ХИМИЯ
Довывод
Задача 1.
Даны газообразные вещества: H2, HCl, CO2, CO, O2, NH3.
1. Определите, какие из них легче воздуха, а какие тяжелее (ответ обоснуйте).
2. Определите, какие из них нельзя собрать методом вытеснения воды.
3. Определите, что будет происходить с этими газами, если их пропустить через раствор кислоты, щёлочи (ответ подтвердите уравнениями реакций).
Решение.
1. Легче воздуха, те, молярная масса которых меньше 29 г/моль (молярная масса воздуха). Это H 2 , CO , NH 3 . Тяжелее: HCl , CO 2 , O 2 .
2. Методом вытеснения воды можно собирать газы, которые нерастворимы или плохо растворимы в воде. Это H 2 , CO 2 , CO , O 2 . Нельзя методом вытеснения воды собирать газы: HCl , NH 3 .
3. С кислотами реагируют вещества, обладающие основными свойствами:
NH 3 + HCl = NH 4 Cl
Со щелочами реагируют вещества, обладающие кислотными свойствами:
HCl + KOH = KCl + H2O
Есеп 1.
Газ тәрізді заттар берілген: H2, HCl, CO2, CO, O2, NH3.
1.Олардың қайсысы ауадан ауыр және қайсысы жеңіл екенін анықтаңыздар (жауаптарыңызды дәлелдеңіздер).
2. Олардың қайсысын суды ығыстыру әдісімен анықтауға болмайтынын анықтаңыздар.
3. Егер оларды сілтінің, қышқылдың ерітінділері арқылы өткізгенде осы газдармен не болатынын анықтаңыздар (жауаптарыңызды реакция теңдеулері арқылы дәлелдеңіздер).
Шешуі.
1. Ауадан жеңіл, яғни молярлық массасы 29 г/мольдан (ауаның молярлық массасы) кіші болатын газдар: H2, CO, NH3. Ауыр: HCl, CO2, O2.
2. Суды ығыстыру әдісімен суда ерімейтін немесе суда аз еритін газдарды алуға болады. Олар Это H2, CO2, CO, O2. Суды ығыстыру әдісі арқылы жинауға болмайтын газдар: HCl, NH3.
3. Қышқылмен негіздік қасиет көрсететін заттар әрекеттеседі:
NH3 + HCl = NH4Cl
Сілтілермен қышқылдық қасиет көрсететін заттар әрекеттеседі:
HCl + KOH = KCl + H2O
CO2 + 2KOH = K2CO3 + H2O или CO2 + KOH = KHCO3
Задача 2.
Ранней весной ранним утром, когда температура окружающего воздуха была ещё 0 °С, а давление 760 мм рт. ст., три товарища, прогуливая своих собак, увидели пустую бутылку на газоне. "Она пуста", - сказал один из них. "Нет, она полна до краёв, и я знаю формулу вещества, которым она наполнена", - сказал другой. "Вы оба не правы", - сказал третий.
1. Кто из товарищей, по вашему мнению, был прав (ответ обоснуйте)?
2. Рассчитайте количество вещества и число частиц, содержащихся в бутылке, если её объём равен 0,7 дм3.
3. Рассчитайте молярную массу газа, содержащегося в бутылке.
Решение.
1. Прав третий, так как в бутылке воздух (она не пуста – первый неправ), а воздух является не индивидуальным веществом (второй тоже неправ). Воздух представляет собой смесь газов:
2. Т. к. условия нормальные, то V M = 22,4 л/моль. Рассчитаем количество вещества n = V / V M = 0,7 / 22,4 л/моль = 0,03125 моль. Число частиц N = N A · n = 6,02·1023 моль-1 · 0,03125 моль = 1,88·1022 частиц.
3. Молярную массу воздуха можно рассчитать, зная состав воздуха. В воздухе содержится примерно 78% N 2 , 21% O 2 , 0,5% Ar и 0,5% CO 2 . Средняя молярная масса будет равна M ср = x 1 · M 1 + x 2 · M 2 + x 3 · M 3 + x 4 · M 4
Есеп 2.
Ерте көктемде таңертең ерте қоршаған ортаның температурасы 0 °С, қысым 760 мм сын. бағ. болып тұрған кезде үш адам өздерінің иттерін қыдыртуға шықты және олар газондағы бос құтыны (бутылка) көрді. «Ол бос» - деді оның біреуі. «Жоқ, аузына дейін заттармен толы» деді екіншісі, себебі ол құтының ішіндегі заттардың формуласын біледі. «Сендер екеулерің де дұрыс таппадыңдар» - деді үшіншісі.
1. Сіздердің ойларыңызша, осы үш адамның қайсысы дұрыс ойлады (жауаптарыңды дәлелдеңдер)?
2. Егер құтының (бутылканың) ішіндегі заттың көлемі 0,7 дм3 – ге тең болатыны белгілі болса, зат мөлшерін және молекулалар санын табыңыздар.
3. Құтының ішіндегі газдың молярлық массасын есептеңіздер.
Шешуі.
1. Үшінші адам дұрыс айтты, себебі оның ішінде ауа бар (ол бос емес, ендеше бірінші адам дұрыс таппады), ал ауа жеке зат емес (сол себепті екінші адам да дұрыс таппады). Ауа бірнеше газдардың қоспасынан тұрады: N 2 , O 2 , Ar , CO 2 , H 2 O и др.
2. Яғни жағдай қалыпты, ендеше V M = 22,4 л/моль. Зат мөлшерін есептейміз n = V / V M = 0,7 / 22,4 л/моль = 0,03125 моль. Молекула саны N = N A · n = 6,02 ·1023 моль-1 · 0,03125 моль = 1,88·1022 бөлік.
