Биология; 021900–- почвоведение

Свойства элементов

Главных подгрупп

Учебно-методическое пособие

Для студентов специальностей:

Биология; 021900–- почвоведение

240100– химическая технология;

Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии

 

 

Владивосток

Издательский дом Дальневосточного федерального университета

 

УДК 542. + 546

ББК 24.1

С25

Пособие напечатано при финансовой поддержке Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (№14.А18.21.0828)

 

 

Коллектив авторов:

В.В. Васильева, И.В. Свистунова, В.И. Бессонова,

А.А. Капустина, С.Г. Красицкая

 

Свойства элементов главных подгрупп: учебное пособие /

С 25 В.В. Васильева, И.В. Свистунова,, В.И. Бессонова и др. – Владивосток: Издательский дом Дальневост. федерал. ун-та, 2012.- 44 с.

Учебное пособие предназначено для студентов специальностей: 020400–- биология; 021900 – почвоведение; 240100 – химическая технология; 241000 – энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии – для выполнения практикума по химии, предусмотренного Госстандартом этих специальностей. В учебное пособие включены: описание лабораторных работ, задачи для самостоятельного решения, тесты для самоконтроля, вопросы и задания для самостоятельной подготовки.

Учебное пособие подготовлено на кафедре общей, неорганической и элементо-органической химии ДВФУ.

УДК 542. +546

ББК 24.1

 

© Васильева В.В., Свистунова И.В.,

Бессонова В.И., Капустина А.А.,

Красицкая С.Г., 2012

© Дальневосточный федеральный университет, 2012

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Порядок работы в химической лаборатории. Правила техники безопасности. 3

ВОДОРОД.. 3

ГАЛОГЕНЫ.. 3

КИСЛОРОД.. 3

СЕРА.. 3

ГИДРИДЫ СЕРЫ.. 3

ОКСИДЫ И ГИДРОКСИДЫ СЕРЫ.. 3

АЗОТ. 3

ОКСИДЫ И ГИДРОКСИДЫ АЗОТА.. 3

СОЕДИНЕНИЯ ФОСФОРА.. 3

ОКСИДЫ, ГИДРОКСИДЫ УГЛЕРОДА.. 3

КРЕМНИЙ. ОКСИДЫ, ГИДРОКСИДЫ КРЕМНИЯ.. 3

СОЕДИНЕНИЯ ОЛОВА, СВИНЦА.. 3

СОЕДИНЕНИЯ БОРА.. 3

СОЕДИНЕНИЯ АЛЮМИНИЯ.. 3

 

 

 

Порядок работы в химической лаборатории. Правила техники безопасности.

Порядок работы в лаборатории

1. Работать в лаборатории разрешается только после основательной подготовки. Студент должен просмотреть материал лекций, прочитать в учебнике раздел (параграф), относящийся к теме лабораторной работы; просмотреть по методическим указаниям, какие опыты он должен делать; произвести необходимые расчеты; написать уравнения реакций. Студенту должны быть ясны цель работы и план ее выполнения.

2. Студент должен знать и выполнять необходимые для каждого конкретного опыта правила техники безопасности. Работать в халате.

3. Студенту в лаборатории отводится постоянное место (рабочий стол), поддерживаемое им в полной чистоте и порядке. На рабочем столе должны находиться только те предметы, которые нужны в данное время для работы.

4. Необходимые для работы реактивы выставляются лаборантом на столы (или полки под ними). Исключение составляют концентрированные кислоты и щелочи, пахучие вещества, которые хранятся в вытяжных шкафах. Следует иметь в виду, что все работы с вредными и пахучими веществами следует проводить в вытяжном шкафу, чтобы исключить их попадание в атмосферу.

5. Сухие реактивы необходимо брать чистым шпателем или специальной ложечкой.

При наливании растворов из склянок держать последние необходимо таким образом, чтобы этикетка была повернута вверх (во избежание загрязнений).

Помните, что аккуратность в работе является необходимым условием безопасности!

6. Запрещается проведение опытов, не предусмотренных в плане занятия.

7. Если в руководстве не указано, какое количество вещества необходимо взять для проведения опыта, то берется сухое вещество в количестве, закрывающем дно пробирки (не больше), а раствор (жидкость) - не более ¹/₆ объема пробирки.

8. Неизрасходованные реактивы ни в коем случае нельзя высыпать (выливать) обратно в склянки, их надо сдавать лаборанту.

9. Крышки и пробки от емкостей с реактивами требуется класть на стол поверхностью, не соприкасавшейся с реактивами (внешней поверхностью).

