VII. Отдельные сведения из химии элементов

Фундаментальное изучение химии элементов предполагает следующий план рассмотрения свойств этих элементов:

1. Из положения элемента в Периодической системе определяют:

1) Общее количество электронов, равное порядковому номеру элемента.

2) Количество энергетических уровней, на которых расселены электроны данного элемента, равное номеру периода, в котором расположен элемент.

3) Число валентных электронов, которое равно номеру группы, в которой находится элемент.

2. Составить электронную формулу атома элемента с распределением электронов по уровням и подуровням.

3. Руководствуясь правилом Хунда, представить графически распределение электронов по уровням и подуровням.

4. На основании распределения валентных электронов в атоме, сделать вывод о преобладании металлических или неметаллических свойств.

5. С учетом свободных орбиталей и неспаренных электронов определить все возможные степени окисления, которые может проявлять данный элемент в соединениях с другими элементами.

6. Для всех положительных степеней окисления составить формулы всех возможных оксидов данного элемента и определить их характер (кислотные, основные, амфотерные). Составить формулы соответствующих гидроксидов и кислот и подтвердить их характер уравнениями диссоциации.

7. Указать, как изменяется окислительная и восстановительная активность при переходе от одной степени окисления к другой.

8. Кратко охарактеризовать способы получения элемента, важнейших его соединений. Указать области применения данного элемента и его соединений.

По причине недостатка времени, студенту заочного отделения при изучении химии элементов предъявляется менее широкий круг вопросов, ограничивающийся в основном теми элементами, чьи соединения находят применение в АПК. Причем, этот ограниченный перечень элементов содержит и меньший объем заданий. Для решения данных заданий все необходимые сведения можно легко найти в рекомендованной учебной литературе.

 

Контрольные задания

101-110. Рассмотрите по плану, представленному выше, элемент, указанный в вашем задании.

101. Марганец.

102. Сера.

103. Кальций.

104. Фосфор.

105. Железо.

106. Хлор.

107. Алюминий.

108. Магний.

109. Медь.

110. Углерод.

Контрольные задания

111. Перечислите важнейшие калийные удобрения. Из каких соединений калия получают калийные удобрения? Рассчитайте процентное содержание KCl в минерале KCl∙MgSO₄∙3H₂O. Какому процентному содержанию K₂O соответствует этот минерал?

112. Объясните, почему почти все нерастворимые в воде соли меди легко растворяются в водном растворе аммиака и в растворах цианидов щелочных металлов. Напишите реакции растворения CuCl₂ в растворах гидроксида аммония и цианида калия.

113. Охарактеризуйте кальций и магний как почвообразующие и биогенные элементы. Напишите уравнения реакций (с указанием условий проведения), соответствующие каждому этапу цепочки превращений: CaCl₂ → Ca → CaH₂ → Ca(OH)₂ → CaO.

114. Охарактеризуйте кальций и магний как основу строительных материалов. Укажите состав цемента, извести, гипса. Что такое реакция схватывания цемента? Сколько моль гашеной извести можно произвести при обжиге и последующей обработке водой одной тонны известняка, содержащего 75% CaCO₃?

115. Перечислите основные виды азотных удобрений. Рассчитайте процентное содержание азота в удобрениях, содержащих азот в нитратной форме, а именно, в NH₄NO₃, KNO₃, Ca(NO₃)₂.

116. Какие фосфорные удобрения вам известны? Почему преципитаты и фосфориты рекомендуют применять на кислых почвах? Ответ подтвердите уравнениями реакций. Рассчитайте процентное содержание фосфора в двойном суперфосфате.

117. Карбамид (мочевина) как эффективное по азоту удобрение. Получение карбамида в промышленности (привести уравнения реакций). Рассчитайте процентное содержание азота в карбамиде.

118. Сера как биогенный элемент. Какие соединения серы находят применение в сельском хозяйстве? Составить уравнения реакций для каждого этапа цепочки превращений (где необходимо, приведите уравнения электронного баланса): H₂S → S → SO₂ → Na₂SO₃ → Na₂S₂O₃.

119. Как можно получить белильную известь? Чем обусловлены ее отбеливающие и дезинфицирующие свойства? Какой объем хлора (при нормальных условиях) можно получить из 20 г хлорной извести при действии на нее избытком хлороводородной кислоты?

120. Какие элементы восьмой группы являются микроэлементами? В чем состоит биогенность этих элементов? Составьте уравнение реакции взаимодействия хлорида железа (III) с сероводородом. К какому типу относится данная реакция?

VIII. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Контрольные задания

121. Дайте описание основных принципов объемного анализа. Рассчитайте объем серной кислоты плотностью 1,30 г/мл, который необходимо взять для приготовления двух литров децинормального (0,1н) раствора.

122. Какие индикаторы используют при анализах по методу нейтрализации? Какую окраску имеет индикатор метилоранж при pH < 3,1 и при pH > 4,4? Рассчитайте массу KOH в 10 мл 0,3н раствора.

123. Какие растворы называются приготовленными? Что такое титрование, точка эквивалентности при титровании? Что называется титром? Титр раствора щавелевой кислоты равен 0,00420 г/мл. Рассчитайте массу щавелевой кислоты, содержащуюся в 500 мл этого раствора.

124. Дайте описание аналитического определения карбонатной жесткости воды. Опишите способы устранения жесткости воды. Рассчитайте жесткость воды, если в одном литре ее растворено 0,081 г гидрокарбоната кальция и 0,146 г гидрокарбоната магния.

125. Ход определения общей жесткости воды методом комплексонометрии. Чему равна общая жесткость воды, если на титрование 100 мл воды израсходовано 12,5 мл трилона-Б с концентрацией 0,05н?