3. Ауаның құрамын біле отырып ауаның молярлық массасын есептеуге болады. Ауа шамамен төмендегі газдар қоспасынан тұрады: 78% N 2 , 21% O 2 , 0,5% Ar және 0,5% CO 2 . Орташа молярлық массасы тең болады M ср = x 1 · M 1 + x 2 · M 2 + x 3 · M 3 + x 4 · M 4 = 0,78·28 + 0,21·32 + 0,05·40 + 0,05·44 ≈ 29 г/моль.
Задача 3.
У вас в распоряжении имеются карбонат кальция и соляная кислота. Предложите способы синтеза не менее 6 новых веществ, среди которых 2 простых. В синтезах можно использовать только исходные вещества, продукты их взаимодействия, необходимые катализаторы и электрический ток.
Решение.
1. CaCO 3 = CaO + CO 2 (при нагревании)
2.
3.
4. CaO + H2O = Ca(OH)2
5. CaCl 2 = Ca + Cl 2 (электролиз расплава)
6. 2 HCl = H 2 + Cl 2 (электролиз раствора)
7. 2H2O = 2H2 + O2 (электролиз)
8. Ca + H2 = CaH2
9. Ca(OH)2 + Cl2 = CaOCl2 + H2O (при 0ºC)
10. при нагревании )
11. Cl2 + H2O = HCl + HClO (при 0ºC)
12. 3 Cl 2 + 3 H 2 O = 5 HCl + HClO 3 (при нагревании)
Есеп 3.
Сіздерде кальций карбонат ы және тұз қышқылы бар. Осы заттар арқылы 6-дан кем емес жаңа заттарды, оның ішінде 2 жай заттарды қалай алуға болады? Синтезде тек қана бастапқы заттарды, олардан алынған өнімдерді қолдануға болады, катализатор және электр тоғы қажет.
Шешуі .
1. CaCO 3 = CaO + CO 2 (қыздырғанда )
2. CaCO3 + HCl = CaCl2 + CO2 + H2O
3. CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2
4. CaO + H2O = Ca(OH)2
5. CaCl 2 = Ca + Cl 2 (балқыма электролиз і )
6. 2 HCl = H 2 + Cl 2 (ерітнді электролиз і )
7. 2 H 2 O = 2 H 2 + O 2 (электролиз)
8. Ca + H 2 = CaH 2
9. Ca(OH)2 + Cl2 = CaOCl2 + H2O (0ºC -де )
10. 6Ca(OH)2 + 6Cl2 = 5CaCl2 + Ca(ClO3)2 + 6H2O (қыздырған кезде )
11. Cl2 + H2O = HCl + HClO (0ºC -де )
12. 3Cl2 + 3H2O = 5HCl + HClO3 (қыздырған кезде )
Задача 4.
Газовая смесь, содержащая два галогеноводорода, имеет плотность, по водороду равную 38. Объем этой смеси при н. у. был поглощен равным объемом воды. На нейтрализацию 100 мл образовавшегося раствора было израсходовано 11,2 мл 0,4 моль/л раствора гидроксида натрия.
1. Определите, какие галогеноводороды могли содержаться в данной смеси.
2. Рассчитайте состав газовой смеси в объёмных процентах.
3. Предложите способ определения качественного состава газовой смеси.
Решение.
1. Масса 1 моль газовой смеси при н. у. составляет 38·2 = 76 г. Таким образом, в газовой смеси не могут присутствовать одновременно HBr и HI (M (HBr ) = 81 г/моль, M (HI ) = 128 г/моль). Также одновременно не могут присутствовать HF и HCl (M (HF ) = 20 г/моль, M (HCl ) = 36,5 г/моль). В смеси должен быть галогеновородод с M меньше 76 г/моль и галогеноводород с M больше 76 г/моль. Возможные составы смесей: 1) HF и HBr ; 2) HF и HI ; 3) HCl и HBr ; 4) HCl и HI .
Концентрация галогеноводородов в растворе составляет (11,2·0,4):100 = 0,0448 моль/л. Это значение достаточно хорошо соответствует расчётному значению 1:22,4 = 0,0446 моль/л для процесса растворения 1 л газа (н. у.) в 1 л воды (при условии, что молекулы галогеноводорода мономерны). Таким образом, газовая смесь не содержит фтороводород, который и в газовой фазе находится в виде (HF ) n , где n = 2-6.
Тогда условиям задачи соответствуют только два варианта смесей: HCl + HBr или HCl + HI .
2. Для смеси HCl + HBr : пусть x моль – количество HCl в 22,4 л смеси (н. у.). Тогда количество HBr составляет (1- x ) моль. Масса 22,4 л смеси составляет:
36,5 x + 81(1- x ) = 76; x = 0,112; 1- x =0,888.
Состав смеси: HCl – 11,2%, HBr – 88,8%.
Аналогично для смеси HCl + HI :
36,5 x + 128(1- x ) = 76; x = 0,562.
Состав смеси: HCl – 56,2%, HI – 43,8%
3. Так как обе смеси должны содержать хлороводород, то качественно остаётся определить бромоводород или иодоводород. Это определение удобнее сделать в форме простых веществ – брома или иода. Для перевода галогеноводородов в простые вещества водный раствор можно окислить хлором:
2HBr + Cl2 = 2HCl + Br2
2HI + Cl2 = 2HCl + I2
Полученные растворы галогенов можно отличить по окраске раствора в неполярном растворителе (при экстракции) или по более чувствительной реакции окраски крахмала.
Также исходные галогеноводороды можно различить по различающейся окраске галогенидов серебра:
HBr + AgNO 3 = AgBr ↓ + HNO 3 (светло-жёлтый осадок)
HI + AgNO 3 = AgI ↓ + HNO 3 (жёлтый осадок)
Есеп 4.
