Практичне заняття № 4

Тема: Розв’язок вправ по темі “Неметали “. Окисні та відновні властивості неметалів.

Мета: Закріпити знання по темі “Неметали “. Навчитися застосовувати теоритичні знання для рішення практичних завдань.

План.

1. Хімічні властивості неметалів.

2. Хімічні властивості сполук неметалів .

3. Розвязання задач та використання хімічних та фізичних властивостей немметалів.

Методичні вказівки.

В періодичній системі хімічних елементів неметали розміщенні в кінці періодів. Зовнішній електронний шар у їх атомах незавершений, але близький до завершення. Тому атоми елементів легко приєднують електрони, перетворюючись на негативно заряжені іони. Це відбувається під час сполучення неметалів з елементами, атоми яких, навпаки, легко віддають електрони.Тому для неметалів типові реакції сполучення з металлами і воднем.Неметали утворюють одноосновні та багатоосновні кислоти. Кислоти при взаємодії з гідроксидами або металами утворюють відповідні солі. Середні солі дисоціюють в одну стадію, кислі та основні- по стадіям.

Вправа1.

Здійсніть перетворення:

(NH₄)₃PO₄  NH₃  NH₄NO₂ N₂  NO  NO₂  HNO₃  Hg(NO₃)₂ NO₂

Напишіть рівняння реакцій в молекулярному та іонному вигляді, а для окисно-відновних реакцій складіть електронні рівняння, вкажіть умови протікання реакцій.

1)солі амонію , утворенні леткими кислотами, при нагріванні виділяють аміак.

(NH₄)₃PO₄ ^t 3NH₃ +H₃PO₄

2)Аміак енергійно реагує з кислотою.

NH₃ +HNO₂ = NH₄NO₂

NH₃ + HNO₂ = NH₄⁺ + NO₂

3)При розкладенні нітрату амонію утворюється азот:

N^-3H₄N⁺³O₂^t N₂⁰ + 2H₂O

N^-3 – 3e  N⁰

N⁺³ + 3e  N⁰

4)При високих температурах азот сполучається з киснем:

N₂ + O₂t 2NO

5) При н. у. NО вступає в реакцію з киснем повітря

2NO + O₂ 2NO₂

NO₂ – 2e  N 4 2 процес окислення

O₂ + 4e  2O 1 процес відновлення

6)При розчинені в воді NO₂ утворює азотну та азотисту кислоту:

2NO₂ + H₂O HNO₃ + HNO₂

Остання є нестійною і позпадається

3HNO₂  HNO₃ +2NO +H₂O

N⁺³ – 2e  N⁺⁴ 2 1 процес окислення

N⁺³ +1e  N⁺² 2 2 процес відновлення

Тому в цілому реакцію NO₂ з водою можна записати так:

Щоб оксид азоту (2) не виділявся, реакцію проводять в присутності кисню повітря:

4NO₂ +2H₂O +O₂  4HNO₃

N⁺⁴ –e  N⁺⁵ 4 процес окислення

О₂⁰ + 4е  2О^-2 4 1 процес відновлення

7)Азотна кислота являється окосником і реагує з металами, які стоять в ряді стандартних електродних потенціалів після водню.В залежності від концентрації утворюється газ NO (з розбавленою HNO₃ ), або NO₂( з концентрованою HNO₃)

3Hg⁰ +8HNO₃⁺⁵  3Hg⁺²(NO₃)₂ +2NO⁺² + 4H₂O

Hg⁰ – 2e  H g⁺² 6 3 процес окисленяя

N⁺⁵ + 3e  N⁺² 2 процес відновлення

3Hg⁰ + 8H⁺ + 2NO₃  3Hg⁺² + 2NO +4H₂O

Можна провести реакцію і з оксидом Нg:

HgO + 2HNO₃ Hg(NO₃)₂ + H₂O

HgO + 2H⁺Hg²⁺ + H₂O

8)Нітрати важкихї металів, які стоять в ряду стандартних електродних потенціалів після міді, розглядаються до вільного металу, оксиду азоту (4) та кисню:

2Hg⁺²(N⁺⁵O^-2₃)4NO₂^-4 +O₂⁰

2N⁺⁵ +2e  2N 1процес відновлення

Hg⁺² + 2e  Hg⁰ 2 1процес відновлення

2O^-2 – e  O₂⁰ 2 процес окислення

Вправа2.