126. Что лежит в основе анализов методами оксидиметрии? Как подразделяются эти методы? Какие рабочие растворы применяются при титровании методом пермагнатометрии, иодометрии? Рассчитайте массу перманганата калия, необходимую для окисления 30 г сульфата железа в сернокислом растворе и составьте уравнение реакции.

127. Дайте определение понятию «эквивалент». Как рассчитываются эквивалентные массы кислот и оснований в реакциях нейтрализации и реагентов в реакциях окисления-восстановления. Рассчитайте нормальную концентрацию и титр раствора иода, если на титрование 18 мл раствора иода израсходовано 12,2 мл 0,04н раствора тиосульфата натрия.

128. Какие свойства проявляет марганец в высших степенях окисления? Закончите уравнения реакций:

KMnO₄ + KI + H₂O → …

KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂SO₄ → …

Рассчитайте эквиваленты окислителей и восстановителей в этих реакциях.

129. Как проводятся количественные определения хроматометрическим методом? Закончите уравнения реакций и рассчитайте эквивалентные массы окислителей и восстановителей:

K₂Cr₂O₇ + NaNO₂ + H₂SO₄ → …

K₂Cr₂O₇ + Na₂SO₃ + HCl → …

130. Объясните, какие индикаторы и почему применяются при титровании: 1) слабой кислоты сильным основанием; 2) слабой кислоты слабым основанием; 3) сильной кислоты слабым основанием; 4) сильной кислоты сильным основанием. Рассчитайте титры в: а) 0,2н растворе H₂SO₄; б) 0,05н растворе H₃PO₄; в) 0,1н растворе Ba(OH)₂; г) 0,7н растворе NH₄OH.

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

Т а б л и ц а 10. Варианты контрольного задания

последние две цифры шифра	номера задач для контрольной работы
00, 50
01, 51
02, 52
03, 53
04, 54
05, 55
06, 56
07, 57
08, 58
09, 59
10, 60
11, 61
12, 62
13, 63
14, 64
15, 65
16, 66
17, 67
18, 68
19, 69
20, 70
21, 71
22, 72
23, 73
24, 74
25, 75
26, 76
27, 77
28, 78
29, 79
30, 80
31, 81
32, 82
33, 83
34, 84
35, 85
36, 86
37, 87
38, 88
39, 89
40, 90
41, 91
42, 92
43, 93

О к о н ч а н и е

44, 94
45, 95
46, 96
47, 97
48, 98
49, 99

 

Т а б л и ц а 11. Номенклатура некоторых кислот и солей

формула кислоты	название кислоты	название соли
H3BO3	ортоборная	ортоборат
H2CO3	угольная	карбонат
H2C2O4	щавелевая	оксалат
CH3COOH	уксусная	ацетат
HCN	циановодородная	цианид
H2SiO3	метакремниевая	метасиликат
HNO3	азотная	нитрат
HNO2	азотистая	нитрит
HPO3	метафосфорная	метафосфат
H3PO4	ортофосфорная	ортофосфат
HPO3	метафосфорная	метафосфат
H3AsO4	ортомышьяковая	ортоарсенат
H2SO4	серная	сульфат
H2SO3	сернистая	сульфит
H2S	сероводородная	сульфид
H2S2O3	тиосерная	тиосульфат
H2SeO4	селеновая	селенат
H2TeO4	теллуровая	теллурат
HF	фтороводородная	фторид
HClO4	хлорная	перхлорат
HClO3	хлорноватая	хлорат
HClO2	хлористая	хлорит
HClO	хлорноватистая	гипохлорит
HCl	хлороводородная	хлорид
HBrO4	бромная	пербромат
HBrO3	бромноватая	бромат
HBrO2	бромистая	бромит
HBrO	бромноватистая	гипобромит
HBr	бромоводородная	бромид
HI	иодоводородная	иодид

 

Т а б л и ц а 12. Константы диссоциации некоторых слабых кислот и оснований в водных растворах при 25 ºC

электролит	формула	константа диссоциации
кислоты, Ka
сероводородная	H2S	(I) 9,56∙10^–8
(II) 1,26∙10^–14
угольная	H2CO3	(I) 4,45∙10^–7
(II) 4,69∙10^–11
кремниевая	H2SiO3	(I) 2,2∙10^–10
(II) 1,6∙10^–12
сернистая	H2SO3	(I) 1,23∙10^–2
(II) 6,6∙10^–8
ортоборная	H3BO3	(I) 7,1∙10^–10
(II) 1,8∙10^–13
(III) 1,6∙10^–14
уксусная	CH3COOH	1,74∙10^–5
ортофосфорная	H3PO4	(I) 7,11∙10^–3
(II) 6,32∙10^–8
(III) 4,46∙10^–13
циановодородная	HCN	6,16∙10^–10
хлорноватистая	HClO	2,95∙10^–8
основания, Kb
гидроксид аммония	NH4OH	1,76∙10^–^5
гидроксид алюминия	Al(OH)3	(III) 1,38∙10^–^9
гидроксид меди (II)	Cu(OH)2	(II) 3,4∙10^–^7
гидроксид железа (II)	Fe(OH)2	(II) 1,3∙10^–^4
гидроксид железа (III)	Fe(OH)3	(III) 1,35∙10^–^12
гидроксид никеля (II)	Ni(OH)2	(II) 2,5∙10^–^5
гидроксид цинка	Zn(OH)2	(II) 4,0∙10^–^5
гидроксид свинца (II)	Pb(OH)2	(II) 3,0∙10^–^8
гидроксид марганца (II)	Mn(OH)2	(II) 5,0∙10^–^4