Екі галогенсутектен тұратын газ қоспасының сутек бойынша тығыздығы 38. Осы қоспаның қ.ж.-дағы көлемі судың көлемімен бірдей. Алынған 100 мл ерітіндіні бейтараптағанда 11,2 мл 0,4моль/л натрий гидроксидінің ерітіндісі жұмсалды.
1. Осы қоспада қандай галогенсутек барын анықтаңыздар.
2. Газ қоспасының құрамын көлемдік процентпен анықтаңыздар.
3. Газ қоспасының сапасын анықтайтын жағдайды ұсыныңыздар.
Шешуі.
1. 1 моль газ қоспасының массасы қ.ж. құрайды: 38·2 = 76 г. Сондықтан газ қоспасында бір мезгілде HBr және HI (M (HBr) = 81 г/моль, M (HI) = 128 г/моль) бола алмайды. Сонымен қатар бір мезгілде HF және HCl (M (HF) = 20 г/моль, M (HCl) = 36,5 г/моль) бола алмайды. Қосапада М массасы 76г/мольдан аз галогенсутек болуы керек. Мүмкін болатын газ қоспалары: 1) HF және HBr; 2) HF және HI; 3) HCl және HBr; 4) HCl және HI.
Ерітіндідегі галогенсутектердің концентрациясы (11,2·0,4):100 = 0,0448 моль/л. Бұл мән 1 л суға (галогенсутек молекуласы мономерлі болған жағдайда) 1 л газды (қ.ж.) еріту процесі үшін төмендегі есептеу нәтижесіне жақын: 1:22,4 = 0,0446 моль/л. Ендеше, газ қоспасында фторсутек болмайды, себебі ол газ фазасында (HF)n түрінде болады, мұндағы n = 2-6.
Ендеше есептің шарты тек екі нұсқаға сәйкес келеді: HCl + HBr немесе HCl + HI.
2. HCl+HBr қоспасы үшін: 22,4 л қоспадағы (қ.ж.) HCl мөлшері – х. Онда HBr мөлшері (1-x) моль болады. 22,4 л қоспаның массасы:
36,5x + 81(1-x) = 76; x = 0,112; 1-x=0,888.
Қоспа құрамы: HCl – 11,2%, HBr – 88,8%.
Қоспа үшін HCl+HI:
36,5x + 128(1-x) = 76; x = 0,562.
Қоспа құрамы: HCl – 56,2%, HI – 43,8%
3. Ендеше бромсутек және иодсутек екі қоспа да болуы қажет. Бұл анықтама жай зат түрінде – бром немесе иод анықтауға ыңғайлы. Галогенсутекті жай затқа айналдыру үшін оның ерітіндісін хлормен тотықтыру қажет:
2HBr + Cl2 = 2HCl + Br2
2HI + Cl2 = 2HCl + I2
Галогендердің алынған ерітінділерін неполярлы еріткіштегі ерітіндінің түсі бойынша (экстаркция кезіндегі) немесе крахмалдың әсері арқылы анықтауға болады.
Сондай-ақ галогенсутектерді күміс галогенидіндегі әртүрлі түстері арқылы анықтауға болады:
HBr + AgNO3 = AgBr↓ + HNO3 (ашық-сары тұнба)
HI + AgNO3 = AgI↓ + HNO3 (сары тұнба)
Задача 5 (Термохимические расчеты, примеси).
При сжигании 1,5 г образца цинка выделилось 5,9 кДж теплоты. Определите, содержал ли образец цинка негорючие примеси, если известно, что при сжигании 1 моль цинка выделяется 348 кДж теплоты.
Есеп 5 ( Қоспалар, т ермохими ялық есептеулер ). 1,5 г мырыш үлгісін жаққанда 5,9 кДж жылу бөлінді. 1моль мырышты жаққанда 348 кДж жылу бөлінетінін біле отырып мырыш үлгісінде жанбайтын қоспалар барма, жоқпа анықтаңыздар.
Решение:
Шешуі :
ХИМИЯ
Вывод
Задание 1 .
Расшифруй цепочку превращения и осуществи химические реакции:
 |
position:absolute; z-index:2;margin-left:218px;margin-top:91px;width:16px;height:55px">
 |
Дополнительно известно:
Вещество А – корунд
Вещество B – самый распространенный металл (Ме) в земной коре
Вещество С – соединение, содержащее 15,79% Ме, 28,07% S , 56,14% О
Вещество Е – белое студенистое вещество, плохо растворимое в воде. Продукт взаимодействия вещества С со щелочью
Вещество D – натриевая соль самого распространенного металла, молекула которой содержит 40 электронов.
Решение:
А – Al 2 O 3
B – Al
C - Al2(SO4)3
D - NaAlO2
E – Al(OH)3
За каждуюопределенную формулу вещества – 1 балл
За каждое правильное написанное уравнение химической реакции (с условиями осуществления) – 2 балла
ИТОГО: 5·1+8·2 = 21 балл
1 тапсырма .
Айналулар тізбегін ашып, химиялық реакция теңдеулерін жазыңыздар:
|
position:absolute; z-index:15;margin-left:218px;margin-top:91px;width:16px;height:55px">
|
Қосымша белгілі болғаны:
А заты – корунд
B заты – жер шарында ең көп таралған метал (Ме)
С заты – 15,79% Ме, 28,07% S , 56,14% О тұратын қосылыс
Е заты – ақ қоймалжың зат, суда нашар ериді. Заттың сілтімен әрекеттесуінің өнімі С
D заты – ең көп таралған металдың натрий тұзы, молекуласы 40 электроннан тұрады.
