Билет №21

Водород, его положение в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, строение атома и молекулы, физические и химические свойства, получение, применение.

    Характеризуя водород по положению в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, следует обратить внимание на особенности строения атома водорода — самого простейшего из химических элементов (состоит из ядра, представляющего собой один протон, и одного электрона). Такое строение обусловливает разнообразие свойств водорода, его двойственное положение в системе Д. И. Менделеева — в I и VII группах.          Наиболее распространенная степень окисления водорода +1. Водороду свойственна валентность, равная единице.          Молекула водорода двухатомная, связь ковалентная неполярная. Схема образования молекулы водорода:                   Водород — газ без цвета и запаха, плохо растворим в воде, в 14,5 раз легче воздуха.          Так же как и у щелочных металлов (Li, Na, К и др.), у Н на внешнем электронном слое один электрон, с другой стороны, так же как и элементам VII группы, водороду не хватает одного электрона до его завершения.          Водород — самый распространенный элемент во Вселенной. На Земле водород содержится в воде, природном газе, нефти.          Получение водорода следует выразить уравнениями химических реакций. Например, в лаборатории водород получают при взаимодействии металлов с растворами кислот, например соляной:                   В промышленности водород получают из водяного пара при взаимодействии его с коксом, который в основном состоит из углерода, из природного газа метана СН₄ и др.          При характеристике химических свойств водорода необходимо записать уравнения соответствующих реакций.          Водород может быть как восстановителем, так и окислителем:                   В этих реакциях водород проявляет свойства восстановителя, его атомы повышают степень окисления до -1.                               Окислительные свойства водорода он проявляет, например, при взаимодействии с металлами:                   Говоря о применении водорода, стоит рассказать о его использовании в синтезе НСl и NH₃, а также резке, сварке и получении металлов, в переработке нефти и жиров.     

Билет №22

Вода, ее состав, строение молекулы, физические и химические свойства (разложение, отношение к натрию, оксидам кальция, серы (IV)). Основные загрязнители природной воды, очистка природных и сточных вод.

    Вода — самое распространенное в природе соединение. Молекула ее состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода (Н2О).          Молекула воды имеет угловую форму и образована по типу ковалентной полярной химической связи:                   В ходе рассказа о физических свойствах воды можно подчеркнуть, что это единственное соединение, которое в природных условиях существует в трех агрегатных состояниях (твердом, жидком и газообразном).          Рассказ о химических свойствах воды целесообразно сопровождать записями уравнений реакций.                  Способность реагировать и с основными, и с кислотными оксидами говорит об амфотерных свойствах воды.

Далее следует рассказать о значении воды в природе и жизнедеятельности человека. Вода составляет 2/3 от массы человеческого организма.          Рассказ будет выглядеть более полным, если в нем удастся раскрыть важность использования воды как универсального растворителя в природе, быту, промышленности, сельском хозяйстве. Основные источники природной воды — лед, дождь, снег, вода рек и озер. Из 10¹⁸ т. воды на Земле лишь 3% приходится на пресную воду, из которых 80% недоступно для использования,    доступной для использования, составляет 40000 км³ в год. Отсюда следует важность экономного и разумного использования запасов пресной воды, необходимость очистки загрязненных природных и сточных вод. К основным загрязнителям воды относятся: промышленные и бытовые стоки, твердые отходы, отходы сельского хозяйства (удобрения), естественные примеси, радиоактивные и тепловые загрязнители.          Очистка воды производится в промышленных масштабах на очистных сооружениях. В общем случае очистка воды включает три стадии: 1) первичная очистка проводится с целью удаления механических примесей; 2) вторичная очистка, при которой происходит разложение содержащихся органических веществ под действием микроорганизмов или хлора; 3) третичная очистка включает биологическую, химическую и физическую обработку вод. Эта стадия позволяет довести сточные и природные воды до такого уровня чистоты, что она отвечает стандартам на питьевую воду. Особое внимание в последнее время уделяется чистоте питьевой воды.