Химическая классификация и номенклатура неорганических соединений

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 11Следующая ⇒

Используя химические элементы, приведенные в вашем варианте задания составьте химические формулы всех возможных оксидов, гидроксидов (основных, кислотных, амфотерных) и выполните следующие задания:

А) назовите и классифицируйте полученные соединения;

Б) составьте уравнения всех возможных реакций взаимодействия полученных оксидов с серной кислотой;

В) составьте уравнения всех возможных реакций взаимодействия полученных оксидов с гидроксидом калия.

Таблица 1

Названия элементов с указанием степени окисления

Стронций Углерод(IV) Хром (III)

Ответ:А)Оксиды неорганических соединений:

SrO – оксид стронция – основный оксид

СO₂ – диоксид углерода – кислый оксид

Cr₂O₃ – оксид хрома – амфотерный оксид

Гидроксиды неорганических элементов:

Sr(OH)₂ – гидроксид стронция – основный гидроксид

H₂СO₃ – угольная кислота – двухосновная кислота

Cr(OH)₃ – гидроксид хрома – амфотерный гидроксид

Б) Уравнения реакций взаимодействия оксидов с серной кислотой:

SrO + H₂SO₄ → SrSO₄↓ + H₂O (образуется сульфат стронция и вода)

СO₂+ H₂SO₄≠

Cr₂O₃ + 3H₂SO₄ Cr₂(SO₄)₃ + 3H₂O (образуется сульфат хрома и вода)

В) Уравнения реакций взаимодействия оксидов с гидроксидом калия:

SrO + КОН ≠

СO₂+ КОН → KHСO₃ (образуется гидрокарбонат калия)

Cr₂O₃ + 2КОН 2KCrO₂ + H₂O (образуется хромит калия и вода)

Генетическая связь между отдельными классами неорганических соединений

Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить приведенные превращения. Укажите (при необходимости) условия протекания этих реакций. Назовите каждое из приведенных соединений.

Таблица 2

«Цепочка» превращений

H₂O → H₂ → NH₃ → NH₄Cl → NH₄NO₃ → N₂

Ответ:1. Вода реагирует при комнатной температуре с активными металлами (натрий, калий, кальций, барий и др.) с образованием гидроксида металла и газообразного водорода

2H₂O + 2Na → 2NaOH + H₂↑

2. Промышленный способ получения аммиака основан на прямом взаимодействии водорода и азота, реакцию следует проводить при высоком давлении:

N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃

3. Аммиак взаимодействуя с соляной кислотой даёт хлорид аммония:

NH₃ + HCl NH₄Cl

4. При взаимодействии хлорида аммония с нитратом серебра образуется белый осадок хлорида серебра и нитрат аммония:

NH₄Cl + AgNO₃ → AgCl↓ + NH₄NO₃

5. При разложении нитрата аммония при температуре выше 270 ˚С образуется вода и газообразные азот и кислород:

2NH₄NO₃→ 2N₂↑ + O₂↑ + 4H₂O

Контрольное задание № 2

Характеристика химического элемента и его соединений

Дайте характеристику химического элемента, приведенного в вашем варианте задания, а также простых и сложных соединений, образуемых данным элементом.

Таблица 3

Химический элемент

Углерод

Ответ: 1. Углерод (С) — элемент четвертой группы второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Принадлежит к семейству р-элементов.

2. а) С помощью периодической системы находим, что элемент с химическим символом С – углерод имеет атомный номер 6. Атомный (порядковый) номер элемента равен числу протонов, значит, число протонов (Z) – 6. Массовое число (А) С – углерода равно 12. Массовое число (А) равно сумме числа протонов (Z) и числа нейтронов (N), т.е. A = Z + N

откуда число нейтронов N = A – Z = 12 – 6 = 6.

б) Полная электронная формула атома углерода имеет вид:

С 1s²2s²2p².