Шешуі :
А – Al2O3
B – Al
C - Al2(SO4)3
D - NaAlO2
E – Al(OH)3
Әрбір заттың формуласын анықтағанға – 1 ұпайдан
Дұрыс жазылған әрбір химиялық реакция теңдеуіне (шарты көрсетілген) – 2 ұпайдан
БАРЛЫҒЫ: 5·1+8·2 = 21 ұпай
Задание 2. В шести пронумерованных бюксах (химических стаканах) находятся твердые вещества (в виде порошков): гидрокарбонат натрия, хлорид натрия, сульфат цинка, фосфат калия, карбонат кальция, сульфат железа(II ). Используя имеющиеся на столе реактивы и оборудование, определите содержимое каждого бюкса (химического стакана). Приведите химическую формулу каждого вещества и напишите уравнения проведенных химических реакций.
Реагенты: 2 M HCl, 2 M NaOH , H 2 O дистиллированная, 2М раствор AgNO 3
Оборудование: штатив с пробирками (7-10 штук), шпатель, пипетки.
Решение:
Этапы работы | Наблюдения | Уравнения реакции, выводы |
|
Растворить пробы веществ в воде | Не растворилось одно вещество | Это CaCO3 |
|
Добавить в пробы растворенного и нерастворенного вещества HCl | В двух пробирках выделяется газ. | NaHCO3 + HCl = CaCO3 + HCl = |
|
Добавить в пробы веществ раствор гидроксида натрия (не избыток) | В двух пробирках выпадают осадки зеленого (болотного) цвета и белого аморфного. | Это FeSO4 и Zn(NO3)2 FeSO4 + NaOH = Zn(NO3)2 + NaOH= |
|
Добавляем в пробы веществ по каплям нитрат серебра | В двух пробирках выпадают белый творожистый и желтый осадки. | Это NaCl и K3PO4 NaCl +AgNO3 = K3PO4 + AgNO3= |
За определение каждого вещества по 1 баллу.
За уравнение реакции – 2 балла
Итого: 6·1+6·2 = 18 баллов
Примечание: Если в уравнении реакции не расставлены все коэффициенты, но сущность химической реакции отражена – 1 балл
2 тапсырма. Алты номерленген бюксте (химиялық стакан) қатты зат бар (ұнтақ түрінде): натрий гидрокарбонаты, натрий хлориді, мырышг сульфаты, калий фосфаты, кальций карбонаты, темір (ІІ) сульфаты. Столдағы реактивтерді және құралдарды пайдалана отырып, әрбір бюкстегі затты анықтаңыздар. Әрбір заттың химиялық формуласын және химиялық реакция теңдеулерін жазыңыздар.
Реагенттер: 2M HCl, 2M NaOH, дистилденген H2O, 2М AgNO3 ерітіндісі
Құрал-жабдықтар : пробиркалары бар штатив (7-10 дана ), шпатель (ұстағыш) , пипетк алар .
Шешуі :
Жұмыс этаптары | Құбылыс | Реакция теңдеулері |
|
Заттың сынамасын суда еріту | Бір зат та еріген жоқ | Бұл CaCO3 |
|
Еріген және ерімеген заттың сынамасына НСІ қосу | Екі пробиркада газ бөлінеді | NaHCO3 + HCl = CaCO3 + HCl = |
|
Заттың сынамасына натрий гидроксидін қосу (аз мөлшерде) | Екі прробиркада жасыл түсті (саз балшық тәрізді) және ақ түсті аморфты тұнба пайда болады | Бұл FeSO4 және Zn(NO3)2 FeSO4 + NaOH = Zn(NO3)2 + NaOH= |
|
Сынамаға тамшылатып күміс нитратын қосамыз | Екі пробиркада ақ ірімшік тәрізді және сары тұнба түседі. | Бұл NaCl және K3PO4 NaCl +AgNO3 = K3PO4 + AgNO3= |
Әрбір затты анықтағанға 1 ұпайдан.
Әрбір реакция теңдеуіне – 2 ұпайдан.
Барлығы : 6·1+6·2 = 18 ұпай
Ескерту: Егер реакция теңдеуінде барлық коэффиценттер қойылмаған болса, бірақ химиялық реакцияның мәні анықталған болса – 1 ұпай беруге болады
Если для опыта необходима сухая газоотводная трубка, то поступают следующим образом. На свободный конец газоотводной трубки надевают резиновую трубку со стеклянным наконечником. При испытании герметичности прибора намокнет съемный наконечник, а газоотводная трубка останется сухой.
Собрать газ в сосуд можно разными методами. Наиболее распространенны два – метод вытеснения воздуха и метод вытеснения воды. Каждый из них имеет свой достоинства и недостатки, и выбор метода во многом обусловлен свойствами того газа, который нужно собрать.
Метод вытеснения воздуха
Этим методом можно собрать любой газ, но здесь возникает проблема точного определения того момента, когда весь воздух из сосуда-приемника будет вытеснен собираемым газом.
Прежде чем собирать газ вытеснением воздуха, необходимо выяснить, тяжелее он или легче воздуха. От этого будет зависеть положение сосуда-приемника (рис.). Для этого рассчитывают относительную плотность газа по воздуху по формуле: D возд. (X) = Mr(X)/29, где Mr – относительная молекулярная масса собираемого газа, 29 – относительная молекулярная масса воздуха. Если рассчитанная величина окажется меньше единицы, то газ легче воздуха, и сосуд-приемник нужно располагать отверстием вниз (рис. 57, а). Если же относительная плотность газа по воздуху больше единицы, то газ тяжелее воздуха, и сосуд-приемник следует располагать отверстием вверх (рис. 57,б).
Рис. 57. Положение сосуда-приемника (1): а – для газа, который легче воздуха; б – для газа, который тяжелее воздуха.
Контролировать наполнение сосуда можно по-разному в зависимости от того, какой газ собирают. Например, окрашенный оксид азота(IV) легко обнаружить по красно-бурому цвету. Для обнаружения кислорода используют тлеющую лучинку, которую подносят к краю сосуда, но не вносят внутрь.