З якими із перечисленних речовин буде взаємодіяти оксид вуглецю (2):

H₂; CuO; O₂; CO₂; NaOH; HCI; CI₂;H₂O

розвязання.

1)при високій температурі в присутності нікелевого каталізатору:

2H₂ +CO  CH₃OH (метиловий спирт)

СО проявляє сильні відновні властивості: СиО +СО  Си + СО₂

2) В кисні горить синім полумям:

О₂ + 2СО = 2СО₂

3)При н. у. СО являється несолеутворюючим оксидом, але при високій темпиратурі (200⁰С ) і тиску 506,15 кПа веде себе як кислотний оксид, утворюючи з лугами солі мурашиної кислоти :

NaOH + CO = HCOONa форміат натрію

4. В присутності каталізатора утворюється отруйний безбарвний газ-фосген:

CI₂ +CO = COCI₂

Оксидвуглецю (2) не взаємодіє з :СО,НСІ,Н₂О.

Задача №3.

Який обєм повітря необхідно для еакції в обємі, достатньому для окислення 68 кг. аміаку в присутності каталізатора?

розвязування:

Д ано:

m(NH₃) =68 кг 4NH₃ +5O₂ = 4NO +6H₂O

=6800г 4моль 5моль

М =17 г/м*V = 22,4г/м³

V(O₂)-? М = 17*4 =V=5*22,4 = 112г/м³

1)знайдемо кількість молів NH₃: NH₃=m/M=68000/17=4000 моль

2)Знайдемо кількість молів кисню:

4моль NH₃-5 моль О₂

4000мольNH₃-

= 4000*5/4=5000моль

3) знайдемо обєм кисню: V= 5000*22.4=112gm³

4) обєм повітря: V=112*100/21=533m³(н.у.)

Задача №4

Які обєми 98%-ної сірчаної кислоти ( = 1840 кг/м³) і води потрібно взяти для приготування 250см³ 20%-ної сірчаної кислоти ( = 1140кг/м³)?

Розвязування.

Дано:

₁H₂SO₄ = 98%=0.98 1)Визначимо масу 250 см³ 20% розчину сірчаної кислоти:

₁H₂SO₄ = 1840кг/м³ 250*1,140/1000=285г.

₂H₂SO₄ =250см³ 2)Визначаємо масу Н₂SO₄ в285 г. розчину:

₂H₂SO₄ =20=0.2 m H₂SO₄=m_розч*/100=285*20/100=57г.

₂H₂SO₄ =1140кг/м³ 3)Знайдемо масу 98%-ного розчину, який містить 57г. Н₂SO₄:

V(H₂O)-? 57  100/98=58,1г.

V(H₂SO₄)-98%H₂SO₄ 4) Знайдемо обєм цієї кислоти: = m/ = 68.1/1.84 =31.6 cm³

5) Знайдемо масу води: 285 – 58,1 = 226,9 г.

завдання для самостійного рішення.

1.Здійсніть перетворення:

а) B₂O₃  B H₃BO₃  Na₂B₄O₇  B₂O₃.

б ) CO₂  Ca(HCO₃)  CaCo₃ CaCI₂  Ca(OH)₂  CaCO₃ CO₂

2.Є два циліндра, наповнені газом азоту (2), оксиду вуглецю (4). Як визначити , який газ знаходиться в кожному циліндрі ?

3. Який обєм 30%-ної соляної кислоти (=1,155 г/см³ ) треба взяти для приготування 0,5дм³ розчину с См = 0,1 моль/дм³_.

4.Скільки нітрату амонію необхідно для отримання оксиду азоту (2) обємом 2 дм³ (н.у.)