Характеристическая электронная формула атома углерода:

С 2s²2p².

Электронно-графическая формула атома углерода для внешнего и предвнешних уровней будет выглядеть следующим образом:

в) При сообщении дополнительной энергии электрон из 2s-состояния переходит в одну из пустых 2р-ячеек. И тогда электоронно-графическая формула атома С в возбужденном состоянии будет выглядеть так:

С*

В возбужденном состоянии атом имеет 4 неспаренных электрона.

Характерные степени окисления углерода +4, +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3, -4

Максимальная степень окисления атома С +4 (равна числу электронов, отданных данным атомом, и соответствует номеру группы, в которой находится данный элемент), минимальная степень окисления равна -4 (равна числу электронов, принятых данным атомом, для элементов главных подгрупп IV-VII групп минимальная степень окисления определяется по следующей формуле: номер группы минус 8).

3. а) Углерод — является неметаллом. При обычных температурах углерод химически инертен, при достаточно высоких температурах соединяется со многими элементами, проявляет сильные восстановительные свойства.

Продукты горения углерода в кислороде являются CO и CO₂ (монооксид углерода и диоксид углерода соответственно):

2С + О₂ → 2СО

С + О₂ → СО₂

При реакции углерода с серой получается сероуглерод CS₂, известны также CS и C₃S₂. С большинством металлов углерод образует карбиды, например:

Важна в промышленности реакция углерода с водяным паром:

При нагревании углерод восстанавливает оксиды металлов до металлов. Данное свойство широко используется в металлургической промышленности.

4. а) Соединение углерода с водородом — метан СН₄. Бесцветный газ (в нормальных условиях) без запаха. Вступает с галогенами в реакции замещения, которые проходят по свободно-радикальному механизму:

Выше 1400 °C разлагается, образуя ацетилен и водород:

Окисляется до муравьиной кислоты при 150—200 °C и давлении 30—90 атм. по цепному радикальному механизму:

б) - Моноксид углерода - СO. Основными типами химических реакций, в которых участвует оксид углерода(II), являются реакции присоединения и окислительно-восстановительные реакции, в которых он проявляет восстановительные свойства.

При комнатных температурах CO малоактивен, его химическая активность значительно повышается при нагревании и в растворах. Так, в растворах он восстанавливает соли Au, Pt, Pd и других до металлов уже при комнатной температуре. При нагревании восстанавливает и другие металлы, например CO + CuO → Cu + CO₂↑.

Оксид углерода(II) горит пламенем синего цвета на воздухе при температуре 700˚:

Оксид углерода(II) реагирует с галогенами. Наибольшее практическое применение получила реакция с хлором. В результате реакции образуется фосген:

Оксид углерода(II) реагирует с халькогенами. С серой образует сероксид углерода COS, реакция идёт при нагревании, по уравнению:

Восстанавливает SO₂:

Оксид углерода(II) незначительно растворяется в воде, однако не реагирует с ней. Также он не вступает в реакции с растворами щелочей и кислот. Однако реагирует с расплавами щелочей с образованием соответствующих формиатов:

- Диоксид углерода – СО₂. По химическим свойствам диоксид углерода относится к кислотным оксидам. При растворении в воде образует угольную кислоту.

CO₂ + H₂O ↔ H₂CO₃

Реагирует с щёлочами с образованием карбонатов и гидрокарбонатов.

Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O

СО₂ + КОН → КНСО₃

Оксид углерода(IV) не поддерживает горения. Только некоторые активные металлы горят в нём, так как отнимают кислород:

2Mg + CO₂ = 2MgO + C

- Угольная кислота — Н₂СО₃. Слабая двухосновная кислота с химической формулой. В водных растворах неустойчива, что приводит к разложению части угольной кислоты на воду и диоксид углерода:

Угольная кислота вступает в реакции нейтрализации с растворами оснований, образуя средние и кислые соли — карбонаты и гидрокарбонаты соответственно:

_(конц.)