Метод вытеснения воды.
При использовании этого метода значительно легче контролировать наполнение сосуда-приемника газом. Однако этот метод имеет серьезное ограничение – его нельзя использовать, если газ растворяется в воде или вступает с ней в реакцию .
Для собирания газа вытеснением воды необходимо иметь широкий сосуд, например кристаллизатор, наполненный на 2/3 водой. Сосуд-приемник, например пробирку, наполняют доверху водой, закрывают пальцем, быстро переворачивают вверх дном и опускают в кристаллизатор. Когда отверстие пробирки окажется под водой, отверстие пробирки открывают и вводят в пробирку газоотводную трубку (рис. 58).
Рис. 58. Прибор для собирания газа методом вытеснения воды: 1 – пробирка-приемник, наполненная водой; 2 – кристаллизатор.
После того, как вся вода будет вытеснена из пробирки газом, отверстие пробирки закрывают под водой пробкой и извлекают из кристаллизатора.
Если газ, который собирают методом вытеснения воды, получают при нагревании, нужно неукоснительно соблюдать следующее правило:
Нельзя прекращать нагревание пробирки с исходными веществами, если газоотводная трубка находится под водой!
Оформление результатов эксперимента
Форма записи результатов, полученных при выполнении химического эксперимента, никем не регламентирована. Но протокол эксперимента обязательно должен включать следующие пункты: название эксперимента и дату его проведения, цель эксперимента, перечень оборудования и реактивов, которые были использованы, рисунок или схему прибора, описание действий, которые были выполнены в ходе работы, наблюдения, уравнения протекающих реакций, расчеты, если они производились при выполнении работы, выводы.
Форма отчета о проведенной практической работе.
Запишите дату проведения эксперимента и название опыта.
Сформулируйте самостоятельно цель эксперимента.
Кратко запишите все, что вы делали.
Выполните рисунок опыта или нарисуйте прибор, которым вы пользовались. Старайтесь, чтобы рисунок получился четким. Обязательно сделайте к рисунку пояснительные надписи. Для изображения окрашенных веществ используйте цветные карандаши или фломастеры.
Запишите свои наблюдения, т.е. опишите условия протекания и признаки химических реакций.
Составьте уравнения всех химических реакций, которые произошли в ходе эксперимента. Не забудьте расставить коэффициенты.
Сделайте вывод из опыта (или работы).
Оформить отчет о работе можно как последовательное описание действий и наблюдений, или в виде таблицы:
Опыт № …
|
Описание опыта |
Рисунок опыта |
Признаки реакций |
Выводы. Уравнения реакций |
При решении экспериментальных задач, связанных с распознаванием и идентификацией веществ, отчет удобно оформлять в виде другой таблицы:
|
Порядок действий |
Реактив |
Номер пробирки |
Вывод |
||
Тема 1. Основные понятия и законы химии.
Лабораторные опыты.
Примеры физических явлений .
Опыт № 1. Нагревание стекла (стеклянной трубки)
в пламени спиртовки.
Оборудование и реактивы: стеклянная трубка, спиртовка, спички, асбестовая сетка.
1. Возьмите стеклянную трубку за ее концы двумя руками.
2. Внесите среднюю часть трубки в пламя спиртовки. Помните, что верхняя часть пламени самая горячая.
3. Вращайте трубку, не вынося из пламени спиртовки (рис. 59).
4. Когда стекло сильно накалится (через 3–4 минуты), попытайтесь трубку согнуть, не прилагая чрезмерных усилий.
Рис. 59. Сгибание стеклянной трубки.
Положите стеклянную трубку на асбестовую сетку. Будьте осторожны: горячее стекло по внешнему виду не отличается от холодного!
1) Изменилось ли стекло?
2) Получилось ли новое вещество при нагревании стеклянной трубки?
Опыт № 2. Плавление парафина.
Оборудование и реактивы: тигель илистеклянная пластина, спиртовка, спички, тигельные щипцы или пробиркодержатель, асбестовая сетка, парафин.
Инструкция к выполнению опыта.
1. Положите небольшой кусочек парафина в тигель (или на стеклянную пластину).
2. Возьмите тигель (или стеклянную пластину) тигельными щипцами (или укрепите его в держателе для пробирок).
3. Внесите тигель с парафином (или стеклянную пластину) в верхнюю часть пламени спиртовки. Внимательно наблюдайте за происходящими изменениями.
4. После расплавления парафина поставьте тигель (или стеклянную пластину) на асбестовую сетку и погасите спиртовку.
5. Когда тигель (или стеклянная пластина) охладится, рассмотрите вещество, которое находится в тигле (или на стеклянной пластине).
1) Изменился ли парафин?
2) Получилось ли новое вещество при нагревании парафина?
3) Какое это явление: физическое или химическое?
Примеры химических явлений.
Опыт № 3. Прокаливание медной пластинки или проволоки
в пламени спиртовки.
Оборудование и реактивы: спиртовка, спички, тигельные щипцы или пробиркодержатель, асбестовая сетка, медная проволока или пластина.
Инструкция к выполнению опыта.
1. Возьмите медную пластину (или медную проволоку) тигельными щипцами.
2. Внесите медную пластину в верхнюю часть пламени спиртовки и накалите ее.
3. Через 1-2 минуты выньте пластину из пламени и счистите с нее ножом или лучинкой образовавшийся черный налет на чистый лист бумаги.
4. Повторите нагревание и снова счистите получившийся налет.
5. Сравните образовавшейся черный налет с медной пластинкой.
1) Изменилась ли медная пластинка при накаливании?
2) Образовалось ли новое вещество при накаливании медной пластинки?
