Химия. В 2 частях. Ч.II. Учебное пособие

6. Водородные соединения неметаллов

примере VIIA группы. Известно, что радиусы атомов сверху вниз возрастают, следовательно, связь водорода с галогеном будет становиться все длиннее и разорвать ее будет все проще. Это приводит все к более легкому отрыву иона водорода, а значит, кислотные свойства будут все сильнее. Из этого можно сделать вывод, что фтороводородная кислота слабее хлороводородной кислоты. Аналогично рассуждая, несложно понять, что кислотные свойства сероводородной кислоты будут выражены ярче по сравнению с водой.

Водородные соединения неметаллов, таких как углеводороды, силаны, бораны, в обычных условиях практически не проявляют ни кислотных, ни основных свойств.

H2S + 2NaOH → Na2S + 2H2O

HCl + KOH → KCl + H2O

HBr + KOH → KBr + H2O

NH3 H2O + HCl → NH4Cl + H2O

PH3 + HI → PH4I

2. Окислительно-восстановительные свойства

В связи с тем, что в водородных соединениях неметаллы находятся в отрицательных степенях окисления, они могут проявлять только восстановительные свойства. Сверху вниз восстановительные свойства таких соединений возрастают. Это связано с тем, что сверху вниз по Периодической системе радиус атома возрастает (а соответственно, и радиус иона тоже), и электроны отдавать становится проще, восстановительные свойства проявляются все ярче, что можно наблюдать в реакциях взаимодействия галогенидов:

(*) NaГкр. + H2SO4(конц.) → НГ ↑ + Na2SO4 (Г = F, Cl) 2NaBr + 2H2SO4(конц.) → Br2 + SO2↑ + 2H2O + Na2SO4 8NaI + 5H2SO4(конц.) → 4I2 + H2S↑ + 4H2O + 4Na2SO4 CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O

4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O

РН3 + 2О2 → Н3РО4

101

Модуль IV. Неорганическая химия

3. Термическая устойчивость солей аммония

В связи с неустойчивостью связей N–H к нагреванию все соли аммония термически неустойчивы и при нагревании разлагаются.

По характеру разложения соли можно разбить на три группы:

● Если анион соли является слабым окислителем или вообще неокислителем, а соответствующая ему кислота летуча, то в этом случае происходит обратимое разложение соли, т. е. она вновь образуется в холодной зоне (без изменения степеней окисления элементов):

NH4Cl ↔ NH3 + HCl

● Если анион соли является слабым окислителем или вообще неокислителем, а соответствующая ему кислота нелетуча, то в этом случае происходит необратимое разложение соли, так как аммиак улетает, а кислота остается (без изменения степеней окисления элементов):

(NH4)3PO4 → 3NH3 + H3PO4

(NH4)2SO4 → 2NH3 + H2SO4

● Если анион соли является сильным окислителем, то в этом случае происходит необратимое разложение соли с изменением степеней окисления атомов:

NH4NO3 → N2O + 2H2O

NH4MnO4 → 2H2O + N2 + MnO2

(NH4)2Cr2O7 → 4H2O + N2 + Cr2O3

Вопросы и упражнения

1.Какое строение имеют водородные соединения неметаллов?

2.У какого из соединений H2O или H2S восстановительные свойства выражены ярче и почему?

3.Возможно ли образование водородной связи между молекулами аммиака и хлороводорода? Почему?

4.Запишите уравнение реакции разложения нитрита аммония.

5.У какого из веществ H2O или HF кислотные свойства выражены ярче и почему?

6.Какую кристаллическую решетку имеет сероводород в твердом состоянии?

102

Тренировочный тест к модулю IV

Тренировочный тест к модулю IV

1. Формула азотной кислоты:

а) HCI

б) H2SO4

в) HNO3

г) HNO2

2. Исключите лишнее:

а) CuO

б) Cu(OH)2 в) NiO

г) Cu2O

3.Дайте название веществуAl(OH)3: а) оксид алюминия (III)

б) гидроксид алюминия (II) в) гидроксид алюминия (III) г) гидроксид железа (III)

4.Формула оксида азота (V):

а) N2O б) N2O5 в) N2O3 г) NO

5. Формула кислотного оксида:

а) SO2

б) CuOH

в) Cu2О

г) Fe2O3

6. Из приведенного перечня формул выберите оксид, соответствующий фосфорной кислоте:

а) CO2

б) P2O3

в) SO2

г) P2O5

103

Модуль IV. Неорганическая химия

7. Нерастворимая в воде кислота:

а) HNO2

б) H2SO3

в) H2SiO3

г) H2SO4

8. К амфотерным оксидам относят:

а) CO2

б) Cr2O3

в) CrO3

г) TiO2

9.Среди перечисленных веществ кислой солью является: а) гидрид лития б) гидроксид натрия

в) гидроксокарбанат меди г) гидрокарбонат натрия

10.Какой из элементов может образовать кислотный оксид? а) хром б) кальций в) медь г) литий

11.Оксид стронция может взаимодействовать с каждым из двух веществ: а) вода и соляная кислота б) вода и гидроксид натрия

в) оксид серы (VI) и гидроксид лития г) оксид лития и гидроксид лития

12.Гидроксид меди (II) образуется при действии щелочи на:

а) оксид меди (II) б) оксид меди (I)

в) растворы солей меди (II)

г) его невозможно получить действием щелочи

104

Тренировочный тест к модулю IV

13. Хлорид железа (II) реагирует с каждым из двух веществ:

а) CaCl2 и HCl

б) Zn иAgNO3

в) H2SO4 и CO2

г) MgO и KOH

14. В каком соединении водород проявляет степень окисления –1?

