I. Используя алгоритм, решите самостоятельно следующие задачи:
1. Вычислите количество вещества оксида алюминия, образовавшегося в результате взаимодействия алюминия количеством вещества 0,27 моль с достаточным количеством кислорода (4Al +3O2=2Al2O3).
2. Вычислите количество вещества оксида натрия, образовавшегося в результате взаимодействия натрия количеством вещества 2,3 моль с достаточным количеством кислорода (4Na+O2=2Na2O)
Опытным путем подтвердите кислотные свойства углекислого газа.
Кислотные оксиды взаимодействуют со щелочами и не взаимодействуют с кислотами. Чтобы подтвердить кислотные свойства углекислого газа, нужно провести реакцию со щелочью, например гидроксидом кальция.
При взаимодействии оксида углерода(IV) с раствором гидроксида кальция выпадет белый хлопьевидный осадок карбоната кальция:
СО2 + Са(ОН)2 = СаСО3↓ + Н2О
Эту реакцию часто называют «помутнение известковой воды» и ее используют для идентификации углекислого газа.
1. Реакция нейтрализации. Этот способ уже неоднократно встречался в предыдущих параграфах. Растворы кислоты и основания смешивают (осторожно!) в нужном мольном соотношении. После выпаривания воды получают кристаллическую соль. Например:
H2SO4
+
2 KOH
=
K2SO4
+
2 H2O
сульфат калия
2. Реакция кислот с основными оксидами. Этот способ получения солей упоминался в параграфе 8-3. Фактически, это вариант реакции нейтрализации. Например:
H2SO4
+
CuO
=
CuSO4
+
H2O
сульфат меди
3. Реакция оснований с кислотными оксидами (см. параграф 8.2). Это также вариант реакции нейтрализации:
Ca(OH)2
+
CO2
=
CaCO3↓
+
H2O
карбонат кальция
Если пропускать в раствор избыток СО2, то получается избыток угольной кислоты и нерастворимый карбонат кальция превращается в растворимую кислую соль – гидрокарбонат кальция Са(НСО3)2:
При окислении веществ кислородом образуются, как правило, оксиды. Рассмотрим порядок составления уравнения реакции окисления меди кислородом, если в ходе этой реакции образуется оксид меди (II).
Сначала запишем схему реакции: слева запишем формулы исходных веществ – меди и кислорода, а справа – формулу продукта реакции, это оксид меди (II). Обычно, название образующегося продукта звучит в формулировке задания, если эта формула неоднозначна. Так, например, медь может образовать два оксида – оксид меди (I) и оксид меди (II).
Cu + O2 → CuO (схема реакции)
Теперь расставим коэффициенты в уравнении реакции:
Вопрос о сущности химического превращения долгое время оставался загадкой для естествоиспытателей. Только с развитием атомно-молекулярной теории стало возможным предположить, как на уровне атомов и молекул происходят химические реакции.
В соответствие с атомно-молекулярной теорией, вещества состоят из молекул, а молекулы – из атомов. В ходе химической реакции атомы, входящие в состав исходных веществ, не исчезают и не появляются новые атомы.
Тогда, мы можем предположить, что в результате химической реакции продукты реакции образуются из атомов, которые ранее входили в состав исходных веществ. Вот модель химической реакции:
Виды топлива. На практике используют топливо трех видов:твердое, жидкое и газообразное. К твердому топливу относят антрацит, каменный уголь, бурный уголь, горючие сланцы,торф и дрова. Количество топлива определяется его теплотворной способностью, т. е. количеством теплоты (в килоджоулях), которое выделяется при сгораний 1кг топлива. Теплотворная способность топлива тем выше, чем оно богаче углеродом. Ископаемые угли используются не только в виде топлива. Примерно 1/4 добытых углей подвергают нагреванию без доступа воздуха (пиролиз). В результате получают кокс и различные вещества, которые используют для производства пластмасс, красителей, лекарственных веществ и др. Добыча и использование природного топлива, в том числе ископаемых углей, в нашей стране непрерывно растет.
Второй оксид углерода называется диоксидом его, или углекислым газом, и его формула известна каждому - СО2. Атомы углерода и кислорода образуют в ней двойные ковалентные полярные связи, но в целом молекула неполярная, так как симметрична:
О = С = О
Получение.
1) при горении угля и углеродсодержащих веществ:
С + О2 => CO2
CH4 + 2O2 => CO2 + 2H2O
2)при разложении некоторых сложных веществ:
H2CO3 => CO2 + H2O
CaCO3 => CaO + CO2
2NaHCO3 => Na2CO3 + CO2 + H2O
3) при действии сильных кислот на карбонаты - соли угольной кислоты:
АЗОСОЧЕТАНИЕ, получение азосоединений взаимодействием диазосоединений с ароматическими аминами, фенолами и др., напр.: C6H5N2CI+C6H5OH — C6H5N — NC6H4OH+HCI. Применяют для синтеза азокрасителей.
АЗОТФИКСАЦИЯ, связывание молекулярного азота атмосферы и перевод его в азотистые соединения. Биологическая азотфиксация осуществляется клубеньковыми бактериями, живущими в симбиозе с высшими растениями (симбиотическая азотфиксация), а также свободноживущими азотфиксаторами — азотобактером, цианобактериями, спириллами, энтеробактериями, микобактериями (несимбиотическая азотфиксация). Азотфиксация играет важную роль в круговороте азота в природе и обогащении почвы и водоемов связанным азотом (симбиотическая азотфиксация ежегодно может обогащать 1 га почвы на 200-300 кг азота, несимбиотическая — на 15-30 кг). В промышленности азотфиксация происходит при синтезе аммиака из газообразных H2 и N2 в условиях относительно высоких температуры и давления. Показана возможность азотфиксации при комнатной температуре и атмосферном давлении под действием комплексов переходных металлов.
Классификация неорганических веществ и их номенклатура основаны на наиболее простой и постоянной во времени характеристике -химическом составе, который показывает атомы элементов, образующих данное вещество, в их числовом отношении. Если вещество из атомов одного химического элемента, т.е. является формой существования этого элемента в свободном виде, то его называют простымвеществом; если же вещество из атомов двух или большего числа элементов, то его называют сложным веществом. Все простые вещества (кроме одноатомных) и все сложные вещества принято называть химическими соединениями, так как в них атомы одного или разных элементов соединены между собой химическими связями.
Номенклатура неорганических веществ состоит из формул и названий. Химическая формула - изображение состава вещества с помощью символов химических элементов, числовых индексов и некоторых других знаков. Химическое название - изображение состава вещества с помощью слова или группы слов. Построение химических формул и названий определяется системойноменклатурных правил.
Символы и наименования химических элементов приведены в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева. Элементы условно делят на металлыинеметаллы. К неметаллам относят все элементы VIIIА-группы (благородные газы) и VIIА-группы (галогены), элементы VIА-группы (кроме полония), элементы азот, фосфор, мышьяк (VА-группа); углерод, кремний (IVА-группа); бор (IIIА-группа), а также водород. Остальные элементы относят к металлам.
При составлении названий веществ обычно применяют русские наименования элементов, например, дикислород, дифторид ксенона, селенат калия. По традиции для некоторых элементов в производные термины вводят корни их латинских наименований:
Кусочек парафина помещаем на металлическую пластинку и нагреваем. В результате мы наблюдаем изменение агрегатного состояния парафина (переход в жидкое состояние). Несмотря на то, что расплавленный парафин стал бесцветным (изменился цвет), это явление относится к физическим, т.к. состав вещества остался прежним, изменилось только его агрегатное состояние.