Рабочий журнал

Все наблюдения и выводы по экспериментальной работе заносятся в рабочий журнал студента, который он предъявляет преподавателю при отчете о выполнении работы.

На обложке или первой странице журнала должны быть написаны фамилия и имя студента, номер группы.

Записи в журнале производятся аккуратно, непосредственно после проведения опыта. Здесь же, если необходимо, приводятся все расчеты.

Рекомендуется следующая форма записи:

1) дата,

2) наименование темы,

3) название опыта,

4) наблюдения и расчеты,

5) уравнения реакции,

6) выводы.

После каждого отчета должна стоять резолюция преподавателя о принятии отчета.

Меры предосторожности при работе в лаборатории

1. Все опыты с ядовитыми, неприятно пахнущими веществами, концентрированными кислотами и щелочами производятся в вытяжном шкафу.

2. Опыты с легко воспламеняющимися веществами необходимо проводить вдали от огня.

3. При работе с металлическим натрием и другими щелочными металлами избегать попадания воды. Обрезки щелочных металлов сдавать лаборанту, ни в коем случае не выбрасывать в урну или раковину (!).

4. При нагревании растворов в пробирке следует держать ее таким образом, чтобы отверстие было направлено в сторону отработающего или его соседей по рабочему столу.

5. Не наклонять лицо над нагреваемой жидкостью или выделяемыми веществами во избежание брызг в лицо.

6. Не следует вдыхать пахучие вещества, в том числе и выделяющиеся газы, близко наклоняясь к сосуду с этими веществами. Для определения запаха необходимо легким движением руки направить струю воздуха от отверстия сосуда к себе и осторожно понюхать.

7. При разбавлении концентрированных кислот, особенно серной, вливать кислоте в воду, а не наоборот.

8. Запрещается пробовать что-либо на вкус, а также принимать пищу в химической лаборатории.

9. Во избежание порезов рук при соединении стеклянных деталей резиновыми трубками, стеклянные части заворачивают полотенцем.

Оказание первой помощи в лаборатории

1. При попадании на кожу концентрированных кислот следует немедленно промыть этот участок кожи сильной струей воды в течение 3-5 минут, после чего, если есть ожог, наложить повязку из ваты, смоченной спиртовым раствором танина или 3%‑ным раствором перманганата калия.

При сильных ожогах после оказания первой помощи немедленно обратиться к врачу.

2. При ожоге кожи раствором щелочи промыть водой обожженный участок кожи до тех пор, пока она не перестанет быть скользкой на ощупь. Далее поступают, как указано в пункте 1.

3. При попадании брызг кислот или щелочей в глаза необходимо промыть глаза большим количеством воды комнатной температуры, после чего обратиться к врачу.

4. При отравлении хлором, сероводородом, угарным газом необходимо вывести пострадавшего на воздух.

ВОДОРОД

Домашнее задание

1. Объясните, почему водород в периодической системе элементов помещен как в первой, так и в седьмой группах.

2. Какое строение атома имеют изотопы водорода: протий, дейтерий, тритий? Как можно получить атомный водород? Чем его свойства отличаются от свойств обычного водорода?

3. Какие способы получения водорода имеют промышленное значение? Опишите их с помощью химических уравнений. Назовите наиболее важные применения водорода в промышленности.

4. Как называются соединения водорода с металлами и неметаллами? Приведите примеры соединений, в которых водород проявляет неполярный, полярный и ионный характер связи.

5. Напишите электронные уравнения реакций. Укажите окислитель, восстановитель:

CaH₂ + H₂O ® CuO + H₂®

H₂O + Na® Li + H₂®

6. Опишите строение молекул пероксида водорода.

7. Напишите уравнения реакций получения пероксида водорода. К какому классу соединений можно отнести пероксид водорода?

8. Что называется пергидролем? Бывает ли перекись водорода безводной?

9. Напишите уравнения реакций взаимодействия: а) цинка с соляной кислотой, б) кальция с водой, в) водорода с хлором, г) водорода с оксидом меди (II).Укажите окислитель, восстановитель.

10. Напишите уравнения реакций взаимодействия: а) магния с серной кислотой, б) натрия с водой, в) водорода с серой, г) водорода с оксидом молибдена (VI). Укажите окислитель, восстановитель.

11. Напишите уравнения реакций взаимодействия: а) железа с раствором серной кислоты, б) бария с водой, в) водорода с кислородом, г) водорода с оксидом железа (III). Укажите окислитель, восстановитель.

12. Рассчитайте объем водорода (н.у.), образующийся при взаимодействии 130 г цинка с соляной кислотой.

