Пример:
Какое количество вещества водорода выделится при взаимодействии цинка
с соляной кислотой массой 146 г?
Решение:
1. Записываем уравнение реакции: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
2. Находим молярную массу соляной кислоты: M (HCl) = 1 + 35,5 = 36,5 (г/моль)
(молярную массу каждого элемента, численно равную относительной атомной массе, смотрим в периодической таблице под знаком элемента и округляем до целых, кроме хлора, который берется 35,5)
3. Находим количество вещества соляной кислоты: n (HCl) = m/M = 146 г / 36,5 г/моль = 4 моль
4. Записываем над уравнением реакции имеющиеся данные, а под уравнением – число моль согласно уравнению (равно коэффициенту перед веществом):
4 моль x моль
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
2 моль 1 моль
5. Составляем пропорцию:
4 моль – x моль
2 моль – 1 моль
(или с пояснением:
из 4 моль соляной кислоты получится x моль водорода,
а из 2 моль – 1 моль)
6. Находим x:
x = 4 моль • 1 моль / 2 моль = 2 моль
Ответ: 2 моль.
Билет № 4
1. Металлы: положение этих химических элементов в периодической системе, строение их атомов (на примере атомов натрия, магния, алюминия). Характерные физические свойства металлов. Химические свойства металлов: взаимодействие с кислородом, водой, кислотами.
Элементы, образующие простые вещества – металлы, занимают левую нижнюю часть периодической системы (для наглядности можно сказать, что они расположены влево от диагонали, соединяющей Be и полоний, №84), также к ним относятся элементы побочных (Б) подгрупп.
Для атомов металлов характерно небольшое число электронов на внешнем уровне. Так, у натрия на внешнем уровне расположен 1 электрон, у магния – 2, у алюминия – 3 электрона. Эти электроны сравнительно слабо связаны с ядром, что обуславливает характерные физические свойства металлов:
· электрическую проводимость,
· хорошую теплопроводность,
· ковкость, пластичность.
· Металлы также отличает характерный металлический блеск.
В химических реакциях металлы выступают в роли восстановителей:
1. При взаимодействии с кислородом металлы образуют оксиды, например, магний сгорает с образованием оксида магния:
2Mg + O2 = 2MgO
Наиболее активные металлы (щелочные) при горении на воздухе образуют пероксиды:
2Na + O2 = Na2O2 (пероксид натрия)
2. Активные металлы, например, натрий, реагируют с водой с образованием гидроксидов:
2Na + 2HOH = 2NaOH + H2↑
или оксидов, как магний при нагревании:
Mg + H2O = MgO + H2↑
3. Металлы, расположенные в электрохимическом ряду напряжений левее водорода (Н), вытесняют водород из кислот (кроме азотной). Так, цинк реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида цинка и водорода:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
Металлы, в том числе правее водорода, за исключением золота и платины, реагируют с азотной кислотой, с образованием различных соединений азота:
Cu + 4HNO3 (конц.) = Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2↑
Коэффициенты в этих уравнениях легче расставить методом электронного баланса. Проставляем степени окисления:
Cu0 + 4HN+5O3 = Cu+2(NO3)2 + 2H2O + 2N+4O2↑
Записываем элементы с изменившейся степенью окисления:
| Cu0 – 2e– → Cu+2 | 2* | 1** | - восстановитель |
| N+5 + 1e– → N+4 | - окислитель |
* наименьшее общее кратное для добавленных и отнятых электронов
** коэффициент для вещества, содержащего этот элемент, получаем делением наименьшего общего кратного на число добавленных или отнятых электронов
Опыт. Получение и собирание кислорода. Доказательство наличия кислорода в сосуде.
В школьной лаборатории кислород чаще получают разложением перекиси водорода
в присутствии оксида марганца (IV):
2H2O2 = 2H2O + O2↑
или разложением перманганата калия при нагревании:
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2↑
Чтобы собрать газ, сосуд закрывают пробкой с газоотводной трубкой.
Чтобы доказать наличие кислорода в сосуде, вносят в него тлеющую лучинку – она ярко вспыхивает.
Билет № 5
1. Неметаллы: положение этих химических элементов в периодической системе, строение их атомов (на примере атомов хлора, кислорода, азота). Отличие физических свойств неметаллов от свойств металлов. Реакции неметаллов с простыми веществами: металлами, водородом, кислородом.
Простые вещества – неметаллы образуют элементы главных подгрупп, расположенные в правой верхней части периодической системы (правее диагонали, соединяющей бор и астат).
Для их атомов характерно наличие на внешнем уровне 4-8 электронов. Так, у азота на внешнем уровне 5 электронов (соответствует номеру группы), у кислорода – 6, у хлора – 7 электронов.
Электроны в атомах этих элементов прочнее связаны с ядром, поэтому для неметаллов характерны такие физические свойства, как
· отсутствие электрической проводимости (исключение – графит),
· низкая, по сравнению с металлами, теплопроводность,
· хрупкость.
Химические свойства
В реакциях с металлами и водородом неметаллы являются окислителями.
1. Например, порошок серы при нагревании реагирует с железными опилками с образованием сульфида железа:
Fe0 + S0 = Fe+2S-2
2. При высокой температуре сера реагирует с водородом (например, если пропускать водород через расплавленную серу). Образуется газ с запахом тухлых яиц – сероводород:
H20 + S0 = H2+1S-2
В реакциях с кислородом неметаллы являются восстановителями:
3. S0 + O20 = S+4O2-2 (при горении серы образуется оксид серы (IV), или сернúстый газ)
C0 + O20 = C+4O2-2 (графит сгорает с образованием оксида углерода (IV), или углекислого газа)
Галогены не соединяются с кислородом напрямую, но можно получить их оксиды, в которых они проявляют положительную степень окисления, например, оксид хлора (VII) Cl2O7.
Фторид кислорода O+2F2-1 – соединение, в котором кислород проявляет положительную степень окисления
