ω(""^63Cu)),(63*ω(""^63Cu) + 65*ω(""^65Cu) = 63.5):}`

`63*ω(""^63Cu) + 65*(1 - ω(""^63Cu)) = 63.5`

`63*ω(""^63Cu) + 65 - 65*ω(""^63Cu) = 63.5`

`-2*ω(""^63Cu) = -1.5`

`ω(""^63Cu) = 0.75 " или " 75%`

`ω(""^65Cu) = 1 - 0.75 = 0.25 " или " 25%`

Ответ: `ω(""^63Cu) = 75%`, `ω(""^65Cu) = 25%`.

Второй вариант решения:

Дано:

`""^63Cu`

`""^65Cu`

`A_r(Cu) = 63.5`

`ω(""^63Cu) = ?`

`ω(""^65Cu) = ?`

Решение

`{(ω(""^65Cu) = 100 - ω(""^63Cu)),(ω(""^63Cu)*A_r(""^63Cu) + ω(""^65Cu)*A_r(""^65Cu) = 100*63.5):}`

`ω(""^63Cu)*A_r(Cu) + (100 - ω(""^63Cu))*A_r(""^65Cu) = 6350`

`63*ω(""^63Cu) + 65*(100 - ω(""^63Cu)) = 6350`

`63*ω(""^63Cu) + 6500 - 65*ω(""^63Cu) = 6350`

`-2*ω(""^63Cu)) = -150`

`ω(""^63Cu) = 75%`

`ω(""^65Cu) = 100 - 75 = 25%`

Ответ: `ω(""^63Cu) = 75%`, `ω(""^65Cu) = 25%`.

§46

§46. Электроны в атоме. Орбитали.

1. Какое необычное свойство электрона отличает его от более крупных частиц?

Ответ:

Электрон, в отличие от более крупных частиц, одновременно проявляет свойства и частицы, и волны.

2. Что называют: а) электронным облаком; б) атомной орбиталью; в) энергетическим уровнем?

Ответ:

а) Электронное облако – это область пространства, где может находиться электрон.

б) Атомная орбиталь – это область пространства, где вероятнее всего находится электрон.

в) Энергетический уровень – несколько орбиталей, обладающих равной или близкой энергией.

3. Какую форму имеют s- и p-орбитали?

Ответ:

s-орбитали имеют форму шара, p-орбитали имеют форму объёмной восьмёрки.

4. Сколько электронов может максимально находиться на втором и третьем энергетических уровнях?

Ответ:

Максимальное число электронов N на энергетическом уровне определяют по формуле:
N = 2n²,
где n – номер энергетического уровня.

Максимальное число электронов на втором энергетическом уровне:
N = 2∙2² = 8

Максимальное число электронов на третьем энергетическом уровне:
N = 2∙3² = 18

5. На рисунке 89 представлены орбитали атома азота. Найдите на нём 1s-, 2s-, 2p-орбитали. Изобразите рисунок в тетради и подпишите каждую азота орбиталь.

Ответ:

рис.01
Орбитали атома азота

§47

§47. Строение электронных оболочек атомов.

1. Почему первый период содержит всего два химических элемента, а второй – восемь?

Ответ:

Максимальное число электронов, находящихся на энергетическом уровне, можно определить по формуле: 2n², где n-номер уровня. Следовательно, первый энергетический уровень максимально может содержать 2 электрона (2∙1² = 2), а второй энергетический уровень 8 электронов (2∙2² = 8). Поэтому в 1-м периоде Периодической системы Д. И. Менделеева содержится только два элемента, а во 2-м – восемь.

2. Сколько электронов находится на внешнем энергетическом уровне атомов следующих элементов: а) лития, углерода, фтора; б) натрия, кремния, хлора?

Ответ:

Все эти элементы располагаются главных подгруппах, значит количество электронов, находящихся на внешнем энергетическом уровне, в их атомах равно номеру группы.

а) литий – 1ē; углерод – 4ē; фтор – 7ē.

б) натрий – 1ē; кремний – 4ē; хлор – 7ē.

3. Сколько энергетических уровней занято электронами в атомах: а) лития, натрия, калия; б) бериллия, магния, кальция; в) фтора, хлора, брома?

Ответ:

Число энергетических уровней в атоме равно номеру периода, в котором расположен элемент.

а) литий – 2; натрий – 3; калий – 4.

б) бериллий – 2; магний – 3; кальций – 4.

в) фтор – 2; хлор – 3; бром – 4.

4. Назовите два элемента, в атомах которых завершены все энергетические уровни.

Ответ:

гелий, неон, аргон
рис.

5. Что общего в электронных конфигурациях фтора и хлора? Чем они различаются?

Ответ:

Сходство в электронных конфигурациях фтора и хлора состоит в том, что их атомы содержат по 7 электронов на внешнем энергетическом уровне.

Различие состоит в том, что атом фтора имеет два энергетических уровня, а хлор – три.
рис.

6. Элемент третьего периода имеет на внешнем уровне 7 электронов. Чему равен порядковый номер элемента?

Ответ:

Число электронов на внешнем уровне у атомов элементов малых периодов равно номеру группы, значит этот элемент – хлор.
Число электронов на внешнем уровне у атомов элементов малых периодов равно номеру группы, потому что все элементы этих периодов располагаются в главных подгруппах.