13. Рассчитайте, какой объем водорода (н.у.) должен вступить в реакцию с оксидом меди (II), чтобы образовалось 32 г меди.

14. Имеется смесь меди и оксида меди (II). На восстановление 10 г такой смеси затрачен водород массой 0.06 г. Определите массовую долю меди в исходной смеси.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Правила работы с водородом

Работа с водородом требует большой осторожности. Водород горюч и в смеси с кислородом или воздухом образует взрывчатую смесь. Если водород необходимо получить в приборе и поджечь при выходе из него, то следует из прибора до опыта вытеснить весь воздух, затем проверить водород на чистоту. Для этого приготовить две пробирки, надеть на газоотводную трубку сухую пробирку, через 5‑10 секунд снять ее, закрыв отверстие пробирки большим пальцем, и поставить на ее место вторую. Поднести заполненную водородом пробирку к пламени спиртовки. Отняв палец, поджечь содержимое пробирки. (Как нужно держать пробирку при зажигании в ней водорода?). Проверку чистоты выделяющегося водорода производить до тех пор, пока собранный газ не будет загораться почти без звука. Только убедившись в чистоте водорода, можно поджечь его горящей лучиной у отверстия прибора.

При работе с нагревательными приборами, через которые проходит водород, категорически запрещается прерывать ток водорода до достижения реакционным сосудом комнатной температуры.

Способы получения водорода

1. Действие металла на кислоту. Поместите в пробирку 3-5 кусочков зернистого (гранулированного) цинка, прилейте 5 мл соляной кислоты (1:1) и закройте отверстие пробирки пробкой с газоотводной трубкой. Проверьте водород на чистоту. Убедившись в чистоте выделяющегося водорода (в присутствии преподавателя), подожгите его горящей лучиной у отверстия газоотводной трубки. Опрокиньте над пламенем водорода холодную стеклянную воронку. Что наблюдается?

2. Действие металла на щелочь. Положите в пробирку не­сколь­ко кусочков стружки алюминия, прилейте к ним раствор едкого натра. Если реакция идет плохо, осторожно подогрейте. Определите, какой газ выделяется.

3. Действие металла на воду. Заполните пробирку до краев водой. Закрыв отверстие пальцем, опрокиньте пробирку в ванну с водой и в таком положении закрепите в лапке штатива. Заверните несколько кусочков металлического кальция в марлю и быстро при помощи щипцов подведите металл под пробирку. Определите, какой газ выделяется

Перекись водорода

В практикуме обычно используются водные растворы перекиси водорода (1-30%-ные). Работа с безводной перекисью водорода и с растворами концентрацией выше 30% в практикуме запрещается. Растворы пероксида водорода запрещается хранить на свету и в склянках с притертыми пробками.

Кислотные свойства перекиси водорода. В пробирку налейте 4‑5 мл воды, прибавьте 5-7 капель раствора лакмуса и разделите поровну на две пробирки. В одну пробирку прибавьте несколько капель раствора перекиси водорода и сравните окраски растворов.

Получите раствор алюмината натрия прибавлением к раствору соли алюминия раствора едкого натра до исчезновения осадка. К полученному раствору прибавьте по каплям перекись водорода. Выпадает гидроксид алюминия. Напишите уравнения реакций по стадиям.

Каталитическое разложение перeкиси водорода. Налейте в пробирку 1-2 мл 3%-ного раствора перекиси водорода и всыпьте немного двуокиси марганца. Испытайте выделяющийся газ лучинкой.

Окислительные свойства перекиси водорода. К 2-3 мл раствора иодида калия прилейте столько же 20%-ного раствора серной кислоты. Затем добавьте по каплям раствор перекиси водорода. Что наблюдается? Разбавьте раствор водой и внесите в него 1-2 капли раствора крахмала. Что происходит?

Отбеливающие свойства перекиси водорода. Положите в пробирку небольшой кусочек окрашенной ткани, прилейте 1 мл 50%-го раствора аммиака и 2 мл раствора перекиси водорода. Наблюдайте через некоторое время изменение цвета ткани.

Восстановительные свойства перекиси водорода. Налейте в пробирку 2 мл раствора перманганата калия и подкислите его 2-3 каплями 20%-ного раствора серной кислоты. Полученный раствор по каплям прилейте к раствору перекиси водорода. Какой газ выделяется?

 

ГАЛОГЕНЫ

Домашнее задание

1. Приведите формулы и названия минералов, содержащих в своем составе галогены.

2. Приведите уравнения реакций получения галогенов в свободном состоянии.

3. Приведите примеры реакций, показывающих, что окислительные свойства галогенов уменьшаются в ряду F₂Cl₂Br₂I₂.

