Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СУРГУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Ханты-Мансийского автономного округа – Югры»

Контрольные работы общая химия

(ПГС)

Введение

Учебное пособие к самостоятельному изучению дисциплины «химия» студентами специальности: "Промышленное и гражданское строительство" заочной формы обучения. Каждая глава включает теоретический раздел, примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.

Учебное пособие охватывает основные разделы программ дисциплины «Химия» для технических направлений.

– Понятия и законы химии. Классы неорганических соединений.

– Энергетика химических процессов.

– Химическая кинетика. Химическое и фазовое равновесия

– Электрохимические процессы. Коррозия и защита металлов и сплавов

– Химия металлов

– Химическая идентификация

Каждая глава содержит теоретическую часть, примеры решения задач и задачи для самостоятельного решения. В конце каждой части учебного пособия приведены необходимые справочные материалы.

В рамках изучения дисциплины студентам рекомендуется выполнить одну контрольную работу. Задачи, которые необходимо решить приведены в приложении пособия. Номер варианта соответствует последним двум цифрам личного шифра студента (2 последних номера в зачетной книжке).

1. Классы неорганических соединений

1.1. Классификация неорганических веществ

Все химические вещества подразделяют на простые и сложные. Простые вещества состоят из атомов одного элемента (Н_2,С,Cl₂и др.), в состав сложных веществ входят атомы двух или более элементов (HCl,MgSO₄,Al(OH)₃и др.).

Выделяют четыре класса сложных неорганических веществ: оксиды, основания, кислоты и соли (рис. 1.1.1).

Подробно с классификацией неорганических веществ можно ознакомиться в соответствующих разделах этой главы. Для того чтобы правильно классифицировать вещества и, как следствие, изучать их химические свойства необходимо ознакомиться с понятием степени окисления.

1.2. Понятие о степени окисления

Степень окисления– условный заряд атома в соединении, вычисленный, исходя из предположения, что оно состоит только из ионов. Степень окисления может иметь положительное, отрицательное и нулевое значение, которое выражают арабскими цифрами с соответствующим знаком и располагают справа от символа элемента. Например,Al₂⁺³O₃^–2; Н₂⁰.

При определении степени окисления учитывают следующие положения:

1. Алгебраическая сумма степеней окисления атомов в молекуле равна нулю, в сложном ионе – заряду иона.

2. Степень окисления гидроксильной группы равна «–1» (ОН^–), водорода – «+1» (Н⁺),кислорода – «–2» (O^–2) (за исключением водорода в составе гидридов металлов и кислорода в составе перекисей. Например, в гидриде водорода (NaH) степень окисления водорода равна 1–, в перекиси водорода (Н₂O₂)

степень окисления кислорода равна +1. При записи формулы химического соединения на первое место ставят электроположительные элементы, располагая их по мере увеличения степени окисления, в конце – электроотрицательный. Например, Na⁺₂O^2–, H⁺₂S⁶⁺O^2–₄.

1.3. Оксиды

Оксидаминазывают бинарные (состоящие из двух элементов) соединения, в которых один из элементов – кислород, причем атомы кислорода не связаны между собой и находятся в степени окисления 2–.

Оксиды бывают солеобразующие- им соответствуют соли, которые образуются при взаимодействии этих оксидов с кислотами и щелочами; инесолеобразующие (безразличные, индифферентные) им не соответствуют соли (N₂O,NO,CO), обычно это соли неметаллов в низших степенях окисления.

Солеобразующие оксиды по составу и химическим свойствам делятся на основные,кислотныеиамфотерные.

Основные – оксиды металлов в невысоких степенях окисления (1+ и 2+), которые реагируют с кислотами, образуя соли (К₂О,MgO).

Кислотные– оксиды неметаллов и оксиды металлов в высоких степенях окисления (больше 4+), которые реагируют со щелочами, образуя соли (СО₂, Р₂О₅). Кислотные оксиды называют такжеангидридами, так как при взаимодействии с водой они образуют соответствующие кислоты.

Амфотерные оксидыобразуют некоторые металлы, проявляющие степень окисления +2 (Be,Zn,Sn,Pb) и металлы, степень окисления которых +3, +4 (Al,Cr,Mnи др.). Понятие «амфотерность» означает двойственность свойств, т.е. способность проявлять свойства и основных и кислотных оксидов в зависимости от свойств химического «партнера».При этом, если «партнер» проявляет кислотные свойства, то реагирующий с ним амфотерный оксид выступает в противоположном качестве – в качестве основного оксида и наоборот.

Номенклатура оксидов. Согласно международной номенклатуре названия оксидов составляют из слова «оксид» и рус-

Таблица 3.3.1 Химические свойства оксидов	Взаимодействие с водой	образуется кислота: SO3 + H2O = H2SO4 CO2 + H2O = H2CO3	образуется основание: Na2О + Н2О = 2NaOH BaO + H2O = Ba(OH)2	Не взаимодействуют
	Взаимодействие с основаниями	с образованием соли и воды: CO2 + 2KOH = K2CO3+ H2O SO3 + 2KOH = K2SO4+ H2O	Не взаимодействуют	с образованием соли и воды: ZnO+2KOH=H2O+K2ZnO2 (цинкат калия); Al(OH)3 + NaOH = H2O+ + NaAlO2 (алюминат натрия)
	Взаимодействие с кислотами	Не взаимодействуют	с образованием соли и воды: K2O+ H2SO4 = K2SO4 + H2O CaO + 2HCl = CaCl2 + H2	с образованием соли и воды: ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + + 3H2O
	Оксиды	Кислотные	Основные	Амфотерные

ского названия элемента, образующего оксид, в родительном падеже.

Если элемент образует несколько оксидов, то после названия оксида в скобках указывается степень окисления этого элемента. Например, MgO – оксид магния; MnO₂ – оксид марганца (IV); Mn₂O₇ – оксид марганца (VII).

Реакции взаимодействия оксидов с кислотами, основаниями и водой приведены в табл. 3.3.1.

Основные оксиды взаимодействуют с кислотными образуя соли:

MgO+CO₂ →MgCO₃;Na₂O+Cl₂O₇ → 2NaClO₄.

Получить оксиды можно несколькими способами.

1. Соединение простого вещества с кислородом (как правило, при нагревании):

С + О₂ =CO₂; 2Mg+ О₂ = 2MgO.

2. Термическое разложение соответствующих кислот, оснований, неустойчивых солей:

Cu(OH)₂ = CuO + H₂O; H₂SiO₃ = SiO₂ + H₂O;

CaCO₃ = CaO + CO₂; 2Pb(NO₃)₂ = 2PbO + 4NO₂ + O₂.

3. Действием кислоты или щелочи на соответствующую соль (если оксиду соответствует неустойчивая кислота или неустойчивое основание):

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑; (кислотный оксид);

2AgNO₃ + 2NaOH = 2NaNO₃ + H₂O + Ag₂O↓ (основный оксид).