3) Какое это явление: физическое или химическое?
Опыт № 4. Действие соляной кислоты на мел или мрамор.
Оборудование и реактивы: химический стакан объемом 50 мл, мрамор (мелкие кусочки или крошка), раствор соляной кислоты (1: 3), спички.
Инструкция к выполнению опыта.
1. В химический стакан поместите 2-3 небольших кусочка мрамора величиной с горошину. Будьте осторожны: не разбейте дно стакана.
2. Налейте в стакан столько соляной кислоты, чтобы кусочки мрамора были полностью покрыты ею. Что наблюдаете?
3. Зажгите спичку и внесите ее в стаканчик. Что наблюдаете?
4. Выполните рисунок опыта, запишите свои наблюдения.
1) Образовалось ли новое вещество при приливании соляной кислоты к мрамору? Какое это вещество?
2) Почему потухла спичка?
3) Какое это явление: физическое или химическое?
Типы химических реакций.
Аппарат Киппа используют для получения водорода, углекислого газа и сероводорода. Твердый реагент помещают в средний шарообразный резервуар аппарата на пластмассовый кольцевой вкладыш, предохраняющий попадание твердого реагента в нижний резервуар. В качестве твердого реагента для получения водорода используют цинковые гранулы, углекислого газа - куски мрамора, сероводорода - куски сульфида железа. Куски насыпаемого твердого вещества должны быть размером около 1 см 3 . Пользоваться порошком не рекомендуется, так как ток газа получится очень сильным. После загрузки твердого реагента в аппарат через верхнее горло заливают жидкий реагент (например, разбавленный раствор соляной кислоты при получении водорода, углекислого газа и сероводорода). Жидкость наливают в таком количестве, чтобы её уровень (при открытом газоотводном кране) достигал половины верхнего шарообразного расширения нижней части. Пропускают газ в течение 5-10 минут, чтобы вытеснить воздух из аппарата, после этого закрывают газоотводный кран, в верхнее горло вставляют предохранительную воронку. Газоотводную трубку соединяют с тем прибором, куда нужно пропускать газ.
При закрытом кране выделяющийся газ вытесняет жидкость из шарообразного расширения аппарата, и он перестает работать. При открывании крана кислота вновь поступает в резервуар с твердым реагентом, и аппарат начинает работать. Это один из самых удобных и безопасных методов получения газов в лаборатории.
Собирать газ в сосуд можно различными методами. Наиболее распространены два метода: метод вытеснения воды и метод вытеснения воздуха. Выбор метода обусловлен свойствами газа, который нужно собрать.
Метод вытеснения воздуха . Этим методом можно собрать практически любой газ. Прежде чем отбирать газ, надо определить, легче он воздуха или тяжелее. Если относительная плотность газа по воздуху больше единицы, то сосуд-приемник следует держать отверстием вверх, так как газ тяжелее воздуха и будет опускаться на дно сосуда (например, углекислый газ, сероводород, кислород, хлор и др.). Если относительная плотность газа по воздуху меньше единицы, то сосуд-приемник следует держать отверстием вниз, так как газ легче воздуха и будет подниматься вверх сосуда (например, водород и др.). Контролировать наполнение сосуда можно по-разному, в зависимости от свойств газа. Например, для определения кислорода используют тлеющую лучину, которая при поднесении к краю сосуда (но не внутрь!) вспыхивает; при определении углекислого газа горячая лучина потухает.
Метод вытеснения воды . Этим методом можно собирать только газы, которые не растворяются в воде (или мало растворяются) и не реагируют с ней. Для собирания газа необходим кристаллизатор, на 1/3 заполненный водой. Сосуд-приемник (чаще всего пробирку) наполняют до верху водой, закрывают пальцем и опускают в кристаллизатор. Когда отверстие сосуда окажется под водой, его открывают и вводят в сосуд газоотводную трубку. После того, как вся вода будет вытеснена из сосуда газом, отверстие закрывают под водой пробкой и вынимают сосуд из кристаллизатора.
Проверка газа на чистоту . Многие газы горят на воздухе. Если поджечь смесь горючего газа с воздухом, то произойдет взрыв, поэтому газ нужно проверять на чистоту. Проверка заключается в сжигании небольшой порции газа (около 15 мл) в пробирке. Для этого газ собирают в пробирку и поджигают от пламени спиртовки. Если газ не содержит примесей воздуха, то горение сопровождается легким хлопком. Если же раздается резкий лающий звук, то газ загрязнен воздухом и необходима его очистка.
