Тема 10. Химия неметаллов

Задание 1.Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения.

1. Н₂S ← S → SO₂ → SO₃ → Н₂SO₄ → Ca(НSO₄)₂

2. K₂Te ← H₂Te ← Te → TeO₂ → Na₂TeO₃ → BaTeO₃

3. S → SO₂ → Н₂SO₃ → CsHSO₃ → Cs₂SO₄ → CaSO₄

4. Se → SeO₂ → Na₂SeO₃ → SeO₂ → SeO₃ → Rb₂SeO₄

5. Zn → ZnS → Н₂S → S → SO₂ → SO₃ → Ba(НSO₄)₂

6. S → H₂SO₄ → SO₂ → Na₂SO₃ → Na₂S → Na₂SO₃ → Na₂SO₄ → BaSO₄

7. SeF₄← Se → SeCl₄ → SeO₂ → H₂SeO₃ → Н₂SeO₄

8. N₂ → NH₃ → NO → NO₂ → HNO₃ → NH₄NO₃ → N₂O

9. КОСl₃ ← КСl ← КОСl ← Сl₂ → НСl → MgСl₂ → MgOHСl

10. Сl₂ →NaОСl → NaСl → BaСl₂ → Сl₂ → НСl → MgСl₂→ MgOHСl

Задание 2.Свойства элементов и их соединений

1. Проанализируйте закономерности в изменении радиусов атомов, ионизационных потенциалов, сродства к электрону, электроотрицательности атомов, а также энергии химической связи и термической устойчивости молекул в ряду галогенов. Какие степени окисления проявляют галогены в своих соединениях? Каковы особенности валентных состояний фтора? Дайте сравнительную характеристику окислительно-восстановительных свойств ряда галогенов на примерах различных реакций.

2. Как изменяются основные физические свойства (температуры плавления, кипения) и прочность молекул в ряду HF – HCl – HBr – HI? Проанализируйте характер изменения окислительно-восстанови-тельных и кислотно-основных свойств в ряду галогенводородов.

3. Как изменяются сила кислот и окислительные свойства в рядах HClO – HClO₂ – HClO₃ – HClO₄ и HClO – HBrO – HIO? Почему?

4. Рассмотрите строение атомов и валентные состояния элементов главной подгруппы VI группы. Как изменяются радиусы атомов, ионизационные потенциалы, сродство к электрону и электроотрицательность атомов в ряду кислород – сера – селен – теллур – полоний? Как и почему изменяется агрегатное состояние и состав простых веществ в этом ряду? Проиллюстрируйте соответствующими реакциями характер изменения окислительно-восстановительных свойств ряда O – S – Se – Te – Po.

5. Как изменяются температуры плавления, кипения и термическая устойчивость в ряду H₂O – H₂S – H₂Se - H₂Te – H₂Po? Дайте сравнительную характеристику изменения кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств водородных соединений VI группы. Какие из этих соединений могут быть получены взаимодействием водорода с соответствующим простым веществом?

6. Рассмотрите способы получения оксидов серы. Как изменяются окислительно-восстановительные свойства у этих соединений? Как изменяются устойчивость, кислотные свойства и окислительно-восстановительная способность в ряду H₂SO₃ – H₂SeO₃ – H₂TeO₃? Как и почему изменяются кислотные свойства в ряду H₂SO₄ – H₂SeO₄ – H₂TeO₄? Как изменяются в этом ряду окислительные свойства?

7. Рассмотрите особенности строения атома азота и его валентных состояний в сравнении с таковыми для фосфора и остальных элементов главной подгруппы V группы. Как изменяются радиусы атомов и энергии ионизации в ряду азот – фосфор – мышьяк – сурьма – висмут? Какова их взаимосвязь с физическими и химическими свойствами этих элементов?

8. Сравните физические и химические свойства водородных соединений подгруппы азота, указав как изменяются: а) энергия и полярность связи в ряду Э – Н; б) температуры кипения и плавления; в) термическая устойчивость; г) окислительно-восстановительные свойства; д) кислотно-основные свойства. Назовите причины, вызывающие эти изменения. Составьте уравнения реакций горения фосфина и аммиака.

9. Составьте графические формулы известных вам оксидов и кислот азота и фосфора. Определите валентность и степень окисления азота и фосфора в данных соединениях. Сделайте выводы на основе строения атомов указанных элементов. Напишите уравнения реакций взаимодействия оксидов азота и фосфора с водой и раствором щелочи. Определите основность фосфорных кислот. Всегда ли совпадает основность кислоты и количество атомов водорода, присутствующих в ней?

10. Рассмотрите строение атомов и возможные валентные состояния р-элементов IV группы. Какие степени окисления проявляют указанные элементы в соединениях? Охарактеризуйте изменения атомных радиусов, энергии ионизации, сродства к электрону и электроотрицательности в ряду С – Si – Ge – Sn – Pb. Как и почему изменяется устойчивость соединений указанных элементов в их высшей степени окисления? Какие простые вещества образуют р-элементы IV группы? Какие типы кристаллических решеток характерны для них (на примере алмаза, графита, карбина, поликумулена, фуллеренов)? Почему не существует графитоподобная модификация кремния?