7. На внешнем энергетическом уровне элемента второго периода в два раза больше электронов, чем на внутреннем уровне. Какой это элемент?

Ответ:

Элемент второго периода имеет два энергетических уровня.

Максимальное число электронов на первом энергетическом уровне:
N₁ = 2∙1² = 2

Значит на втором уровне находится 4 электрона, а общее число электронов равно 6. Так как атом в целом электронейтрален, то в ядре атома этого элемента находится 6 протонов. Число протонов равно порядковому номеру элемента, этот элемент – углерод.

8. Число электронов на внешнем уровне элемента третьего периода в два раза меньше общего числа электронов на внутренних уровнях. Какой это элемент?

Ответ:

Элемент третьего периода имеет три энергетических уровня.

Максимальное число электронов на первом энергетическом уровне:
N₁ = 2∙1² = 2

Максимальное число электронов на втором энергетическом уровне:
N₂ = 2∙2² = 8

N₁ + N₂ = 2 + 8 = 10

Значит на третьем уровне 5 электронов, а общее число электронов равно 15. Так как атом в целом электронейтрален, то в ядре атома этого элемента находится 15 протонов. Число протонов равно порядковому номеру элемента, этот элемент – фосфор.

§48

§48. Изменение свойств элементов в периодах и главных подгруппах. Электроотрицательность.

1. Какие частицы называют ионами?

Ответ:

Заряженные атома или группы атомов называют ионами.

2. Выпишите из приведённого ниже списка отдельно: а) атомы; б) катионы; в) анионы; г) молекулы. Na, Na⁺, O, O₂, O^2-, Fe, SO₄^2-, Mg²⁺, HNO₃, NO₃^-, NH₄⁺, NO₂.

Ответ:

а) Атомы: Na, O, Fe.

б) Катионы: Na⁺, Mg²⁺, NH₄⁺.

в) Аанионы: O^2-, SO₄^2-, NO₃^-.

г) Молекулы: O₂, HNO₃, NO₂.

3. Сколько протонов и электронов содержит: а) атом алюминия; б) ион Al³⁺?

Ответ:

а) ₁₃Al у атома алюминия 13 протонов и 13 электронов (так как атом в целом электронейтрален).

б) ₁₃Al³⁺ у данного иона алюминия 13 протонов и 10 электронов.

4. Атом какого элемента содержит столько же электронов, сколько их в ионе Na⁺?

Ответ:

В ионе ₁₁Na⁺ 10ē, столько же имеет атом неона ₁₀Ne.

5. Кислород находится в VI группе Периодической системы. Сколько электронов не хватает атому кислорода до завершения внешнего энергетического уровня?

Ответ:

До завершения внешнего энергетического уровня кислороду нахватает 2ē.
Кислород находится в VI группе в главной подгруппе, поэтому на внешнем энергетическом уровне у него располагается 6ē. Кислород находится во втором периоде, значит максимальное число электронов на внешнем уровне равно 8ē (N=2n²).

6. В чём отличие иона натрия: а) от атома натрия; б) от атома неона; в) от иона калия?

Ответ:

а) Ион натрия ₁₁Na⁺ имеет 10ē, а атом натрия ¹¹Na 11ē. Радиус иона натрия меньше радиуса атома, так как ион содержит меньше занятых энергетических уровней, у натрия их 3, а у иона – 2.
рис.

б) Ион натрия отличается от атома неона зарядом ядра (количеством протонов).
рис.

в) Ион натрия отличается от атома неона зарядом ядра (количеством протонов) и количеством заполненных электронами электронных слоёв, у ион натрия их 2, а у иона калия – 3.
рис.

7. Почему химические элементы фтор и хлор обладают сходными свойствами?

Ответ:

Химические элементы фтор и хлор обладают сходными свойствами, потому что на их внешних энергетических уровнях располагается по 7 электронов, и им нахватает по 1ē для завершения этих уровней.
рис.

8. Что называют электроотрицательностью? Назовите наиболее и наименее электроотрицательные элементы.

Ответ:

Способность атома притягивать валентные электроны других атомов называют электроотрицательностью.

Наиболее электроотрицательные элементы: фтор, кислород, хлор.

Наименее электроотрицательные элементы: литий, натрий, калий.

9. Какой из щелочных металлов обладает: а) наиболее выраженными металлическими свойствами; б) наибольшей электроотрицательностью; в) наибольшим атомным радиусом?

Ответ:

а) Франций Fr

б) Литий Li

в) Франций Fr

В главных подгруппах с увеличением порядкового номера элемента (сверху вниз) возрастает число занятых энергетических уровней, радиус атомов увеличивается и притяжение валентных электронов к ядру ослабевает. Это приводит к тому, что неметаллические свойства элементов и простых веществ убывают, а металлические возрастают. Металлические свойства, таким образом, наиболее ярко выражены у нижнего элемента подгруппы, а неметаллические — у верхнего.

10. Как изменяется сила притяжения валентных электронов к ядру в периоде и в подгруппе?

Ответ:

Электроотрицательность в периодах возрастает при движении слева направо и убывает в подгруппе сверху вниз.

11. Для какого из химических элементов четвёртого периода наиболее характерны металлические свойства?