Тест «Азот и его соединения»
Вариант 1 1. Наиболее прочная молекула: а) Н 2 ; б) F 2 ; в) О 2 ; г) N 2 .2. Окраска фенолфталеина в растворе аммиака: а) малиновая; б) зеленая; в) желтая; г) синяя.3. Степень окисления +3 у атома азота в соединении: а) NH 4 NO 3 ; б) NaNО 3 ; в) NО 2 ; г) КNO 2 .4. При термическом разложении нитрата меди(II) образуются: а) нитрит меди(II) и О 2 ;б) оксид азота(IV) и О 2 ;в) оксид меди(II), бурый газ NO 2 и О 2 ; г) гидроксид меди(II), N 2 и О 2 .5. Какой ион образован по донорно-акцепторному механизму? а) NH 4 + ; б) NO 3 – ; в) Сl – ; г) SO 4 2– .6. Укажите сильные электролиты: а) азотная кислота; б) азотистая кислота; в) водный раствор аммиака; г) нитрат аммония.7. Водород выделяется при взаимодействии: а) Zn + HNO 3 (разб.); б) Cu + HCl (р-р);в) Al + NaOH + H 2 O;г) Zn + H 2 SO 4 (разб.);д) Fe + HNO 3 (конц.).8. Составьте уравнение реакции цинка с очень разбавленной азотной кислотой, если один из продуктов реакции – нитрат аммония. Укажите коэффициент, стоящий перед окислителем.9.Дайте названия веществам А, В, С. Вариант 2 1. Cпособом вытеснения воды нельзя собрать:а) азот; б) водород; в) кислород; г) аммиак.2. Реактивом на ион аммония служит раствор: а) сульфата калия; б) нитрата серебра; в) гидроксида натрия; г) хлорида бария.3. При взаимодействии НNО 3 (конц.) с медной стружкой образуется газ: а) N 2 O; б) NН 3 ; в) NO 2 ; г) Н 2 .4. При термическом разложении нитрата натрия образуется: а) оксид натрия, бурый газ NO 2 , O 2 ; б) нитрит натрия и О 2 ;в) натрий, бурый газ NO 2 , O 2 ;г) гидроксид натрия, N 2 , О 2 .5. Cтепень окисления азота в сульфате аммония: а) –3; б) –1; в) +1; г) +3.6. С какими из указанных веществ реагирует концентрированная HNO 3 при обычных условиях? а) NаОН; б) АgСl; в) Al; г) Fе; д) Сu.7. Укажите число ионов в сокращенном ионном уравнении взаимодействия сульфата натрия и нитрата серебра: а) 1; б) 2; в) 3; г) 4.8. Составьте уравнение взаимодействия магния с разбавленной азотной кислотой, если один из продуктов реакции – простое вещество. Укажите коэффициент, стоящий в уравнении перед окислителем.9. Напишите уравнения реакций для следующих превращений:
Дайте названия веществам А, В, С, D.
Ответы
Вариант 1 1 – г; 2 – а; 3 – г; 4 – в; 5 – а; 6 – а, г; 7 – в, г; 8 – 10,
2Ag + + SO 4 2– = Ag 2 SO 4 ;
8 – 12, 9. А – NO, B – NO 2 , C – HNO 3 , D – NH 4 NO 3 ,
Газообразные вещества из курса неорганической и органической химии
При подготовке к предстоящим экзаменам выпускникам 9-х и 11-х классов необходимо изучить вопрос о газообразных веществах (физических свойствах, способах и методах получения, их распознавании и применении). Изучив темы спецификации экзаменов ОГЭ и ЕГЭ (на сайте www . fipi . ru ), можно сказать, что отдельного вопроса по газообразным веществам практически нет (см. таблицу):
| ЕГЭ | №14 (Характерные химические свойства углеводородов: алканов, циклоал- канов, алкенов, диенов, алкинов, ароматических углеводородов (бен- зола и толуола). Основные способы получения углеводородов (в лаборатории); №26 (Правила работы в лаборатории. Лабораторная посуда и оборудование. Правила безопасности при работе с едкими, горючими и токсичными веществами, средствами бытовой химии. Научные методы исследования химических веществ и превращений. Методы разделения смесей и очистки веществ. Понятие о металлургии: общие способы получения металлов. Общие научные принципы химического производства (на примере промышленного получения аммиака, серной кислоты, метанола). Химическое загрязнение окружающей среды и его последствия. Природные источники углеводородов, их переработка. Высокомолекулярные соединения. Реакции полимеризации и поли- конденсации. Полимеры. Пластмассы, волокна, каучуки) |
Так, в варианте №3 (Химия. Подготовка к ОГЭ-2017. 30 тренировочных материалов по демоверсии 2017 года. 9-й класс: учебно-методическое пособие / под ред. В.Н. Доронькина. – Ростов н/Д: Легион, 2016. – 288 с.) учащимся предложено дать ответ на следующий вопрос (№13):
Верны ли следующие суждения о способах получения веществ?
А. Путём вытеснения воды нельзя собрать аммиак.
Б. Путём вытеснения воды нельзя собрать кислород.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
Чтобы ответить на вопрос, ребятам следует знать физические и химические свойства аммиака и кислорода. Аммиак с водой очень хорошо взаимодействует, следовательно, методом вытеснения воды его получить нельзя. Кислород в воде растворяется, но с ней не взаимодействует. Поэтому, методом вытеснения воды его получить можно.