4. Почему фтор не может проявлять степень окисления +7, а хлор может? Ответ объясните с учетом электронного строения атомов элементов и значений их электроотрицательности.

5. Напишите уравнения химических реакций, схемы которых даны ниже:

HCl + …→MgCl₂ + H₂

HCl + Fe₂O₃→… + H₂O

HCl + Ca(OH)₂→… + …

6. Напишите уравнения реакций, показывающих хорошую растворимость хлора и брома в щелочах.

7. Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схемах окислительно-восстановительных реакций с участием хлора:

А)Fe + Cl₂→ Б)P + Cl₂→

В)Cl₂ + H₂O→HCl + HClO Г)Cl₂ + NaOH →

8. Почему растворимость иода в водном растворе иодида калия значительно выше, чем в воде? Напишите уравнение реакции.

9. Сравните величины степеней диссоциации галогенводородных кислот. Почему сила этих кислот в ряду от HF к HI увеличивается? Почему фтороводородная кислота является слабой кислотой?

10. Как изменяется устойчивость в ряду кислот HClOHClO₂HClO₃HClO₄? Почему? Как в этом ряду изменяются окислительные и кислотные свойства?

11. Какой объем хлора (н.у.) потребуется для вытеснения всего брома из раствора, содержащего 10.3 г бромида натрия?

12. В 100 г воды растворили хлороводород объемом при нормальных условиях 6.72 л. Чему равна массовая доля HCl (в процентах) в полученном растворе?

13. К 60 мл раствора соляной кислоты с массовой долей кислоты 20% и плотностью 1.1 г/мл добавили избыток цинка. Рассчитайте, какую массу хлорида цинка можно будет выделить из полученного раствора.

14. Смесь, состоящую из 2 л водорода и 3 л хлора, взорвали в закрытом сосуде. Какие газы и в каком количестве будут находиться после взрыва?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Получение хлора

Получение хлора из соляной кислоты действием окислителей:

а) Насыпьте в пробирку щепотку оксида марганца (IV), прилейте 1‑3 мл концентрированной соляной кислоты. Осторожно, движением руки, понюхайте хлор. Пробирку поднесите к белому экрану, обратите внимание на цвет газа.

б) Насыпьте в пробирку несколько кристалликов перманганата калия, поставьте ее в штатив и прилейте 1-2 мл концентрированной соляной кислоты. Что наблюдается?

в) Разотрите в фарфоровой ступке бихромат калия, насыпьте нем­ного в пробирку и прилейте 2-3 мл концентрированной соляной кислоты. Содержимое пробирки слегка нагрейте. Что наблюдается?

Свойства хлора

Рис. 1. Прибор для получения хлора

Для получения хлора соберите прибор (рис. 1). Рассчитайте и отве­сьте на весах количество перман­ганата калия, необходимое для получения 2 л газообразного хлора. Перманганат калия всыпьте в колбу Вюрца (1), в капельную воронку (2) налейте концентрированную со­ля­ную кислоту. Образующий­ся хлор пропустите через склян­ку с во­дой (зачем?), затем - через склянку с концентрированной серной кис­лотой (зачем?) и соберите в банки емкостью 50 мл. Покройте банки стеклянными пластинами. Для лучшего контроля за наполнением банок хлором поставьте белый экран. Какие примеси будут у хлора, выходящего из прибора?

1. Взаимодействие хлора с металлами

а) В наполненную хлором банку внесите предварительно нагретую железную проволоку (или пучок медной фольги). Что наблюдается?

б) В банку с хлором всыпьте мелкоизмельченную сурьму. Что наблюдается?

2. Получение и свойства хлорной воды

Дистиллированную воду в пробирке насытьте хлором, обратите внимание на цвет и запах воды. Какие вещества образовались при взаимодействии хлора с водой? Испытайте действие хлорной воды на раствор индиго и окрашенную ткань. Какое вещество производит белящее действие?

Налейте в пробирку 2-3 мл хлорной воды и прибавьте по каплям раствор гидроксида натрия. Объясните исчезновение окраски и запаха хлорной воды. Какое влияние оказывает щелочь на сдвиг равновесия в реакции между хлором и водой?

Свойства иода

а) Налейте в две пробирки воды и опустите в них по одному кри­сталлику иода. Содержимое пробирок сильно взболтайте. Какова раст­воримость иода в воде? В одну пробирку налейте немного четыреххло­ристого углерода, взболтайте, другую оставьте для сравнения. Объясните происходящие процессы.