_(разб.)

При взаимодействии угольной кислоты с карбонатами образуются гидрокарбонаты:

в) Соли углерода: Карбона́ты и ги́дрокарбонаты — соли и эфиры угольной кислоты (H₂CO₃). Среди солей известны нормальные карбонаты (с анионом СО₃²⁻) и кислые или гидрокарбонаты (с анионом НСО₃⁻).

При нагревании кислые карбонаты переходят в нормальные карбонаты:

При сильном нагревании нерастворимые карбонаты разлагаются на оксиды и углекислый газ:

Карбонаты реагируют с кислотами сильнее угольной (почти все известные кислоты, включая органические) с выделением углекислого газа:

В воде карбонаты и гидрокарбонаты подвергаются гидролизу по аниону:

СО₃²⁻ + Н₂О ↔ НСО₃^- + ОН^-

НСО₃^- + Н₂О ↔ Н₂СО₃ + ОН^-

Вследствие гидролиза растворы их показывают щелочную реакцию.

5. Углерод не склонен к комплексообразованию. В состав комплексных соединений входит только в виде цианид-ионов (CN^-) и монооксида углерода, который способен непосредственно реагировать со многими металлами или ионами металлов, образуя комплексные соединения, называемые карбонилами, например Ni(CO)₄, Fe(CO)₅, Fe₂(CO)₉, [Fe(CO)₄]₃, Mo(CO)₆, [Co(CO)₄]₂.

6. Содержание углерода в земной коре 0,1 % по массе. Свободный углерод находится в природе в виде алмаза и графита. Основная масса углерода в виде природных карбонатов (известняки и доломиты), горючих ископаемых — антрацит (94—97 % С), бурые угли (64—80 % С), каменные угли (76—95 % С), горючие сланцы (56—78 % С), нефть (82—87 % С), горючих природных газов (до 99 % метана), торф (53—56 % С), а также битумы и др. В атмосфере и гидросфере находится в виде диоксида углерода СО₂, в воздухе 0,046 % СО₂ по массе, в водах рек, морей и океанов в ~60 раз больше. Углерод входит в состав растений и животных (~18 %).

7. Монооксид углерода. Образуется при горении углерода или соединений на его основе (например, бензина) в условиях недостатка кислорода:

Угольная кислота образуется при растворении в воде диоксида углерода:

Метан. Возможно получение метана сплавлением ацетата натрия с гидроксидом натрия:

Синильная кислота. Получают прямымсинтезом из аммиака и метана в присутствии платинового катализатора при высокой температуре:

Сероуглерод. В промышленности получают по реакции метана с парами серы в присутствии силикагеля при 500—700 °C в камере из хромоникелевой стали:

8. Углерод в виде ископаемого топлива: угля и углеводородов (нефть, природный газ) — один из важнейших источников энергии для человечества. Углерод является неотъемлемой составляющей стали (до 2,14 % масс.) и чугуна (более 2,14 % масс.)

Углерод играет огромную роль в жизни человека. Источником углерода для живых организмов обычно является СО₂ из атмосферы или воды. В результате фотосинтеза он попадает в биологические пищевые цепи, в которых живые существа поедают друг друга или останки друг друга и тем самым добывают углерод для строительства собственного тела. Биологический цикл углерода заканчивается либо окислением и возвращением в атмосферу, либо захоронением в виде угля или нефти.

В фармакологии и медицине широко используются различные соединения углерода — производные угольной кислоты и карбоновых кислот, различные гетероциклы, полимеры и другие соединения.

Графит используется в карандашной промышленности. Способность графита проводить электрический ток позволяет изготавливать из него качественные электроды.

Алмаз, благодаря исключительной твердости, незаменимый абразивный материал. Кроме этого, ограненные алмазы — бриллианты используются в качестве драгоценных камней в ювелирных украшениях.

Контрольное задание № 3

Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 537; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!