В варианте №4 (Химия. Подготовка к ЕГЭ-2017. 30 тренировочных вариантов по демоверсии на 2017 год: учебно-методическое пособие / под ред. В.Н. Доронькина. – Ростов н/Д: Легион, 2016. – 544 с.) учащимся предложено дать ответ на следующий вопрос (№14):
Из предложенного перечня выберите два вещества, которые образуются при нагревании смеси твёрдых ацетата калия и гидроксида калия:
1) водород;
2) метан;
3) этан;
4) углекислый газ;
5) карбонат калия
Ответ: 2 (реакция декарбоксилирования)
Более того, для сдачи ЕГЭ ребятам необходимо знать, что является сырьём для получения того или иного газообразного вещества. Например, в той же книжке под редакцией Доронькина вопрос №26 (вариант 8) звучит так:
Установите соответствие между получаемым в промышленности веществом и сырьём, используемым для его получения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой:
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами:
Ответ:
В варианте №12 предлагают обучающимся вспомнить область применения некоторых газообразных веществ:
Установите соответствие между веществом и областью его применения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой:
Ответ:С ребятами, сдающими экзамен по химии в 9-ом классе, на занятиях по подготовке к экзамену, заполняем нижеследующую таблицу (в 11-ом классе повторяем её и расширяем):
Водород
Самый лёгкий газ, в 14,5 раз легче воздуха, с воздухом в соотношении два объёма водорода к одному объёму кислорода образует «гремучий газ»
1. Путём взаимодействия щелочных и щелочноземельных металлов с водой:
2 Na + 2 H 2 O = 2 NaOH + H 2
2. Взаимодействием металлов (до водорода) с соляной кислотой (любой концентрации) и разбавленной серной кислотой:
Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2
3. Взаимодействием переходных (амфотерных) металлов с концентрированным раствором щёлочи при нагревании:
2Al + 2NaOH ( конц ) + 6H 2 O = 2Na + 3H 2
4. Разложением воды под действием электрического тока:
2H 2 O = 2H 2 + O 2
По характерному звуку взрыва: сосуд с водородом подносят к пламени (глухой хлопок – чистый водород, «лающий» звук – водород с примесью воздуха):
2H 2 + O 2 2H 2 O
Водородная горелка, производство маргарина, ракетное топливо, производство различных веществ (аммиака, металлов, например вольфрама, соляной кислоты, органических веществ)
Кислород
Бесцветный газ, без запаха; в жидком состоянии имеет светло-голубую окраску, в твёрдом – синюю; в воде растворим лучше, чем азот и водород
1. Путём разложения перманганата калия:
2 KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
2. Путём разложения перекиси водорода:
2 H 2 O 2 2 H 2 + O 2
3. Разложение бертолетовой соли (хлората калия):
2KClO 3 = 2KCl + 3O 2
4. Разложение нитратов
5. Разложением воды под действием электрического тока:
2 H 2 O = 2 H 2 + O 2
6. Процесс фотосинтеза:
6 CO 2 + 6 H 2 O = C 6 H 12 O 6 + 6O 2
Вспыхивание тлеющей лучинки в ёмкости с кислородом
В металлургии, как окислитель ракетного топлива, в авиации для дыхания, в медицине для дыхания, при взрывных работах, для газовой резки и сварки металлов
Углекислый газ
Бесцветный газ, без запаха, в 1,5 раза тяжелее воздуха. При обычных условиях в одном объёме воды растворяется один объём углекислого газа. При давлении 60 атм превращается в бесцветную жидкость. При испарении жидкого углекислого газа часть его превращается в твёрдую снегообразную массу, которую в промышленности прессуют – получают «сухой лёд».
1. В промышленности обжигом известняка:
CaCO 3 CaO + CO 2
2. Действием соляной кислоты на мел или мрамор:
CaCO
3
+ 2HCl = CaCl
2
+ H
2
O + CO
2
С помощью горящей лучинки, которая гаснет в атмосфере углекислого газа, или по помутнению известковой воды:
CO 2 + Ca (OH ) 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O
Для создания «дыма» на сцене, хранения мороженого, в шипучих напитках, в пенных огнетушителях
Аммиак
Бесцветный газ с резким запахом, почти в 2 раза легче воздуха. Нельзя вдыхать продолжительное время, т.к. он ядовит. Легко сжижается при обычном давлении и температуре -33,4 о С. При испарении жидкого аммиака из окружающей среды поглощается много тепла, поэтому аммиак применяют в холодильных установках. Хорошо растворим в воде: при 20 о С в 1 объёме воды растворяется около 710 объёмов аммиака.
1. В промышленности: при высоких температурах, давлении и в присутствии катализатора азот реагирует с водородом, образуя аммиак:
N 2 +3 H 2 2 NH 3 + Q
2. В лаборатории аммиак получают действием гашёной извести на соли аммония (чаще всего хлорид аммония):
Ca(OH) 2 + 2NH 4 Cl CaCl 2 + 2NH 3 + 2H 2 O
1) по запаху;
2) по изменению окраски влажной фенолфталеиновой бумажки (стала малинового цвета);
3) по появлению дыма при поднесении стеклянной палочки, смоченной соляной кислотой
1)в холодильных установках; 2) производство минеральных удобрений;
3) производство азотной кислоты;
4) для паяния; 5) получение взрывчатых веществ; 6) в медицине и в быту (нашатырный спирт)
Этилен
При нормальных условиях – бесцветный газ со слабым запахом, частично растворим в воде и этаноле. Хорошо растворим в диэтиловом эфире и углеводородах. Является фитогормоном. Обладает наркотическими свойствами. Самое производимое органическое вещество в мире.
1) В промышленности дегидрированием этана:
CH 3 -CH 3 CH 2 =CH 2 + H 2
2) В лаборатории этилен получают двумя способами:
а) деполимеризацией полиэтилена:
(-CH 2 -CH 2 -) n nCH 2 =CH 2
б) каталитической дегидратацией этилового спирта (в качестве катализатора используют белую глину или чистый оксид алюминия и концентрированную серную кислоту):
C 2 H 5 OHCH 2 =CH 2 + H 2 O
Кислород
+
Вниз дном
+
Вверх дном
Углекислый газ
+
Вниз дном
-
Аммиак
+
Вверх дном
-
Этилен
+
Вниз дном и наклонно
-
Таким образом, для успешной сдачи ОГЭ и ЕГЭ, учащимся необходимо знать способы и методы получения газообразных веществ. Самыми распространенными из них являются кислород, водород, углекислый газ и аммиак. В учебнике 11 класса ребятам предлагается практическая работа №1, которая так и называется «Получение, собирание и распознавание газов». В ней предложено пять вариантов – получение пяти разных газообразных веществ: водород, кислород, углекислого газа, аммиака и этилена. Конечно, на уроке продолжительностью 45 минут все 5 вариантов выполнить просто нереально. Поэтому, прежде чем приступить к данной работе, учащиеся дома заполняют вышепредложенную таблицу. Таким образом, ребята дома при заполнении таблицы повторяют методы и способы получения газообразных веществ (курс химии 8, 9 и 10 класса) и приходят на урок уже теоретически осведомлёнными. За одну тему выпускники получают две оценки. Работа по объёму получается большая, но ребята с удовольствием её выполняют. А стимулом является – хорошая оценка в аттестат.