б) К 5 мл иодной воды прилейте раствор щелочи до исчезновения окраски раствора. Полученный раствор подкислите раствором серной кислоты. Объясните происходящие явления.

в) Насыпьте в пробирку немного порошка магния, затем прилейте 5-6 мл иодной воды и встряхните. Объясните исчезновение окраски.

Гидриды галогенов

1. Получение хлороводорода и соляной кислоты

Насыпьте в пробирку слой хлорида натрия (около 1 см высотой), смочите его водой и прилейте не более четверти пробирки концентрированной серной кислоты. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой, нагрейте и наполните выделяющимся хлороводородом сухую пробирку, опустив конец газоотводной трубки на дно пробирки. Когда над отверстием пробирки появится обильный дым, быстро закройте отверстие пробирки пальцем и, перевернув, погрузите ее отверстием в сосуд с водой, а затем отнимите палец. Наблюдайте поглощение хлороводорода водой и поднятие воды в пробирке. Исследуйте на лакмус реакцию полученного раствора и действие его на порошок магния.

Тесты для самоконтроля

Вариант 1 1. Простое вещество «водород»имеет химическую формулу 1) Н 2) Н2О 3) Н2 4) Н2О2

2. В соединениях хлор проявляет степень окисления, равную: 1) +2, +4, +6 2) -1, +1, +3, +5 3) -1, +1, +5, +7 4) -1, +1, +3, +5, +7

3. Природным сырьем для промышленного получения водорода служит 1) природный газ 2) вода 3) известняк 4) песок

4. В лабораторных условиях хлор получают: 1) разложением хлорида натрия кислотами 2) термическим разложением бертолетовой соли KClO3 3) окислением соляной кислоты перманганатом калия KMnO4 4) окислением NaCl кислородом воздуха

5. Кислотный остаток, входящий в состав ортофосфорной кислоты-это 1) Cl^- 2) NO3^- 3) SO3^2- 4) PO4^3- 5) CO3^2-

6. При взаимодействии хлора с водой получают 1) HCl и HClO 2) HCl и O2 3) HClO и H2 4) HClO3

7. Соли хлорной кислоты называются 1) карбонаты 2) перхлораты 3) хлориды 4) гипохлориты

8. Соляную кислоту получают при растворении в воде 1) хлора 2) хлорида натрия 3) оксидов хлора 4) хлороводорода

9. Из приведенных ниже формул кислотами не являются 1) HF 2) HNO3 3) H2SO4 4) H3PO4 5) H2CO3 6) H2O

10. При действии концентрированной серной кислоты на 150 г технической поваренной соли выделилось 50,4 л (н.у.) газа. Массовая доля хлорида натрия в техническом образце составляла: 1) 66.67% 2) 87.75% 3) 93.45% 4) 75.25%

 

Вариант 2 1. Электронная конфигурация атома хлора- 1) 1s^22s^22p^63s^23p^43d^0 2) 1s^22s^22p^63s^23p^53d^0 3) 1s^22s^22p^63p^5 4) 1s^22s^22p^63s^23p^53d^5

2. В лаборатории водород можно получить из 1) железа и серы 2) аммиака 3) воздуха 4) цинка и соляной кислоты

3. В природе хлор встречается: 1) в свободном состоянии 2) в виде соединений с металлами 3) в виде хлоридов 4) в виде оксидов

4. Водород не входит в состав 1) углекислого газа 2) аммиака 3) метана 4) кислот

5. молекула хлора двухатомна, тип химической связи между атомами: 1) ионная связь 2) водородная связь 3) ковалентная полярная 4) ковалентная неполярная

6. Индикатор лакмус в растворах кислот становится 1) синим 2) желтым 3) оранжевым 4) красным

7. Соляную кислоту и ее соли можно обнаружить в растворах с помощью 1) нитрата бария 2) гидроксида натрия 3) нитрата серебра 4) известковой воды

8. гипохлориты - это соли 1) хлорной кислоты 2) соляной кислоты 3) хлористой кислоты 4) хлорноватистой кислоты

9. Хлор не способен вытеснять из солей такой галоген, как 1) фтор 2) бром 3) иод 4) астат

10. Из цинка массой 39 г и избытка соляной кислоты можно получить водород объемом при н.у. 1) 5,6 л 2) 11,2 л 3) 13,44л 4) 2,24 л

КИСЛОРОД

Домашнее задание

1. Напишите реакции получения кислорода и озона.

2. Строение молекулы озона. Свойства озона.

3. Все ли металлы при горении образуют оксиды? Ответ подтвердите уравнениями реакций.

4. Напишите уравнения реакций горения в кислороде: а) угля, б) лития, в) сероводорода H₂S. Назовите продукты реакций.

