Repetitor_po_Khimii

Задания для самостоятельной работы

1.Определите эмпирическую формулу соединения алюминия с углеродом, в котором массовая доля алюминия равна 75 %.

2.Определите эмпирическую формулу соединения, в состав которого входят калий (массовая доля 24,7 %), марганец (массовая доля 34,8 %) и кислород (массовая доля 40,5 %).

3.Вещество содержит азот (массовая доля 82,36 %) и водород. Молярная масса его равна 17 г/моль. Найдите молекулярную формулу этого вещества.

4.Молекулярная масса вещества 34. Состав вещества: 5,9 % Н, 94,1 % О. Установите его молекулярную формулу.

5.Газообразное вещество содержит 85,7 % углерода и 14,3 % водорода. Плотность этого вещества по водороду равна 14. Какова молекулярная формула вещества?

6.Фосфид кальция Са3Р2 реагирует с водой с образованием фосфина РН3 и гидроксида кальция Са(ОН)3. Составьте уравнение этой реакции. Сколько граммов фосфина можно получить из 1,75 г Са3Р2?

7.Вычислите объем аммиака NH3 при н. у., который получается при нагревании смеси NH4Cl массой 160,5 г и избыточного количества Са(ОН)2. Реакция идет по уравнению

t°

2NH4Cl + Са(ОН)2 = СаСl2 + 2NH3 + 2Н2О t°

8.В ходе реакции Fe2O3 + 3С = 2Fe + 3CO из 32 г Fe2O3 образовалось 20,81 г железа. Вычислите выход железа (в %).

9.Какая масса фосфорной кислоты Н3РО4 получится из 500 г фосфорита, содержащего 70 % фосфата кальция Ca3(PO4)2?

Реакция протекает по схеме:

Са3(РО4)2 + H2SO4 Н3РО4 + CaSO4

10. Хлорид алюминия АlСl3 можно получить, пропуская газообразный хлороводород НСl над алюминиевой стружкой:

2Аl + 6НСl = 2АlСl3 + 3Н2

Вычислите массу исходных и полученных веществ, зная, что в результате реакции выделилось 3,36 л водорода. Сколько объемов НСl требуется для получения 5 объемов водорода?

Раздел 2

КЛАССИФИКАЦИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ. СОСТАВ, НОМЕНКЛАТУРА

И ГРАФИЧЕСКИЕ ФОРМУЛЫ ОКСИДОВ, ОСНОВАНИЙ, КИСЛОТ И СОЛЕЙ

Вэтом разделе рассматриваются важнейшие классы неорганических веществ, к которым относятся оксиды, основания, амфотерные гидроксиды, кислоты и соли. Подробно описаны состав и номенклатура представителей каждого из этих классов веществ, приводятся правила составления их графических формул.

Вданном разделе не рассматриваются свойства и способы получения неорганических веществ. Эти вопросы излагаются после разделов, посвященных изучению периодического закона Д. И. Менделеева, строения атома, химической связи, сущности окислительно-восстановительных реакций, теории электролитической диссоциации. Знание этих разделов является необходимым для глубокого и осознанного изучения свойств веществ.

§2.1. Важнейшие классы неорганических веществ

Внастоящее время известно более 100 тысяч неорганических веществ. Все неорганические вещества можно разделить на классы. Каждый класс объединяет вещества, сходные по составу и по свойствам (табл. 5).

Все неорганические вещества делятся на простые и сложные.

51

Таблица 5

Важнейшие классы неорганических веществ

52

Простые вещества подразделяются на металлы, неметаллы и инертные газы*.

Важнейшими классами сложных неорганических веществ являются: окси@ды, основа@ния, кисло@ты, амфоте@рные гидрокси@ды, со@ли.

• Оксиды — это соединения двух элементов, один из ко-

торых кислород. Общая формула оксидов:

ЭmOn,

где т — число атомов элемента Э; n — число атомов кислорода.

Примеры оксидов: К2О, CaO, SO2, P2O5.

• Основания — это сложные вещества, молекулы которых состоят из атома металла и одной или нескольких гидро-

ксидных групп –ОН. Общая формула оснований:

Ме(ОН)y,

где у — число гидроксидных групп, равное валентности металла Me.

Примеры оснований: NaOH, Ca(OH)2, Со(ОН)3

• Кислоты — это сложные вещества, содержащие атомы водорода, которые могут замещаться атомами металла. Об-

щая формула кислот

Нx(Ас),

где Ас — кислотный остаток (от англ. acid — кислота); х — число атомов водорода, равное валентности кислотного остатка.

Примеры кислот: НСl, HNO3, H2SO4, H3PO4.

• Амфотерные гидроксиды — это сложные вещества, которые имеют свойства кислот и свойства оснований. Поэтому формулы амфотерных гидроксидов можно записывать в форме оснований и в форме кислот.

Примеры амфотерных гидроксидов:

Zn(OH)2 H3ZnO2 Al(OH)3 Н3АlO3

форма форма оснований кислот

*В настоящее время инертные газы чаще называют благородными и относят к неметаллам, так как для многих из них был синтезирован ряд химических соединений.