Ответ:

Среди элементов четвёртого периода для калия наиболее характерны металлические свойства.

Металлические свойства в периодах усиливаются справа налево.

12. Назовите элемент главной подгруппы IV группы, у которого наиболее выражены неметаллические свойства.

Ответ:

Среди элементов главной подгруппы IV группы у углерода наиболее выражены неметаллические свойства.

В группах неметаллические свойства усиливаются снизу вверх.

13. Расположите следующие символы в порядке возрастания металлических свойств элементов: а) Al, Na, Mg; б) Ca, Ba, Sr.

Ответ:

а) Al, Mg, Na (в периодах металлические свойства усиливаются справа налево).

б) Ca, Sr, Ba (в группах металлические свойства усиливаются сверху вниз).

14. Расположите следующие символы в порядке возрастания неметаллических свойств элементов: а) Te, S, Se; б) Br, Cl, F.

Ответ:

а) Te, Se, S.

б) Br, Cl, F.

В группах неметаллические свойства усиливаются снизу вверх.

15. Какая частица имеет больший радиус: а) атом натрия или атом калия; б) атом натрия или ион натрия; в) атом хлора или атом брома? Помните, что радиус атома возрастает при увеличении числа занятых электронами энергетических уровней.

Ответ:

а) у атома калия радиус больше, чем у атома натрия.
рис.

б) у атома натрия радиус больше, чем у иона натрия.
рис.

в) у атома брома радиус больше, чем у атома хлора.
рис.

Творческие задания

2. Найдите в Интернете информацию о числе изотопов водорода, известных к настоящему времени. Какие из них являются радиоактивными?

Ответ:

Наиболее известны три изотопа водорода: протий ¹H, дейтерий ²H и тритий ³H.

Тритий ³H является радиоактивным изотопом водорода, его период полураспада равен 12,32 годам.

3. Объясните, почему кобальт находится в Периодической системе левее никеля, хотя имеет большую атомную массу. Где ещё в периодической таблице наблюдаются такие перестановки?

Ответ:

В природе среди изотопов кобальта наиболее распространён кобальт-59, а среди атомов никеля – никель-58, однако ядро атома кобальта имеет заряд +27, а у никеля – +28. Поэтому кобальт находится в Периодической системе левее никеля, хотя имеет большую атомную массу.

Такие перестановки наблюдаются у аргона и калия, у теллура и йода.

4. Какие из элементов встречаются в природе: а) только в виде простых веществ; б) в виде простых веществ и в виде соединений; в) только в виде соединений? Приведите примеры. Объясните эти факты, исходя из электронного строения атомов.

Ответ:

а) Благородные газы, золото, платина.

б) Кислород, азот, сера, углерод, мышьяк, железо.

в) Галогены, щелочные и щелочноземельные металлы, алюминий, титан, бор, кремний, фосфор.

§49

ГЛАВА 8. Химическая связь.

§49. Химическая связь и энергия.

1. Почему число известных молекул во много раз превышает число химических элементов?

Ответ:

Химические элементы могут образовывать множество простых и сложных веществ, поэтому число известных молекул во много раз превышает число химических элементов.

2. Какая элементарная частица участвует в образовании химической связи?

Ответ:

Электрон – элементарная частица, которая участвует в образовании химической связи.

3. Какие силы действуют в молекуле водорода?

Ответ:

В молекуле водорода действуют кулоновские силы притяжения и отталкивания.

4. Что такое химическая связь и почему она образуется?

Ответ:

Химическая связь — это взаимодействие атомов, осуществляемое путём обмена электронами или их перехода от одного атома к другому.

Химическая связь образуется, потому что атомы элементов (исключая благородные газы) стремятся изменить свою электронную оболочку до конфигурации ближайшего благородного газа, отдавая или присоединяя электроны.

5. Почему одни атомы взаимодействуют друг с другом, а другие нет?

Ответ:

Если атомы при образовании химической связи могут изменить электронную оболочку до конфигурации ближайшего благородного газа, отдавая или присоединяя электроны, то они взаимодействуют друг с другом, в противном случае не взаимодействуют друг с другом.

6. Сколько электронов не хватает до октета атомам азота, хлора, серы, углерода?

Ответ:

Азот находится в V группе главной подгруппе, поэтому ему не хватает 3ē.

Хлор находится в VII группе главной подгруппе, поэтому ему не хватает 1ē.

Сера находится в VI группе главной подгруппе, поэтому ей не хватает 2ē.

Углерод находится в IV группе главной подгруппе, поэтому ему не хватает 4ē.

§50

§50. Ковалентная связь.

1. Дайте определение ковалентной связи. Рассмотрите её образование на примере молекулы водорода.

Ответ:

Ковалентная связь – химическая связь, возникающая в результате образования общих электронных пар.

Валентные электроны одного атома водорода обозначим точками, а другого атома — крестиками, тогда образование молекулы H₂ можно записать в виде схемы: Н : Н

2. Сколько электронных пар и неспаренных электронов содержат: а) атом фтора; б) молекула фтора?

Ответ:

а) Атом фтора содержит 3 электронные пары и 1 неспаренный электрон.
..
: F .
..
б) Молекула фтора содержит 7 электронных пар (включая 1 общую электронную пару), и не имеет неспаренных электронов.
.. ..
: F : F :
.. ..