5. Напишите уравнения реакций горения в кислороде: а) магния, б) фосфора, в) этилена С₂Н₄. Назовите продукты реакций.

6. Для реакции взяли 4 г водорода и 4 г кислорода. Определите массу и количество вещества воды, которая будет получена.

7. В каком случае будет больше кислорода: при разложении 5 г хлората калия или перманганата калия?

8. В каких из перечисленных соединений массовая доля кислорода самая большая и самая маленькая: а) CO₂, б) H₂O, в) KMnO₄, г) KClO₃

9. В водном растворе массовая доля пероксида водорода составляет 5%. Какую массу кислорода можно получить из 170 г такого раствора?

10. В оксиде некоторого одновалентного металла массовая доля кислорода равна 53.3%. Определите, что это за металл.

11. Рассчитайте, в каком из трех перечисленных ниже соединений кислорода, встречающихся в природе, его массовая доля самая большая: оксиде кремния (IV), оксиде углерода (IV), оксиде алюминия

12. Из перманганата калия массой 7.9 г был получен кислород. Кислород прореагировал с магнием. Какая масса оксида магния будет при этом получена?

13. Водород количеством вещества 5 моль полностью прореагировал с кислородом. Из реакционной посуды выделили 86.4 г воды. Чему равна массовая доля выхода продукта реакции?

14. Рассчитайте, какую массу кислорода можно получить при разложении 43.4 г оксида ртути (II).

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Получение кислорода разложением солей. В три сухие пробирки насыпьте понемногу хлората калия, перманганата калия, нитрата калия. Нагрейте пробирки. Тлеющей лучинкой испытайте газ, выделяющийся из пробирок. Напишите уравнения реакций разложения солей.

Взаимодействие кислорода с металлами и неметаллами. Наг­рейте в пробирке перманганат калия. Наполните кислородом под водой пять больших пробирок, оставив в каждой из них 1-2 мл воды. После заполнения пробирок кислородом поставьте их в штатив, закрыв каждую пробкой. Внесите в пробирки с кислородом в ложечке для сжигания предварительно накаленные на воздухе красный фосфор, кусочек серы, уголь. Наблюдайте интенсивное горение этих веществ в кислороде и сравните с интенсивностью горения на воздухе.

Скрутите спиралью отрезок стальной проволоки и прикрепите его к концу ложечки для сжигания. Присоедините к проволоке кусочек корковой пробки. Подожгите пробку и быстро внесите в пробирку с кислородом. Что происходит? В пятую пробирку внесите нагретую медную проволоку.

СЕРА

Домашнее задание

1. Напишите электронные формулы серы, селена, теллура и укажите их характерные степени окисления.

2. С помощью уравнений реакции охарактеризуйте отношение серы, селена, теллура к кислотам и щелочам.

3. Приведите примеры реакций, в которых сера проявляет окислительные, восстановительные свойства.

4. Какие водородные соединения образуют сера, селен, теллур? Как их получают? Каково их строение?

5. Почему при действии сероводорода на раствор сульфата железа(II) наблюдается выпадение осадка серы? Какие свойства проявляет сероводород в этой реакции? Напишите уравнение реакции.

6. Какое свойство проявляет сероводород при взаимодействии с галогенами, с подкисленными растворами перманганата калия и дихромата калия? Напишите уравнения реакций с использованием ионно-электронных схем.

7. При сжигании серы в кислороде получен оксид серы (IV) объемом при нормальных условиях 5.6 л. Определите массу серы, которая была сожжена

8. В одном из оксидов серы массовая доля кислорода составляет 50%. Определите, какой это оксид.

9. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

10. S→H₂S→SO₂→Na₂SO₃→SO₂

S→H₂S→S→K₂S→PbS

11. Серу массой 8 г сплавили с 10.5 г железа. Полученный продукт обработали избытком раствора соляной кислоты. Определите объем сероводорода, измеренный при нормальных условиях, который может быть получен при этом.

12. В некотором соединении массовые доли элементов составляют: серы – 84.21%, углерода – 15.79%. Определите формулу этого соединения

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

 

Пары серы в присутствии воздуха могут взрываться. Взвешенная в воздухе пыль серы также взрывоопасна. Тонкоизмельченная сера склонна к самовозгоранию в присутствии влаги, при контакте с окислителями, в смеси с углем.

Выполнять опыты с расплавленной серой можно только в очках и под тягой.

а) Взаимодействие серы с медью. Пробирку заполните серой и нагрейте ее до кипения. Пары серы должны заполнить всю пробирку. Кусочек медной фольги накалите в пламени до красна и быстро внесите в пары серы. Что наблюдается?