а) HNO3

б) H2O

в) NaH

г) NaOH

15.Степень окисления хрома в K2Cr2O7 равна:

а) +3 б) +6 в) +12 г) –6

16.Максимально возможная степень окисления циркония:

а) +4 б) IV в) +3 г) III

17.Минимальная степень окисления фосфора:

а) –3 б) –5 в) III г) V

18. Степень окисления –3 азот имеет в веществе:

а) NH4OH

б) HNO3

в) NF3

г) N2

105

Модуль IV. Неорганическая химия

19.Валентность азота в NH3 равна:

а) 0 б) 1 в) 2 г) 3

20.Из указанных элементов выберите тот, который проявляет постоянную валентность, равную 1:

а) O б) H в) N г) S

21.Из предложенных химических элементов выберите тот, простое вещество которого образовано двухатомными молекулами:

а) N б) Ca в) P г) He

22.Какой элемент способен проявлять только положительную степень окисления:

а) Na б) N в) C г) H

23.Из предложенных элементов выберите тот, у которого степень окисления в высшем оксиде равна +7:

а) Mn б) Mg в) S г) At

24.В узлах кристаллической решетки йода находятся:

а) атомы б) молекулы

106

Тренировочный тест к модулю IV

в) ионы г) нейтроны

25.К веществам немолекулярного строения относятся: а) хлорид натрия, оксид азота (V), серная кислота

б) карбонат лития, оксид бериллия, гидроксид натрия в) оксид магния, оксид бария, оксид углерода (IV)

г) оксид углерода (II), оксид азота (V), оксид серы (IV)

26.В какой группе Периодической системы находятся элементы, которым соответствуют простые вещества только неметаллы?

а) VII A б) VI A в) V A г) IV A

27.Среди неметаллов чаще всего встречаются:

а) s-элементы б) p-элементы в) d-элементы г) f -элементы

28.Исключите одно лишнее простое вещество в предложенном списке: а) водород б) кислород в) йод г) углерод

29.Аллотропные модификации отличаются:

а) типом химической связи в простых веществах б) числом атомов в) типом кристаллической решетки

г) зарядом простого вещества

30. При взаимодействии с каким из веществ сера проявляет окислительные свойства:

а) Al

107

Модуль IV. Неорганическая химия

б) O2

в) HNO3 г) H2SO4

31.У какого из веществ нет аллотропных модификаций? а) сера б) кислород в) фосфор г) азот

32.Какой металл при взаимодействии с кислородом не образует оксид? а) литий б) натрий в) бериллий г) медь

33.Какой из металлов не взаимодействует с разбавленной серной кис-

лотой? а) цинк

б) свинец в) магний г) алюминий

34.Металлы какой группы называют щелочными:

а) I A б) II A в) I B г) II B

35.Наиболее энергично с водой взаимодействует: а) калий б) кальций в) железо г) цинк

36.КакврядукислотHF – HCl – HBr – HI изменяютсякислотныесвойства? а) увеличиваются

108

Тренировочный тест к модулю IV

б) уменьшаются в) изменяются немонотонно

г) остаются постоянными

37.В ряду KF – KCl – KBr – KI восстановительные свойства: а) увеличиваются б) уменьшаются

в) изменяются немонотонно г) остаются постоянными

38.При взаимодействии цинка с соляной кислотой образуется:

а) ZnCl2 и H2O

б) ZnCl2 и H2

в) ZnCl2 и Cl2

г) эти вещества не взаимодействуют

39.В каком ряду металлы расположены в порядке уменьшения их восстановительных свойств?

а) Li – Na – K б) Ba – Sr – Ca в) Al – Mg – Na г) Ca – Mg – Na

40.Установите соответствие между названием вещества и его фор-

мулой:

6)Na2SO3

7)NaNO3

41.Установите соответствие между формулой вещества и его принадлежностью к определенному классу неорганических соединений:

109

Модуль IV. Неорганическая химия

5)оксид основный

6)основная соль

7)двойная соль

42.Установите соответствие между исходными веществами и продуктами реакций:

5.Li3[Al(OH)6] + H2

6.LiAlO2 + H2

7.Li3AlO2

43.Установите соответствие между простыми веществами и реагентами, с которыми он взаимодействует:

5)Cu, N2

6)O2, Al

44.Установите соответствие между формулой вещества и степенью окисления азота в ней:

110