3. Приведите электронную формулу молекулы воды. Сколько химических связей образует атом кислорода в этой молекуле?

Ответ:

рис.

4. Изобразите процесс образования молекул хлороводорода HCl, сероводорода и аммиака NH₃ из атомов.

Ответ:

рис.

5. Составьте электронную формулу молекулы кислорода O₂. Сколько электронных пар участвует в образовании ковалентной связи между атомами кислорода? Выполняется ли правило октета?

Ответ:

рис.
В образовании ковалентной связи между атомами кислорода участвует две электронные пары. Правило октета выполняется (две общие электронные пары и две электронные пары, которые не участвуют в образовании связи).

6. Молекула оксида азота (II) NO – исключение из правила октета. Составьте электронную формулу этой молекулы. Сколько неспаренных электронов она содержит? Сколько электронных пар участвует в образовании химической связи в этой молекуле?

Ответ:

рис.
Молекула оксида азота (II) содержит один неспаренный электрон, а в образовании химической связи в этой молекуле учувствует две электронные пары.

7. Даны три электронные формулы: рис.02
Какие из перечисленных ниже формул веществ соответствуют каждой из них: NH₃, HCl, O₂, F₂, N₂, H₂, HBr, Cl₂?

Ответ:

а) HCl, HBr.

б) F₂, Cl₂.

в) O₂.

8. Молекула воды может взаимодействовать с ионом водорода H⁺. Новая связь O–H образуется по донорно-акцепторному механизму. Составьте электронную формулу полученного иона гидроксония H₃O⁺. Назовите донор и акцептор.

Ответ:

рис.03
Донор – кислород, акцептор – водород.

§51

§51. Полярная и неполярная связь. Свойства ковалентной связи.

1. Какую ковалентную связь называют неполярной; полярной? Приведите примеры.

Ответ:

Ковалентная связь между одинаковыми атомами называется неполярной. Например: H₂, N₂, O₂, S₈.

Ковалентную связь, возникающую между атомами разных элементов, называют полярной. Например: HCl, H₂O, HNO₃, NH₃.

2. Запишите формулы веществ в порядке увеличения полярности связи: H₂O, CH₄, HF, NH₃.

Ответ:

Электроотрицательность атомов элементов в периоде увеличивается слева направо, а чем больше электроотрицательность элемента в связи H–Э, тем больше полярность связи. Значит порядок увеличения полярности связи следующий: CH₄, NH₃, H₂O, HF.

3. Определите знак частичного заряда на атоме хлора в молекулах HCl и ClF. В какой из этих молекул частичный заряд хлора больше по абсолютной величине?

Ответ:

HCl^-, Cl⁺F.

По абсолютной величине частичный заряд хлора в молекуле HCl больше, чем в молекуле ClF, так как полярность связи H–Cl больше, чем полярность связи Cl–F.

Δ(HCl) = 3,16 - 2,20 = 0,96

Δ(ClF) = 3,98 - 3,16 = 0,82

4. Приведите по одному примеру молекул с одинарной, двойной и тройной ковалентной связью.

Ответ:

H–Cl, O=O, N≡N.

5. Какие молекулы называют диполями?

Ответ:

Молекулы с полярными ковалентными связями центры отрицательного и положительного зарядов которых находятся в разных точках называют диполями.

6. Выпишите формулы молекул-диполей: HCl, Cl₂, N₂, H₂O.

Ответ:

Молекулы диполи: HCl, H₂O.

7. В какой из двух молекул длина связи больше: а) H₂, I₂; б) HCl, HBr; в) NH₃, PH₃; г) CH₄, CCl₄?

Ответ:

а) I₂

б) HBr

в) PH₃

г) CCl₄

8. Химические элементы главной подгруппы VI группы образуют с водородом молекулы состава H₂R. Как изменяется при увеличении порядкового номера элемента: а) полярность связи HR в этих молекулах; б) длина этой связи?

Ответ:

а) Уменьшается.

б) Увеличивается.

а) В группах при увеличении порядкового номера элемента уменьшается электроотрицательность атомов, поэтому полярность связи HR в молекулах H2R уменьшается.

б) В группах при увеличении порядкового номера элемента уменьшается электроотрицательность атомов, и увеличиваются радиусы атомов, поэтому длина связи HR увеличивается.

9. Молекула BCl₃ представляет собой равносторонний треугольник, в вершинах которого находятся атомы хлора, а в центре – атом бора. Найдите валентный угол в этой молекуле.

Ответ:

рис.04
Угол в молекуле BCl₃ равен 120°.

10. Предложите формулу вещества, в молекуле которого есть и полярные, и неполярные связи.

Ответ:

На выбор:
рис.05

§52

§52. Ионная связь.

1. Какую связь называют ионной? Приведите примеры соединений с ионной связью.

Ответ:

Химическая связь, возникающая в результате притяжения противоположно заряженных ионов, называется ионной.

Примеры соединений с ионной связью: NaCl, K₂CO₃, CuSO₄, CaF₂, Zn(NO₃)₂.

2. Пользуясь рядом электроотрицательностей, назовите по два соединения, в которых кислород образует связи: а) ионные; б) ковалентные.

