Начальный курс химии. В 2 частях. Ч.2. Учебное пособие

Существуют и такие реакции, в которых один и тот же неметалл является одновременно и окислителем и восстановителем:

Cl2 + H2О = HCl + HClO.

Аналогичные свойства проявляют неметаллы при взаимодействии со щелочами:

-без нагревания: Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O;

-при нагревании: 3Cl2 + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O.

Многие неметаллы могут реагировать при высоких темпе-

ратурах с оксидами других неметаллов, восстанавливая их до простых веществ. Неметаллы, стоящие в ряду электроотрицательности левее серы, могут взаимодействовать и с оксидами металлов, восстанавливая металлы до простых веществ:

ZnO + C = Zn + CO; CuO + H2 = Cu + H2O.

Многие неметаллы выступают в роли восстановителей в реакциях со сложными веществами-окислителями:

S + 6HNO3 = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O.

Галогены (кроме фтора) вступают в реакции замещения с растворами солей галогеноводородных кислот: более активный

бов их получения. Так, водород получают как лабораторными способами, например, взаимодействием металлов с кислотами, так и промышленными способами, например, конверсией метана:

Zn +2HCl = ZnCl2 + H2 ↑;

CH4 + H2O = CO + 3H2 ↑ (температура 900 оС).

Получение галогенов осуществляют в основном путем окисления галогеноводородных кислот:

MnO2 +4HCl = MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O; K2Cr2O7 +14HCl = 3Cl2↑ + 2KCl +2CrCl3 +7H2O; 2KMnO4 +16HCl = 2 MnCl2 +5Cl2↑ +8H2O+ 2KCl.

Для получения кислорода используют реакции термического разложения сложных веществ:

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 +O2↑; 4K2Cr2O7 = 4K2CrO4 +2Cr2O3 +3O2↑.

Серу получают неполным окислением сероводорода или по реакции Вакенродера:

101

Для получения азота используют реакцию нитрита натрия с хлоридом аммония:

NaNO2 +NH4Cl = N2↑ + NaCl +2H2O.

Основной способ получения фосфора – из фосфата кальция: Ca3(PO4)2 +3SiO2+5C = 3CaSiO3 +5CO +2P.

Неметаллы в жизни человека играют огромную роль, так как без них невозможна жизнь не только человека, но и других живых организмов. Ведь благодаря таким неметаллическим элементам, как кислород, углерод, водород и азот, образуются аминокислоты, из которых затем образуются белки, без чего не может существовать все живое на Земле. Неметаллы широко применяются в различных отраслях производства. Например, водород используют для синтеза аммиака, метанола, хлороводорода, а также при производстве многих металлов и в медицине. Хлор применяют при производстве соляной кислоты, каучука, винилхлорида, пластмасс, текстиля, бумаги и для обеззараживания питьевой воды.

Контрольные задания

1. Запишите уравнения окислительно-восстановительных реакций с участием неметаллов, укажите окислитель и восстано-

витель: Si + F2 →, C + O2 →, P + Cl2 →, H2 + WO3 →, Cu + Br2 →,

S+ H2SO4, C + HNO3 →, Si + NaOH + H2O → Br2 + H2S → S↑ +.

2.Вычислите массу серы и объем раствора азотной кислоты,

если при взаимодействии серы с концентрированной азотной кислотой (ω (HNO3) = 60 %, плотность раствора 1,27 г/см3) образовались серная кислота и оксид азота (II) объемом 67,2 дм3 (н. у.).

3.Запишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:

С→ СО → СО2 → NaHCO3 → Na2CO3 → CO2.

4.Напишите формулы кислот, являющиеся гидратами сле-

дующих оксидов неметаллов: SO2, Cl2O5, P2O5, I2O7.

5. Составьте уравнения реакций получения азота: а) восстановлением нитрата калия железом; б) разложением нитрита аммония; в) окислением аммиака.

102

Контрольные вопросы

1.Почему неметаллы могут проявлять и окислительные, и восстановительные свойства?

2.Какие химические реакции характерны для неметаллов?

3. Чем обусловлено многообразие способов получения неметаллов?

4.Какую роль играют неметаллы в жизни человека?

5.В каких отраслях промышленности применяются неметаллы?

Задачи и упражнения для самостоятельной работы

1.Смесь порошков железа и меди массой 10 г обработали раствором НСl, при этом выделился газ объёмом 4,48 дм3. Определите массовую долю металлов в смеси.

2.К раствору, содержащему 27 г CuCl2, добавили 14 г железных опилок. Найдите массу меди, которая выделилась в результате реакции.