53

• Соли — это сложные вещества, которые являются продуктами замещения атомов водорода в молекулах кислот атомами металла или продуктами замещения гидроксидных групп в молекулах оснований кислотными остатками. Например:

	HCl			Замещение атома водорода		NaCl
				атомом металла Na
	(кислота)					(соль)
	Замещение гидроксидных групп — OH
	Са(ОН)2						Са(NО3)2
				кислотными остатками — NO3
	(основание)						(соль)

Состав нормальных солей выражается общей формулой:

Меx(Ac)y,

где х — число атомов металла; у — число кислотных остатков. Примеры солей: К3РО4, MgSO4, Al2(SO4)3, FeCl3

Вопросы для контроля

1.Назовите важнейшие классы сложных неорганических веществ.

2.Что такое оксиды? Приведите примеры.

3.Что такое основания? Приведите примеры.

4.Что такое кислоты? Приведите примеры.

5.Что такое амфотерные гидроксиды? Приведите примеры.

6.Что такое соли? Приведите примеры.

Упражнения для самостоятельной работы

1.Напишите формулы 5 оксидов, 5 оснований, 5 солей (при выполнении задания не повторяйте те примеры, которые приведены в тексте занятия).

2.Классифицируйте следующие сложные неорганические вещества:

NaCl, H2SO4, Zn(OH)2, CaO, P2O5, HMnO4, KOH, Cu(NO3)2, HCl, Al2O3, Cu(OH)2, Al2(SO4)3.

§2.2. Номенклатура, классификация и графические

формулы оксидов

Номенклатура

Название	Название	Валентность
	= «Оксид» + элемента +	элемента
оксида	(в род. пад.) (римскими цифрами)

54

Например: СО — оксид углерода (II) — (читается: «оксид углерода два»); СО2 — оксид углерода (IV); Fe2O3 — оксид железа (III).

Если элемент имеет постоянную валентность, ее в названии оксида не указывают. Например: Na2O — оксид натрия; Аl2О3 — оксид алюминия.

Классификация

Все оксиды делятся на солеобразующие и несолеобразующие, или индифферентные (см. табл. 5).

Несолеобразующие (индифферентные) оксиды — это оксиды, которые не образуют солей при взаимодействии с кислотами и основаниями. Их не много. Запомните четыре несо-

леобразующих оксида: СО, SiO, N2O, NO.

Солеобразующие оксиды — это оксиды, которые образуют соли при взаимодействии с кислотами или основаниями. Например:

Na2O + 2НСl = 2NaCI + Н2О

Оксид Кислота Соль

SO3 + 2NaOH = Na2SO4 + Н2О

Оксид Основание

Соль

Многие солеобразующие оксиды взаимодействуют с во-

дой. Продукты взаимодействия оксидов с водой называются

гидратами оксидов (или гидроксидами). Например: Na2O + Н2О = 2NaOH

Оксид Гидроксид

SO3 + Н2О = H2SO4

Оксид Гидроксид

Некоторые оксиды с водой не взаимодействуют, но им соответствуют гидроксиды, которые можно получить косвенным (непрямым) путем.

Любой гидроксид содержит гидроксидные группы –ОН. Например:

55

Гидроксиды могут быть основаниями (NaOH, Cu(OH)2) или кислотами (H2SO4, H3PO4). Некоторые гидроксиды являются амфотерными (Zn(OH)2 H2ZnO2).

В зависимости от характера соответствующих гидроксидов все солеобразующие оксиды делятся на три типа: основные, кислотные, амфотерные.

• Основные оксиды — это оксиды, гидраты которых являются основаниями. Например:

	I	соответствует		I
	Na2O			NaOH
	II			II
	СаО			Ca(OH)2
	II			II
	FeO			Fe(OH)2
	Основные			Основания
	оксиды

Все основные оксиды являются оксидами металлов.

• Кислотные оксиды — это оксиды, гидраты которых являются кислотами.

Например:

	IV	соответствует		IV
	CO2			H2CO3
	VI			VI
	SО3			H2SO4
	V			V
	P2O5			H3PO4
	Кислотные			Кислоты
	оксиды

Большинство кислотных оксидов являются оксидами неметаллов. Кислотными оксидами являются также оксиды некоторых металлов с высокой валентностью. Например:

VI VII

CrO3, Мn2О7

• Амфотерные оксиды — это оксиды, которым соответствуют амфотерные гидроксиды. Например:

	II	соответствует		II	II
	ZnO			Zn(OH)2 H2ZnO2
	III			III	III

Al2О3 Al(OH)3 H3AlO3

56

Все амфотерные оксиды являются оксидами металлов. Следовательно, неметаллы образуют только кислотные

оксиды; металлы образуют все основные, все амфотерные

и некоторые кислотные оксиды.

Все оксиды одновалентных металлов (Na2O, K2O, Cu2O и др.) являются основными. Большинство оксидов двухва-

лентных металлов (CaO, BaO, FeO и др.) также являются основными. Исключения: BeO, ZnO, PbO, SnO, которые явля-

ются амфотерными. Большинство оксидов трех- и четырехвалентных металлов являются амфотерными:

III

III

III

IV

IV

Аl2О3, Cr2O3, Fe2O3, PbO2, SnO2 и др.