Ответ:

а) Оксид натрия Na₂O, оксид кальция CaO, оксид бария BaO.

б) углекислый газ CO₂, сернистый газ SO₂, оксид кремния SiO₂, оксид фосфора (V) P₂O₅, оксид азота (IV) NO₂.

3. Выберите формулы соединений, в которых химические связи:
а) ковалентные неполярные;
б) ковалентные полярные;
в) ионные.

H₂, HBr, Na₂O, CaO, CO₂, CO, O₂, NO₂, K₃N, NH₃, N₂, NF₃, F₂, OF₂, MgF₂.

Ответ:

а) H₂, O₂, N₂, F₂.

б) HBr, CO₂, CO, NO₂, NH₃, NF₃, OF₂.

в) Na₂O, CaO, K₃N, MgF₂.

4. Сформулируйте два отличия ионной связи от ковалентной.

Ответ:

В ионной связи, в отличие от ковалентной, общая электронная пара полностью переходит к одному из атомов. Ионная связь образуется между атомами типичных металлов и неметаллов, сильно различающихся значениями электроотрицательности, а ковалентная связь образуется между атомами неметаллов.

5. Что называют координационным числом?

Ответ:

Число ближайших соседей иона называют его координационным числом.

6. Почему понятие валентности неприменимо к ионным соединениям?

Ответ:

Каждый ион образует очень большое, почти неограниченное число ионных связей, поэтому понятие валентности элемента в ионном соединении теряет смысл.

7. Выберите формулы веществ, в которых есть: а) только ковалентные связи; б) только ионные связи; в) и ковалентные, и ионные связи.

H₂, H₂S, CaO, CO₂, CaCO₃, KCl, KClO₃, Cl₂, NaOH, H₃PO₄, SO₃.

Ответ:

а) H₂, H₂S, CO₂, Cl₂, H₃PO₄, SO₃.

б) CaO, KCl.

в) CaCO₃, KClO₃, NaOH.

§53

§53. Металлическая связь.

1. Назовите отличие металлической связи от ионной.

Ответ:

Ионная связь образуется между металлом и неметаллом, а металлическая между атомами металла. Металл в ионной связи представлен в виде положительно заряжённого иона, а металлической связи металл представлен то в виде нейтрального атома, то в виде иона. В ионной связи металл отдает валентные электроны неметаллу, а в металлической связь основана на обобществлении валентных электронов всех атомов металла.

2. Обладает ли металлическая связь направленностью? Ответ поясните.

Ответ:

В металлических кристаллах кристаллах каждый ион металла притягивается ко всем обобществлённым электронам, что означает металлическую связь нельзя характеризовать направленностью.

3. Можно ли определить валентность натрия: а) в металлическом натрии; б) в молекулах Na₂, которые существуют в парах натрия?

Ответ:

а) В металлическом натрии каждый ион натрия образует очень большое число связей с обобществленными электронами, поэтому понятие валентности в металлическом натрии теряет смысл.

б) В молекулах Na₂ валентность натрия равна I (Na–Na).

4. Как вы думаете, почему ионные кристаллы не проводят электрический ток, а металлические проводят?

Ответ:

В ионных кристаллах валентные электроны "закреплены" между катионом металла и анионом неметалла, и не могут свободно передвигаться по кристаллической решетке. В металлических кристаллах валентные электроны могут перемещаться по всему объёму кристалла, поэтому ионные кристаллы не проводят электрический ток, а металлические проводят.

§54

§54. Валентность и степень окисления.

1. По структурной формуле определите валентности всех элементов в молекуле хлорметана CH3Cl:
H
|
H - C - Cl
|
H

Ответ:

H - I, C - IV, Cl - I

2. Определите валентность серы в следующих соединениях по их структурным формулам:

Ответ:

рис.06

3. Какая валентность наиболее характерна для атомов лития, бериллия и бора? Учтите возможность распаривания электронов внешнего уровня.

Ответ:

Для атомов лития наиболее характерна валентность I, для бериллия – II, для бора – III.

4. Определите степени окисления элементов в ионных соединениях: LiF, MgF₂, AlF₃, K₂O, MgO, BaCl₂, K₃N, Ca₃N₂.

Ответ:

`overset(+1)(Li)overset(-1)(F)`, `overset(+2)(Mg)overset(-1)(F)_2`, `overset(+3)(Al)overset(-1)(F)_3`, `overset(+1)(K)_2overset(-2)(O)`, `overset(+2)(Mg)overset(-2)(O)`, `overset(+2)(Ba)overset(-1)(Cl)_2`, `overset(+1)(K)_3overset(-3)(N)`, `overset(+2)(Ca)_3overset(-3)(N)_2`.

5. Определите степени окисления элементов в водородных соединениях: CH₄, NH₃, H₂S, HCl.

Ответ:

`overset(-4)(C)overset(" "+1)(H)_4`, `overset(-3)(N)overset(" "+1)(H)_3`, `overset(+1)(H)_2overset(-2)(S)`, `overset(+1)(H)overset(" "-1)(Cl)`.

6. Определите степени окисления неметаллов в оксидах: Cl₂O, CO, N₂O₃, CO₂, P₂O₅, SO₃, Cl₂O₇.

