2. Граф логической структуры темы

3. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

Основная литература:

1. Левітін Є.Я., Бризицька А.М., Клюєва Р.Г. Загальна та неорганічна хімія. Вінниця: Нова книга, 2003. – С. 99-125.

2. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.: Высшая школа, 2001. – С. 253-278.

Дополнительная литература:

3. Гузей Л.С., Сорокин В.В. Основные классы неорганических соединений. М.: Изд-во МГУ, 1992. – С.3-9.

ОРИЕНТИРОВАННАЯ ОСНОВА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Инструкция к практическому занятию:

РЕШЕНИЕ ОБУЧАЮЩИХ ЗАДАЧ

Задача 1.

Воспользовавшись классификацией веществ, разделите приведенные соединения на три группы: простые, сложные бинарные и сложные трехэлементые: HCl; H₂SO₄; CuO; Al; Zn(OH)₂; H₂.

Эталон решения:

К простым веществам относятся соединения, в состав которых входят атомы одного элемента. Соответственно, из приведенных соединений это Al – металл и H₂ – неметалл.

Сложные вещества, в свою очередь, состоят из атомов различных элементов. К двухэлементным или бинарным соединениям, состоящим из атомов двух различных элементов, относятся оксиды, гидриды, галогениды и т.д. Из приведенных соединений это HCl – гидрид и CuO – оксид.

Трехэлементные соединения, соответственно, содержать три типа атомов элементов, и к ним, как правило, относятся кислоты, основания, соли. В данном задании это H₂SO₄ – кислота и Zn(OH)₂ – гидроксид.

Задача 2.

Запишите примеры трех простых соединений, два из которых являются неметаллами, а также приведите примеры четырех сложных двухэлементых соединений, относящихся к различным классам. Укажите названия приведенных соединений.

Задача 3.

Классифицируйте приведенные оксиды на солеобразующие и несолеобразующие: CaO; CO; CO₂; SiO.

Приведите уравнения химических реакций, подтверждающих свойства данных соединений.

Эталон решения:

Солеобразующие оксиды это бинарные соединения с кислородом, которые вступая в химические реакции, могут образовывать различные соли.

В данном задании, к солеобразующим оксидам относятся СаО – основный оксид и СО₂ – кислотный оксид. В качестве примеров, иллюстрирующих химические свойства данных соединений можно рассмотреть реакции с кислотой и щелочью соответственно:

CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O

CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O

Несолеобразующие оксиды в химические реакции, протекающие с образованием солей, не вступают. Это, как правило, оксиды элементов, находящихся в промежуточных степенях окисления. В приведенном задании к ним относятся CO и SiO, которые не реагируют ни с кислотами, ни с щелочами:

CO + NaOH ≠

SiO + NaOH ≠

Задача 4.

Приведите уравнения химических реакций, при помощи которых могут быть получены кислотный (SO₂), амфотерный (Fe₂O₃) и основный (MgO) оксиды.

Задача 5.

Запишите уравнения реакций, при помощи которых может быть получен гидроксид Al(OH)₃ и проиллюстрированы его химические свойства.

Эталон решения:

Al(OH)₃ – нерастворимый гидроксид белого цвета, может быть получен при действии щелочей на соль алюминия:

AlCl₃ + 3KOH = Al(OH)₃ + 3KCl

Al(OH)₃ – гидроксид, обладающий амфотерными свойствами, то есть проявляет как кислотные, так и основные свойства, вступая в реакции с щелочами и кислотами, соответственно:

Al(OH)₃ + 3HCl + 3H₂O = [Al(H₂O)₆]Cl₃ (основные свойства)

Al(OH)₃ + 3KOH = K₃[Al(OH)₆] (кислотные свойства)

Так же нерастворимые гидроксиды вступают в реакции термического разложения:

2Al(OH)₃ Al₂O₃ + 3H₂O

Задача 6.

Приведите химические реакции, которые демонстрируют общие химические свойства для растворимых оснований (щелочей) и нерастворимых гидроксидов.

Задача 7.

Определите основность кислот: H₂SO₄; H₃PO₄ и HNO₂. Запишите уравнения диссоциации данных соединений.

Эталон решения:

Основность кислот определяется количеством атомов водорода, которые способны замещаться на катион металла с образованием солей.

Основность кислот может быть продемонстрирована при помощи реакции диссоциации:

1. H₂SO₄ – двухосновная кислота, которая диссоциирует в две стадии:

H₂SO₄ → H⁺ + HSO₄^- (1-я стадия)

HSO₄^- → H⁺ + SO₄^2- (2-я стадия)

H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄^2- (суммарное уравнение)

2. H₃PO₄ – трехосновная кислота, диссоциация протекает в три стадии:

H₃PO₄ ↔ Н⁺ + Н₂РО₄^- (1-я стадия)

Н₂РО₄^- ↔ Н⁺ + НРО₄^2- (2-я стадия)

НРО₄^2- ↔ Н⁺ + РО₄^3- (3-я стадия)

H₃PO₄ ↔ 3Н⁺ + РО₄^3- (суммарное уравнение)

3. HNO₂ – одноосновная кислота, диссоциация может быть записана:

HNO₂ ↔ Н⁺ + NO₂^-

Задача 8.

Для серы характерно образование большого количества различных кислот: тио- и полисерных. Укажите названия приведенных кислот: H₂S₂O₃; H₂SO₄; H₂S₂O₇; H₂S₃O₆ и запишите структурные формулы серной и тиосерной кислот.

Задача 9.

Приведите уравнения химических реакций, при помощи которых могут быть получены кислая, основная и средняя соли.

Задача 10.

Составьте формулы высших гидроксидов группы III-А. Проанализируйте изменение кислотно-основных свойств для данных соединений, подтвердите при помощи уравнений реакций.

Эталон решения:

Элементы группы III-А проявляют максимальную степень окисления +3, поэтому общую формулу гидроксидов можно представить как Э(ОН)₃ и записать ряд данных соединений:

B(OH)₃ – Al(OH)₃ – Ga(OH)₃ – In(OH)₃ – Tl(OH)₃

По мере роста порядкового номера элемента, то есть в группе сверху вниз наблюдается усиление основных свойств и ослабление кислотных.

Кислородсодержащее соединение бора, проявляющее более выраженные кислотные свойства, должно быть представлено как H₃BO₃ – ортоборная кислота, слабая трехосновная кислота. Кислотные свойства могут быть проиллюстрированы реакцией с щелочами:

H₃BO₃ + 3NaOH = Na₃BO₃ + 3H₂O

Гидроксид алюминия Al(OH)₃ – проявляет в равной степени выраженные как кислотные, так и основные свойства, то есть обладает амфотерными свойствами. Соответственно, вступает в реакции как с щелочами, так с кислотами:

Al(OH)₃ + NaOH NaAlO₂ + 2H₂O

2Al(OH)₃ + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O

Для гидроксида Ga(OH)₃ основная и кислотная функции проявляются в равной степени, для In(OH)₃ наблюдается преобладание основных свойств, а для Tl(OH)₃ – кислотные свойства выражены настолько слабо, что практически не проявляются. Поэтому, гидроксид таллия (+3) может быть растворен только в сильных минеральных кислотах:

Tl(OH)₃ + 3HCl = TlCl₃ + 3H₂O

Задача 11.

Запишите формулы галогенводородных кислот, укажите названия данных соединений. Проанализируйте изменение кислотно-основных свойств и окислительно-восстановительной активности данных соединений. Приведите уравнения окислительно-восстановительных реакций с участием HCl и HI.