Тесты для самоконтроля

Вариант 1

1. Какие утверждения неверны для элементов подгруппы кислорода? А) высшая валентность всех атомов равна шести Б) все элементы являются неметаллами В) вниз по подгруппе металлические свойства элементов нарастают Г) низшая степень окисления атомов элементов равна -2

2. Кислотные свойства наиболее выражены для: А) H2S б)H2O в)H2Se г) H2Te

3. Отметьте формулу иона с наиболее выраженными восстановительными свойствами: А)S^2- б) Se^2- в) O^2- г)Te^2-

4. Окислительные свойства простых веществ последовательно нарастают в ряду: А) теллур, сера, селен б) сера, теллур, селен В) кислород, сера, теллур г) теллур, сера, кислород

5. Отметьте схемы реакций, в которых продуктом может быть кислород: а) KClO3→ б)KMnO4→ в) H2O + Cl2→ г)KNO3→

6. Озон является: А) соединением кислорода с водородом Б) изотопом кислорода в) изомером кислорода Г) аллотропной модификацией кислорода

7. Какие вещества при определенных условиях реагируют с водой? а) железо б)гидрид натрия в)оксид кальция г)медь

8. Какие характеристики верны в описании кислорода? А) самый распространенный элемент в земной коре Б) легче воздуха в) не имеет аллотропных модификаций Г) простое вещество кислород- один из самых сильных окислителей

9. Какие металлы реагируют с водой при обычных условиях? а) натрий б)цинк в)барий г)медь

 

Вариант 2

1.Укажите справедливые заключения для элементов подгруппы кислорода: А) с ростом атомного номера электроотрицательность уменьшается Б) с ростом атомного номера прочность связи в водородных соединениях возрастает В) оксидам серы. Селена и теллура состава ЭО2 отвечают гидроксиды с кислотными свойствами Г) число энергетических уровней увеличивается с ростом атомного номера

2.Укажите формулы молекул, в которых степень окисления кислорода равна -2: А) OF2б) H2O2в) H2SO4г)SO3

3.Какой из газов не способен гореть в атмосфере кислорода? А) метан б)угарный газ в) водород г) углекислый газ

4. Кислород нельзя получить разложением: А) бертолетовой соли б) воды В) перманганата кальция г) карбоната кальция

5. Кислород можно распознать: А) индикатором б) по запаху В) тлеющей лучинкой г) известковой водой

6. Вода образуется в результате реакций: А) Fe2O3+ HNO3→ б)Mg + HCl→ В) NaOH + HCl→ г)KMnO4+ HCl→

7. С какими металлами вода реагирует только при нагревании? А) калий б)медь в) железо г) цинк

8. Укажите схемы реакций, в которых вода является окислителем: А) Cl2+H2O→ б)C + H2O→ В) KH + H2O→ г)CaO + H2O→

9.Какое максимальное число водородных связей может образовать одна молекула воды с другими молекулами воды? а)4 б)2 в)3 г)1

ГИДРИДЫ СЕРЫ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Сероводород - бесцветный ядовитый газ с неприятным специфическим запахом. Концентрация сероводорода в воздухе более 1 мг/м³ опасна для жизни. Причем надо помнить, что происходит привыкание к запаху сероводорода, поэтому им можно отравиться, не почувствовав опасного повышения концентрации. Первая помощь: свежий воздух, покой, тепло, молоко с содой, вдыхание кислорода.

Работать с сероводородом можно только под тягой, часто проветривая помещение. Растворы, содержащие сероводород, запрещается выливать в канализацию. Их следует сначала обезвредить (например, добавлением нитрата свинца). Выпавший осадок сульфида свинца отделить от раствора и поместить в банку для твердых отходов.

Работать с гидролизующимися сульфидами следует под тягой. Работать с хлоридами серы можно только под тягой. Мыть посуду пос­ле хлоридов серы первоначально следует с использованием органических растворителей (ацетон), затем - водой.

Получение сероводорода

Положите в пробирку 1-2 г сульфида железа (тяга!) и прилейте 3 мл 20%-ного раствора соляной кислоты. Закройте пробирку пробкой с газоотводной оттянутой трубкой. Что наблюдается?

Свойства сероводорода

а) Осторожным движением руки определите запах выделяющегося газа. Подожгите лучинкой сероводород и, держа над пламенем влажную лакмусовую бумажку, наблюдайте изменение ее окраски.

б) Внесите в пламя сероводорода холодную крышку от тигля. Что появляется на поверхности крышки?