3.Какой объем хлороводорода можно получить из 30 дм3 хлора, если объемы газов измерены при одинаковых условиях?

4.Какой объем оксида углерода(IV) при нормальных условиях получится при разложении известняка(CaCO3) массой 400 г, содержащего 20 % примесей?

5.Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить превращения:

- H2S ← Li2S ← S → SO2 → SO3 → H2SO4;

- Mg3N2 ← NH3 ← N2 → NO → NO2 → HNO3.

6.Хлорид металла второй группы содержит47,8 % метал-

ла. Определите металл.

7. Образец бинарного соединения натрия с элементом пятой группы содержит4,14 г натрия и4,5 г другого элемента. Назовите это соединение.

8. При действии избытка воды на1,38 г металла выделился газ, занимающий при нормальных условиях объем672 см3. Определите металл.

103

9.Найдите массу соли, образующейся при сжигании 11,2 г лития в 20 дм3 хлора (н.у.).

10.Даны: оксид серы (IV), кислород, хлорная вода, раствор гидроксида калия (горячий). Напишите уравнения четырёх воз-

можных реакций между всеми предложенными веществами, не повторяя пары реагентов.

11. Магний массой 4,8 г растворили в 200 см3 раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4 0,12 (ρ = 1,05 г/см3). Вычислите массовую долю сульфата магния в конечном растворе.

Тестовые задания

1. С водой при обычной температуре взаимодействуют:

3. В порядке возрастания неметаллических свойств элементы

5.Хлор проявляет положительную степень окисления в соединении:

6. Выберите название аллотропной модификации углерода:

7. Расположите металлы по уменьшению электропроводности:

104

10.Твердое агрегатное состояние при комнатной температуре имеет:

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Егоров, А. С. Основы химии [Текст] : учебник / А. С. Егоров, В. А. Попков, Н. М. Иванченко.– М. : Высш. шк., 2005. – 551 с.

Пресс, И. А. Основы общей химии [Текст] : учебник / И. А. Пресс. – Спб. : Изд-во «Лань», 2-е изд. перераб., 2012. – 496 с. [Электронный ресурс]. – Режим доступа : https: //e.lanbook. com/book/ 4035# authors. – Загл. с экрана.

Фадеев, Г. Н. Задачи и тесты для самоподготовки по химии [Текст] : учеб. пособие / Г. Н. Фадеев. – М.: Бином. Лаб. Зна-

ний, 2008. – 310 с.

Химия [Текст] : учебник / Л. Н. Блинов, И. Л. Перфилова, Т. В. Соколова, Л. В. Юмашева. – СПб.: Изд-во «Лань», 2016. – 272 с.

105

1.2.Окислительно-восстановительные реакции……….. 6

1.3.Составление уравнений окислительно-восста-

2.3.Электролиты, неэлектролиты. Теория электролитической диссоциации ………………….. 42

2.4.Диссоциация кислот, оснований и солей в водных растворах ……………………………………………. 45

2.5.Степень и константа диссоциации. Ионные

уравнения реакций ………………………………….. 48

2.6.Диссоциация воды. Водородный показатель……… 53

2.7.Гидролиз солей……………………………………… 56

Задачи и упражнения для самостоятельной работы…... 59

Тестовые задания………………………………………… 60

ГЛАВА 3. ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ……………………………………………………... 61

3.1.Оксиды ……………………………………………….. 61

3.2.Основания ……………………………………………. 65

106

ГЛАВА 4. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАЛЛОВ

ИНЕМЕТАЛЛОВ …………………………………………….. 86

4.1.Физические свойства металлов…………………….. 86

4.2.Химические свойства металлов……………………. 90

4.3.Физические свойства неметаллов………………….. 96

4.4.Химические свойства неметаллов…………………. 100 Задачи и упражнения для самостоятельной работы…... 103

Тестовые задания………………………………………… 104

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………... 105

107

Учебное издание

ДАНИЛОВ Владимир Николаевич

НАЧАЛЬНЫЙ КУРС ХИМИИ ЧАСТЬ 2

(Для студентов-иностранцев)

Подписано в печать 24. 01. 2020. Формат 60х84 1/16.

Усл. печ. л. 6,3. Тираж 200 экз. Заказ С – 04.

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» (ФГБОУ ВО «ВГУИТ»)

Отдел полиграфии ФГБОУ ВПО «ВГУИТ» Адрес академии и отдела полиграфии: 394036, Воронеж, пр. Революции, 19

108