Задания для самостоятельной работы

1. С какими из перечисленных веществ взаимодействует кальций:

H₂O, HСl, HNO₃, NaOH, Pb(NO₃)₂, NaHSO₄?

2. Осуществить превращения:

3. Cравните отношение к воде, гидроксиду натрия и соляной кислоте оксидов бериллия, магния и бария.

4. При действии воды на гидрид металла массой 0.84 г выделился водород объемом 896 мл (н.у.). Определите, гидрид какого элемента был взят, если известно, что этот элемент проявляет степень окисления +2.

5. Определите формулу гидроксида элемента II группы, если из 6.84 г гидроксида можно получить 11.88 г бромида. Какое вещество и в каком количестве выделится на катоде при полном электролизе раствора бромида этого металла?

6. К 10 г раствора хлорида кальция добавили избыток раствора карбоната натрия. Выделившийся осадок отфильтровали и прокалили до постоянной массы, равной 1.12 г. Вычислите массовую долю соли в анализируемом растворе.

7. Найдите, в каком молярном соотношении находятся гидрид и карбид кальция, если известно, что при обработке такой смеси водой образуются газы, которые полностью реагируют между собой в присутствии платинового катализатора. Для сжигания же образующегося вещества расходуется 3.5-кратный объем кислорода.

8. При взаимодействии 13.7 г металла, образующего двухзарядный катион, с водой выделяется 2.24 л (н.у.) газа. Что это за металл? Какой осадок и в каком количестве (в граммах) образуется, если к полученному раствору прибавить избыток сульфата натрия.

9. Определите количественный состав (в граммах) смеси, состоящей из кальция и оксида кальция, если при нагревании этой смеси с углеродом выделяется 4.48 л газа (н.у.) и образуется 19.2 г продукта реакции.

10. Для умягчения воды, содержащей сульфат и гидрокарбонат кальция, 100 г ее прокипятили - при этом образовалось 0.2 г осадка, а затем обработали избытком соды - при этом выпало 0.1 г осадка. Сколько граммов сульфата и гидрокарбоната кальция содержится в 1 кг воды?

11. Концентрация ионов кальция в жесткой воде из колодцев может достигать величины 160 мг/л. Для ее умягчения можно использовать золу подсолнечника, в которой содержится около 20% (по массе) карбоната калия. Сколько граммов золы нужно израсходовать, чтобы устранить жесткость такой воды объемом 50 л?

12. Жесткая вода содержит гидрокарбонат кальция (массовая доля 0.015 %) и гидрокарбонат магния (массовая доля 0.005 %). Какую массу гашеной извести надо добавить к воде объемом 10 л для устранения жесткости? Плотность воды принять равной 1 г/мл.

Ответы:

4. Са. 5. Ba(OH)₂; 0.04 моль H₂. 6. 22.2 %. 7. 1:1. 8. Ba, 23.3 г BaSO₄. 9. 4 г Са, 11.2 г СаО. 10. 1.36 г CaSO₄; 3.24 г Ca(HCO₃)₂. 11. 138 г. 12. 1.19 г.

Глава 14. Химия алюминия Простое вещество

Алюминий - р-элемент главной подгруппы III группы периодической системы. Это самый распространенный в природе металл. Важнейшие природные соединения - алюмосиликаты, в частности - нефелин (Na,K)₂[Al₂Si₂O₈], корунд Al₂O₃, бокситы (содержат до 60 % Al₂O₃), криолит - Na₃AlF₆.

Электронное строение атома: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹.

Валентность постоянна и равна III.

Cтепени окисления: 0, +3.

Физические свойства

Алюминий - серебристо-белый металл, легкий, механически прочный и очень пластичный. Обладает высокой электро- и теплопроводностью, температура плавления 650 ⁰C.

Получение алюминия

Алюминий получают электролизом Al₂O₃ в расплавленном криолите Na₃AlF₆ c добавкой фторида кальция CaF₂:

На катоде выделяется алюминий: Al^3 + 3e  Al⁰

На графитовом (угольном) аноде - кислород: 2O^2  4e 

Химические свойства

Алюминий - сильный восстановитель (уступает только s-металлам).

I. Взаимодействие с простыми веществами - неметаллами (при нагревании).

2Al + 3Cl₂  2AlCl₃ ; 2Al + 3S  Al₂ S₃

2Al + 3I₂  2AlI₃ ; 4Al + 3C  Al₄C₃ ; 2Al + N₂  2AlN

Алюминий соединяется с кислородом уже при обычной температуре; при этом поверхность его покрывается оксидной пленкой Al₂O₃ и дальше окисление не идет, так как пленка защищает металл от коррозии. Мелкораздробленный алюминий при нагревании на воздухе сгорает ярким пламенем, выделяя много тепла:

4Al + 3O₂ 2Al₂O₃ + Q