Ответ:

`overset(+1)(Cl)_2O`, `overset(+2)(C)O`, `overset(+3)(N)_2O_3`, `overset(+4)(C)O_2`, `overset(+5)(P)_2O_5`, `overset(+6)(S)O_3`, `overset(+7)(Cl)_2O_7`.

7. Изобразите структурные формулы следующих молекул: O₂, H₂O, OF₂, H₂O₂. Определите валентности и степени окисления кислорода в этих молекулах.

Ответ:

`overset(0"(II)")(O)=overset(0"(II)")(O)`
рис.07

8. Определите валентности и степени окисления элементов в простых веществах по их формулам: H₂, N₂, Cl₂, S₈.

Ответ:

`overset(I)(H)_2`, `overset(III)(N)_2`, `overset(I)(Cl)_2`, `overset(II)(S)_8` – у всех степень окисления равна 0.

9. Приведите формулы веществ, в которых степени окисления водорода и углерода равны их валентностям.

Ответ:

CH₄, H₂CO₃.

10. Приведите по две формулы веществ, в которых степени окисления азота и кислорода отличаются от их валентностей.

Ответ:

N₂O, N₂O₃.

11. Приведите формулы соединений азота с положительной и отрицательной степенью окисления этого химического элемента.

Ответ:

`overset(+4)(N)O_2`, `Naoverset(+3)(N)O_2`, `Hoverset(+5)(N)O_3`.

`overset(-3)(N)H_3`, `Li_3overset(-3)(N)`, `Aloverset(-3)(N)`.

12. Рассчитайте степени окисления углерода в соединениях: CH₄, CH₃Cl, CH₂Cl₂, CHCl₃, CCl₄, если степень окисления водорода равна +1, хлора -1. Углерод во всех этих молекулах четырёхвалентен.

Ответ:

`overset(-4)(C)H_4`, `overset(-2)(C)H_3Cl`, `overset(0)(C)H_2Cl_2`, `overset(+2)(C)HCl_3`, `overset(+4)(C)Cl_4`.

§55

§55. Твёрдые вещества.

1. Назовите общие свойства всех твёрдых веществ.

Ответ:

В твёрдом состоянии вещества имеют определённую форму и объём.

2. Чем отличаются кристаллические вещества от аморфных? Приведите примеры кристаллических и аморфных веществ.

Ответ:

Частицы в кристаллических веществах расположены в строгом порядке, образуя правильную геометрическую структуру, а аморфные вещества не имеют упорядоченной структуры, отдельные частицы в них расположены хаотично.

3. Дайте определения следующих понятий: "кристаллическая решётка", "координационное число", "атомный кристалл", "молекулярный кристалл", "ионный кристалл".

Ответ:

Кристаллическая решётка – правильная геометрическая структура, образованная частицами расположенными в строгом порядке.

Координационное число – число ближайших соседей атома.

Атомный кристалл – кристалл образованный атомами, связанными между собой ковалентными силами.

Молекулярный кристалл – кристалл образованный молекулами, которые слабо связаны друг с другом.

Ионный кристалл – кристалл образованный разноимённо заряженными ионами, которые удерживаются за счёт электростатического притяжения.

4. Приведите по одному примеру твёрдых веществ, которые при нагревании: а) разлагаются; б) плавятся; в) возгоняются.

Ответ:

а) CaCO₃, Cu(OH)₂, H₂SO₃.

б) Cu, NaOH, NaCl.

в) CO₂, I₂.

5. Определите степень окисления, валентность и координационное число атомов углерода в алмазе.

Ответ:

Cтепень окисления равна 0, валентность равна IV, координационное число равно 4.

6. Объясните, почему кварц SiO₂ и углекислый газ CO₂ обладают совершенно разными физическими свойствами, несмотря на сходный состав. Укажите типы их кристаллических решёток.

Ответ:

Кварц имеет атомную кристаллическую решётку, а углекислый газ – молекулярную, поэтому они обладают совершенно разными физическими свойствами, несмотря на сходный состав.

7. Из приведённого ниже списка выпишите отдельно формулы веществ с кристаллическими решётками: а) атомной; б) ионной; в) металлической; г) молекулярной.

CaBr₂, Cu, O_2(тв.), CuO, Br_2(тв.), C_(алмаз), Ba, NaNO₃, HCl_(тв.), Fe₂(SO₄)₃, CO_2(тв.), H₂O_(тв.).

Ответ:

а) C_(алмаз).

б) CaBr₂, CuO, NaNO₃, Fe₂(SO₄)₃.

в) Cu, Ba.

г) O_2(тв.), Br_2(тв.), HCl_(тв.), CO_2(тв.), H₂O_(тв.).

8. -

9. Белый фосфор плавится при 44°C, а красный фосфор – при значительно более высокой температуре. Какой вывод можно сделать о типах их кристаллических решёток?

Ответ:

Белый фосфор имеет молекулярную кристаллическую решетку. Красный фосфор относится в аморфным веществам.

10. Карборунд (карбид кремния SiC) имеет температуру плавления 2830°C и по твёрдости близок к алмазу. Какой тип кристаллической решётки имеет это вещество?

Ответ:

Карборунд имеет атомную кристаллическую решетку.

11. Ванилин представляет собой бесцветное кристаллическое вещество с приятным запахом. Какую кристаллическую решётку он имеет?