Оксиды металлов с валентностью V, VI, VII являются кислотными:

V

VI

VII

Sb2O5, СrО3, Мn2О7 и др.

Металлы с переменной валентностью могут образовывать оксиды всех трех типов. Например:

II

III

СrO — основный оксид, Cr2О3 — амфотерный оксид,

VI

СrО3 — кислотный оксид.

Графические формулы

В оксидах атомы кислорода связаны только с атомами другого элемента и не связаны друг с другом. Например:

IV II
CO2	O=C=O
III II
Al2O3	O=Al—O—Al=O
V II
P2O5	O=P—O—P=O
	О	О

Вопросы для контроля

1.На какие два типа делятся все оксиды?

2.Что такое несолеобразующие оксиды? Приведите примеры.

3.Что такое солеобразующие оксиды? Приведите примеры.

57

4.Что такое гидраты оксидов (гидроксиды)? Приведите примеры.

5.На какие типы делятся солеобразующие оксиды?

6.Что такое основные оксиды? Приведите примеры.

7.Что такое кислотные оксиды? Приведите примеры.

8.Что такое амфотерные оксиды? Приведите примеры.

9.Какие оксиды образуют неметаллы?

10.Какие элементы — металлы или неметаллы — образуют основные и амфотерные оксиды?

Упражнения для самостоятельной работы

1.Классифицируйте следующие солеобразующие оксиды: SO2, K2O, N2O5, Al2O3, FeO, BaO, MnO2, Mn2O7, P2O3, Ag2O.

2.Назовите следующие оксиды: a) N2O3, б) ZnO, в) СuО, г) РbO2, д) Мn2О3, е) MgO, ж) Р2О5, з) Сl2О7, и) SiO2, к) SO3, л) К2О, м) Fe2O3.

3.Напишите молекулярные и графические формулы следующих оксидов: а) оксид ртути (II), б) оксид хлора (V), в) оксид марганца (VI), г) оксид серы (IV), д) оксид калия, е) оксид железа (II), ж) оксид серебра (I), з) оксид свинца (IV), и) оксид олова (II), к) оксид никеля (II), л) оксид йода (VII).

4.Напишите формулы оксидов, которым соответствуют следующие основания: Mg(OH)2, LiOH, Fe(OH)3, Bi(OH)3, Cu(OH)2.

5.Напишите формулы оснований, которые соответствуют следующим оксидам: NiO, K2O, Co2O3, CuO, Cs2O.

§2.3. Номенклатура, классификация

играфические формулы оснований

Номенклатура

Название	Название	Валентность
	= «Гидроксид» + металла +	элемента
основания	(в род. пад.)	(римскими цифрами)

Например: Fe(OH)2 — гидроксид железа (II), Fe(OH)3 — гидроксид железа (III), NaOH — гидроксид натрия, Са(ОН)2 — гидроксид кальция.

Классификация

а) По числу гидроксидных групп в молекуле. Количество гидроксидных групп в молекуле основания зависит от вален-

58

тности металла и определяет кислотность основания. (Следует помнить, что валентность гидроксидной группы равна I.)

Основания делятся на:

— однокислотные, молекулы которых содержат одну гид-

роксидную группу: NaOH, КОН, LiOH и др.;

— двухкислотные, молекулы которых содержат две гидроксидные группы: Са(ОН)2, Fe(OH)2 и др.;

— трехкислотные, молекулы которых содержат три гидроксидные группы: Ni(OH)3, Bi(OH)3 и др.

Двух- и трехкислотные основания называются многокис-

лотными.

б) По растворимости в воде основания делятся на:

— растворимые: LiOH, NaOH, КОН, RbOH, CsOH,

Са(ОН)2, Sr(OH)2, Ва(ОН)2;

— нерастворимые: Cu(OH)2, Fe(OH)2, Fe(OH)3 и др. Растворимые в воде основания называются щелочами.

Графические формулы

В молекуле основания атом металла соединяется с атомами кислорода гидроксидных групп. Например:

Вопросы для контроля

1.Что определяет кислотность основания?

2.На какие группы делятся основания по кислотности? Приведите примеры.

3.На какие группы делятся основания по растворимости в воде? Приведите примеры.

4.Что называется щелочами?

Упражнения для самостоятельной работы

1.Классифицируйте следующие основания по кислотности: RbOH, Fe(OH)2, Mn(OH)2, Co(OH)3, TlOH.

2.Напишите названия и графические формулы следующих оснований:

a) Mg(OH)2, б) КОН, в) Ni(OH)2, г) Сu(ОН)2, д) Hg(OH)2, e) Са(ОН)2, ж) Pt(OH)2, з) Мn(ОН)3.

3.Среди следующих соединений найдите основания и назовите их:

HNO2, NaOH, HCl, Hg(OH)2, P2O5, NaHCO3, Mn2O7, CH3COOH, Cd(OH)2, Co(OH)3, Al(OH)2Cl, Ra(OH)2.

59