Задание 3. Составьте уравнений реакций:

a) взаимодействия галогенидов с серной кислотой

1. CaF2(т) + H2SO4(конц) →	6. CaBr2(т)+ H2SO4(конц) →
2. NaBr(т) + H2SO4(конц) →	7. КF(т)+ H2SO4(конц) →
3. NaI (т) + H2SO4(конц) →	8. КBr(т)+ H2SO4(конц) →
4. NaCl (т) + H2SO4(конц) →	9. RbCl(т)+ H2SO4(конц) →
5. NaF(т) + H2SO4(конц) →	10. KI(т)+ H2SO4(конц) →

б) окислительно-восстановительные свойства галогенов

1. Сl2+ КОН →	6. SiO2+F2 →
2. Н2О +F2 →	7. Хе + F2 →
3. Н2О + Сl2 →	8. Сl2+F2 →
4. F2 + КОН →	9. I2 + HNO3(конц) →
5. KOH + Br2 →	10. H2S + I2 →

в) получения галогенов

1. КMnO4+HCl(конц.)→	6. O2 + HI →
2. NaBr +MnO2+ H2SO4(конц) →	7. KClO3 + Br2 →
3. NаF → (электролиз)	8. KI +MnO2+ H2SO4(конц) →
4. KBrO3 + I2 →	9. KBr + Cl2 →
5. KI+Br2→	10. NaСl(водн)→ (электролиз)

Задание 4.Составьте уравнения реакций:

а) окислительные свойства серной кислоты

1. Zn +H2SO4(конц)→	6. HI + H2SO4(конц)→
2. Cu + H2SO4(конц)→	7. C6H12O6(глюкоза) + H2SO4(конц)→
3. Fe + H2SO4(конц)( 75 %) →	8. H2S + H2SO4(конц)→
4. C + H2SO4(конц)→	9. Р + H2SO4(конц)→
5. MnO2 + H2SO4(конц)→	10. S + H2SO4(конц)→

б) свойства соединений VIА группы

1. PbS + H2O2 →	6. Na2SO3 →
2. AgNO3 + H2O2 + NH3 →	7. Na2SO3 + H2SO4(разб) →
3. FeCl3 + Н2S → S +…	8. NaCl + H2SO4(конц)→
4. HNO3 + Н2S →	9. Se + HNO3 →
5. SO2 + K2Cr2O7 + H2SO4 →	10. Te+KOH→

в) свойства соединений VА группы

1. СuO + NH3 →	6. HNO3 + 4HCl + Au →
2. NH3 + Mg →	7. P + H2O + KOH →
3. NH3 + Na →	8. KNO3 →
4. HNO3 + Fe2O3 →	9. Pb(NO3)2 →
5. P + HNO3 →	10. AgNO3 →

г) свойства соединений IVА группы

1. Mg2Si + H2O →	6. CO + NaOH(т) →
2. CaC2 + H2O →	7. C + Na2SO4 →
3. Si + …+ … → Na2SiO3 + …	8. Na2CO3 + SiO2 →
4. Si + HF(конц)→	9. Na2SiO3 + CO2 + H2O →
5. Mg2Si + HCl →	10. CO2 + NaOH(р-р) →

Задание 5.Многовариантные задачи

1. Сколько килограммов сернистого газа должно получиться при обжиге 2 т колчедана, содержащего 48 % серы, если при этом в огарке остается 1 % имевшейся в колчедане серы?

2. Сколько тонн сернистого газа можно получить из 5 т колчедана, содержащего 45 % серы, при выходе, равном 98 %?

3. Имеется смесь сульфида натрия, сульфата натрия и хлорида натрия. Смесь растворили в воде. К половине полученного раствора добавили избыток раствора сульфата меди (II); при этом образовался осадок массой 4,8 г. При добавлении к другой половине раствора избытка хлорида бария образовался осадок массой 4,66 г. Определите массовые доли солей в исходной смеси.

4. При растворении серебра в избытке концентрированной серной кислоты при нагревании выделился оксид серы объемом 10 мл (нормальные условия). Определите массу растворенного серебра.

5. Какой объем кислорода, измеренный при температуре 18°С и давлении 100 кПа, потребуется для сжигания сероводорода массой 20 г?

6. Какой объем сероводорода, измеренный при нормальных условиях, можно получить их технического сульфида железа массой 3 кг, в котором массовая доля FeSсоставляет 95 %?

7. В контактный аппарат поступила смесь, содержащая 7 моль SO_2, 11 моль О₂, 82 моль N₂. Принимая степень окисления равной 82 %, вычислите состав (в процентах по объему) смеси, выходящей из аппарата.

8. В контактный аппарат поступает газовая смесь, содержащая 7 % оксида серы(IV), 10,5 % кислорода и 82,5 % азота (по объему). Во сколько раз содержание кислорода в этой смеси превышает теоретически необходимое для полного окисления оксида серы(IV)?

9. Один объем воды при 0 °С растворяет 80 объемов сернистого газа. Сколько граммов гидроксида натрия нужно добавить к раствору, полученному насыщением сернистым газом 1 л воды при указанной температуре, чтобы получить среднюю соль?

10. Из 320 т серного колчедана, содержащего 45 % серы, было получено 405т серной кислоты (в пересчете на 100-процентную). Вычислите выход кислоты (процент использования серы).