Ответ:

Ванилин имеет молекулярную кристаллическую решетку.

12. Некоторое бесцветное вещество хорошо растворимо в воде и имеет высокую температуру кипения. Выскажите предположение о типе его кристаллической решётки. Обладает ли это вещество запахом?

Ответ:

Предположительно это вещество имеет ионную кристаллическую решетку, вещества с таким типом решеток не имеют запаха.

13. На рисунке 118 показаны структуры кристаллического кварца и кварцевого стекла. Какой буквой (а или б) обозначено каждое вещество? Объясните свой выбор.
рис.08

Ответ:

Структура кристаллического кварца обозначена буквой а, так как относится к кристаллическим веществам.

Структура кварцевого стекла обозначена буквой б, так как стекло относится к аморфным веществам.

В кристаллах частицы строго упорядочены и образуют кристаллическую решётку, в аморфных веществах они расположены хаотично.

14. Заполните пропуски в таблице 19.

Ответ:

Свойства веществ	Тип кристаллической решётки
Свойства веществ	Атомная	Ионная	Молекулярная	Металлическая
Температуры плавления и кипения	Высокие	Высокие	Низкие	Чаще всего высокие
Запах	Не имеют	Не имеют	Всё многообразие запахов	Не имеют
Растворимость в воде	Нерастворимы	Многие растворимы	Некоторые растворимы	Нерастворимы
Примеры веществ	C_(алмаз), SiO₂, Al₂O_{3(корунд)}.	CaO, CsOH, NaCl, KNO₃.	H₂O, CO₂, CH₄, NH₃, C₂H₅OH, C₆H₁₂O₆.	Li, Ca, Al, Fe, Cu, Hg, Au.

Практикум

Практикум

Практическая работа 3. Получение и свойства кислорода.

2. Получение кислорода.

Покажите собранный вами прибор учителю. Зажгите спиртовку. Сначала прогрейте всю пробирку, а затем нагревайте ту её часть, где находится перманганат. Что наблюдаете? По мере протекания реакции передвигайте спиртовку вдоль пробирки до тех пор, пока не разложится весь находящийся в ней перманганат калия.

3. Исследование свойств кислорода.

Познакомьтесь со свойствами собранного газа. Имеет ли он цвет и запах? Что легче – воздух или кислород? Внесите в сосуд с кислородом тлеющую лучинку. Что наблюдаете? Нарисуйте прибор, составьте уравнение реакции разложения перманганата калия, запишите наблюдения. Как называется способ собирания газа, который вы использовали? Можно ли кислород собирать над водой? Напишите уравнение реакции горения угля в кислороде. Порошок, образовавшийся при разложении перманганата, необходимо высыпать в склянку для сухих отходов.

Ответ:

2. Получение кислорода.

При нагревании перманганата калия наблюдается движение его частиц, создаётся впечатление как-будто он кипит.

3. Исследование свойств кислорода.

Собранный газ не имеет цвета и запаха, он тяжелее воздуха, потому что кислород собрался в сосуде, у которого горлышко смотрит вверх.

При внесении тлеющей лучины в сосуд с кислородом, наблюдается вспыхивание лучины.

Реакция разложения перманганата калия:
2KMnO₄ ^t⟶ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

Кислород можно собирать над водой, потому что он малорастворим в воде.

Реакции горения угля в кислороде:
C + O₂ ⟶ CO₂

Практическая работа 4. Приготовление раствора с заданной массовой долей растворённого вещества.

Рассчитайте массу соли и объём воды, которые необходимо взять для приготовления раствора.

Ответ:

Например, вам надо получить 50 г 12% раствора любой растворимой соли.

Дано:

`ω("соли") = 12%`

`m("р-ра") = 50 г`

`m("соли") = ?`

`V(H_2O) = ?`

Решение

`m("соли") = (ω("соли")*m("р-ра"))/100 = (12*50)/100 = 6 г`

`m(H_2O) = m("р-ра") - m("соли") = 50 - 6 = 44 г`

`V(H_2O) = (m(H_2O))/(ρ(H_2O)) = 44/1 = 44" мл"`

Ответ: `m("соли") = 6 г`, `V(H_2O) = 44" мл"`.

Практическая работа 5. Экспериментальное решение задач по теме «Генетические связи между классами неорганических соединений».

1. Вам выдана смесь медных и железных стружек. Выделите из неё медные стружки химическим способом. Запишите наблюдения в тетрадь. Составьте уравнение реакции.

2. В трёх пробирках без этикеток находятся растворы серной кислоты, гидроксида калия и хлорида натрия. Определите химическим путём, в какой пробирке находится каждый реактив. Напишите уравнения реакций.

3. В двух пробирках без этикеток находятся растворы хлорида натрия и карбоната натрия. Прилейте к ним соляную кислоту. Что наблюдаете? В какой из пробирок находится карбонат натрия? Напишите уравнение реакции.

4. Докажите опытным путём, что выданное вам вещество – гидроксид кальция – является основанием. Напишите уравнение реакции.

5. Докажите опытным путём, что оксид магния относится к основным оксидам. Напишите уравнение реакции.

6. При медленном окислении железа на влажном воздухе образуется ржавчина, которую упрощённо можно считать гидроксидом железа (III). Очистите железный гвоздь от ржавчины химическим способом. Напишите уравнение реакции.