в) Налейте в ряд пробирок бромной, хлорной воды и подкисленных растворов перманганата калия, дихромата калия. Пропустите во все пробирки ток сероводорода. Что происходит?

г) Газоотводную трубку от прибора для получения сероводорода опустите в колбу с водой. Пропускайте сероводород в течение нескольких минут. Испытайте полученную сероводородную воду индикатором.

д) Пропустите ток сероводорода в растворы следующих хлоридов: меди, марганца, кадмия, цинка, железа, натрия. Отметьте цвет образовавшихся осадков. Объясните, почему осадки выпадают не из всех растворов. Исследуйте отношение всех осадков к соляной кислоте. Классифицируйте исследованные сульфиды металлов по их растворимости в воде и кислотах.

Тесты для самоконтроля

Вариант 1 1. Укажите схемы реакций, в которых сера восстановитель: А)O2 + S → б)S + P→ в)Cu + S→ г)S + Cl2→

2. Укажите формулы веществ, в составе которых сера проявляет свою максимальную степень окисления: А)FeS2б)H2SO4в)SO2 г)NaHSO4

3. Сера проявляет свою минимальную степень окисления в составе: А) сульфатов б) сульфитов в) сульфидов г) пирита

4. В реакциях с какими веществами сера проявляет окислительные свойства? А) водородом б) фосфором в) железом г) углеродом

5. С помощью каких катионов можно обнаружить присутствие в водном растворе сульфид - ионов? А) K^+ б)Cu^2+в)Pb^2+ г)Na^+

6. Какие пары веществ можно брать для получения в одну стадию оксида серы (IV): А) S + O2б)Cu + H2SO4(разб.) В)KHSO3 + HCl г)CuSO4 + NaOH

7. Сера образуется в результате реакций: А)H2S + O2()→ Б) H2S + O2()→ В)H2S + SO2→ Г)K2S + HCl→

8. Укажите схемы реакций, в результате которых образуется сульфид: А) ZnCl2 + K2S→ б)Na2S + KOH→ В) KHS + HCl→ г)NaHS + NaOH→

9. Через раствор гидроксида бария пропускают избыток сероводорода и получают: А) Ba(HS)2 б) Ba(OH)2 в)BaS г)BaSO3

 

Вариант 2 1. Оксид серы (IV) проявляет кислотные свойства, реагируя с: А) K2O б)NaOH в)H2S г)O2

2. В химических реакциях для оксида серы (VI) характерны свойства: А) окислителя б) восстановителя В) амфотерного оксида г) кислотного оксида

3. Степень окисления +4 сера имеет в своем составе: А) Al2(SO4)3б)Na2SO3в) Ca(HSO3)2г)K2S

4. Укажите схемы реакций образования гидросульфитов (коэффициенты расставлены): А) SO3 + KOH→ б)SO2 + NaOH→ В) Ba(OH)2 + 2SO2→ г)KOH + H2S→

5. Оксид серы (IV) может образоваться в результате: а) обжига пирита б) взаимодействия гидросульфита кальция с соляной кислотой в) сгорания сероводорода в избытке кислорода г) взаимодействия меди с конц. серной кислотой

6. Укажите схему реакции, в которой оксид серы (IV) окислитель: А) SO2 + O2→ б)SO2 + H2O→ В) SO2 + H2S→ г)SO2 + CaO→

7. Укажите схемы реакций с участием сероводородной кислоты: А)K2S + H2S→ б)H2S + KCl→ В)H2S + CuSO4→ г)KHS + H2S→

8. Укажите формулу глауберовой соли: А) MgSO4*7H2O б) Na2SO4*10H2O в)KCl*NaClг)CaSO4*2H2O

9. В растворах каких солей среда щелочная? А)K2S б)Na2SO4в) Na2SO3 г)KHSO4

 

ОКСИДЫ И ГИДРОКСИДЫ СЕРЫ

Домашняя работа

1. Почему серная кислота является более сильной и более устойчивой кислотой, чем сернистая? Какая из них является более сильным окислителем в водном растворе?

2. Напишите уравнения реакций взаимодействия железа, цинка, меди с разбавленной и концентрированной серной кислотой.

3. Составьте уравнения реакций, которые возможны и протекают практически до конца:

А) BaCl₂ + H₂SO₄→

Б)Na₂CO₃ + H₂SO₄→

В)Mg(NO₃)₂ + H₂SO₄→

Г)Mg + H₂SO_4(разб)→

Д)Cu + H₂SO_4(разб)→

4. Рассчитайте объем раствора серной кислоты (массовая доля серной кислоты 8%, плотность 1.05 г/мл), к