7. Получите из раствора сульфата меди (II) оксид меди (II). Напишите уравнения реакций.

8. Исходя из оксида магния получите сульфат магния. Напишите уравнение реакции.

9. В пяти пронумерованных пробирках без этикеток находятся растворы: хлорида кальция, хлорида натрия, гидроксида бария, серной кислоты, гидроксида калия (вариант I); гидроксида кальция, сульфата натрия, хлорида бария, азотной кислоты, гидроксида натрия (вариант II). Из каждой пробирки отлейте по две порции раствора. К первой порции каждого вещества добавьте несколько капель лакмуса. Что наблюдаете? К следующей порции каждого раствора прилейте раствор соды – карбоната натрия. По результатам наблюдений заполните таблицу 20 и сделайте вывод о том, в какой пробирке находится каждый раствор. Напишите уравнения реакций.

Ответ:

1. Для выделения медных стружек от железных, необходимо залить смесь соляной кислотой. Железные стружки растворятся в кислоте, так как железо в ряду напряжений металлов находится левее водорода. Медная стружка на будет взаимодействовать с кислотой, так как медь в ряду напряжений металлов находится правее водорода.
Fe + 2HCl ⟶ FeCl₂ + H₂↑
Признак реакции: выделение газа на поверхности железных стружек.

2. Серную кислоту можно определить с помощью хлорида бария, в результате взаимодействия выпадет белый осадок:
H₂SO₄ + BaCl₂ ⟶ 2HCl + BaSO₄↓

Гидроксид калия можно определить с помощью сульфата меди (II), в результате взаимодействия выпадет голубой осадок:
2KOH + CuSO₄ ⟶ K₂SO₄ + Cu(OH)₂↓

Хлорид натрия можно определить с помощью нитрата серебра, в результате взаимодействия выпадет белый творожистый осадок:
NaCl + AgNO₃ ⟶ NaNO₃ + AgCl↓

3. При добавлении соляной кислоты к раствору карбоната натрия наблюдается выделение бесцветного газа:
Na₂CO₃ + 2HCl ⟶ 2NaCl + H₂O + CO₂↑

При добавлении соляной кислоты к раствору хлорида натрия изменений не наблюдается.

4. Гидроксид кальция реагирует с кислотными оксидами, например с углекислым газом:
Ca(OH)₂ + CO₂ ⟶ CaCO₃↓ + H₂O
Признак реакции: выпадение белого осадка.

Гидроксид кальция реагирует с кислотами, например с соляной:
Ca(OH)₂ + 2HCl ⟶ CaCl₂ + 2H₂O
Признак реакции: нагревание пробирки.

5. Оксид магния реагирует с кислотами, например с соляной:
MgO + 2HCl ⟶ MgCl₂ + H₂O
Признак реакции: растворение оксида магния (оксид магния не растворим в воде).

6. Очистить железный гвоздь от ржавчины можно с помощью соляной кислоты.
Fe(OH)₃ + 3HCl ⟶ FeCl₃ + 3H₂O
Признак реакции: растворение ржавчины.

7. Необходимо к раствору сульфата меди (II) прилить щелочь:
CuSO₄ + 2NaOH ⟶ Na₂SO₄ + Cu(OH)₂↓

Образовавшийся осадок прокалить:
Cu(OH)₂ ^t⟶ CuO + H₂O

8. Получить сульфат магния из оксида магния можно с помощью серной кислоты:
MgO + H₂SO₄ ⟶ MgSO₄ + H₂O

9. Номера пробирок определите сами.

Вариант I

Наблюдения при добавлении раствора		Вывод (формула вещества)
лакмуса	Na₂CO₃	Вывод (формула вещества)
фиолетовая	Выпадает белый осадок CaCl₂ + Na₂CO₃ ⟶ 2NaCl + CaCO₃↓	CaCl₂
фиолетовая	Изменений не наблюдается NaCl + Na₂CO₃ ⇸	NaCl
синяя	Выпадает белый осадок Ba(OH)₂ + Na₂CO₃ ⟶ 2NaOH + BaCO₃↓	Ba(OH)₂
красная	Выделяется газ H₂SO₄ + Na₂CO₃ ⟶ Na₂SO₄ + H₂O + CO₂↑	H₂SO₄
синяя	Изменений не наблюдается KOH + Na₂CO₃ ⇸	KOH

Вариант II

Наблюдения при добавлении раствора		Вывод (формула вещества)
лакмуса	Na₂CO₃	Вывод (формула вещества)
синяя	Выпадает белый осадок Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ ⟶ 2NaOH + CaCO₃↓	Ca(OH)₂
фиолетовая	Изменений не наблюдается Na₂SO₄ + Na₂CO₃ ⇸	Na₂SO₄
фиолетовая	Выпадает белый осадок BaCl₂ + Na₂CO₃ ⟶ 2NaCl + BaCO₃↓	BaCl₂
красная	Выделяется газ 2HNO₃ + Na₂CO₃ ⟶ 2NaNO₃ + H₂O + CO₂↑	HNO₃
синяя	Изменений не наблюдается NaOH + Na₂CO₃ ⇸	NaOH

Готовые домашние задания 8 класс

Добавить комментарий

JComments