Физические методы получения неметаллов

В качестве сырья для получения ряда неметаллов в промышленности используют воздух.

Сначала при пониженной температуре и повышенном давлении воздух сжижают. Затем, используя перегонку (дистилляцию), из жидкого воздуха получают азот N2, кислород O2 и аргон Ar. В ходе перегонки первым испаряется азот (при температуре −196°C), потом — аргон (при −186°C) и последним — кислород (при температуре −183°C).

 

Промышленная установка для разделения воздуха методом перегонки.

 

Аналогично от нелетучих примесей отделяют встречающуюся в природе самородную серу. Для этого руду нагревают выше +450°C и пары кипящей серы S конденсируют.

Химические методы получения неметаллов

Химические методы получения неметаллов связаны с проведением окислительно-восстановительных реакций, в ходе которых неметаллические химические элементы могут как повышать, так и понижать степень окисления.

Например, хлор Cl2 в промышленности получают путём электролиза раствора хлорида натрия NaCl. При пропускании постоянного электрического тока через раствор этого вещества, протекает химическая реакция:

Эл.ток

2NaCl+2H₂O 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑

Для того, чтобы получить кремний Si, в промышленности в электрических печах прокаливают смесь песка SiO₂ с коксом C. При этом протекает химическая реакция:

SiO₂+2C→Si+2CO↑

Лабораторные способы получения неметаллов также связаны с проведением окислительно-восстановительных реакций. Чаще всего это либо реакции разложения, либо реакции замещения.

1. Кислород O₂ в лабораторных условиях можно получить путём разложения пероксида водорода H₂O₂, перманганата калия или бертолетовой соли. Протекает реакция разложения:

катализатор

2 H₂O_{2 =} 2H₂O+O₂; tºϹ2 KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂; tºϹ 2 KClO₃ = 2KCl + 3O₂ ;

2. Водород H₂ в лаборатории можно получить, используя цинк Zn и соляную кислоту HCl. Протекает реакция замещения:

Zn+2HCl→ZnCl₂+H₂↑

 

Проведите лабораторный опыт, составьте уравнения реакций, выводы запишите в тетради

 

Лабораторная работа «Получение некоторых неметаллов»

Цель: изучить способ получения кислорода и водорода в лаборатории, выяснить как можно обнаружить эти газы.

Оборудование: штатив большой, изогнутая стеклянная трубка с пробкой, кусочек ваты, лучинка,, спиртовка, спички, стакан с водой.

Реактивы:, KMnO₄ –соль кристаллическая, соляная кислота, цинк, пероксид водорода, оксид марганца(IV)

Опыт1. Получение кислорода из перманганата калия.

Порядок действий: собрать прибор как на рисунке

(доп. материал).

Порядок действий: Осторожно нагрейте всю пробирку, а затем в месте расположения KMnO₄, до потрескивания вещества KMnO₄, проверьте наличие кислорода тлеющей лучинкой. Наблюдайте как горит лучинка в кислороде.

Рисунок зарисуйте.

Допишите уравнение получения O₂:

KMnO₄ = K₂MnO₄ +? +?.

Наблюдения: при нагревании соли KMnO₄ выделяется простое вещество ……………………..……, которое можно обнаружить с помощью тлеющей лучинки. Лучинка загорается.

Опыт1. Получение кислорода из пероксида водорода.

Порядок действий: Осторожно налейте 5-6 мл пероксида водорода в пробирку всю пробирку, а затем туда же насыпьте оксида марганца (IV), проверьте наличие кислорода тлеющей лучинкой. Наблюдайте как горит лучинка в кислороде.

Допишите уравнение получения O₂: 2 H₂O₂? +?

Опыт1. Получение водорода.

Порядок действий: в пробирку поместите 1–2 гранулы цинка, прилейте около 3 мл раствора соляной кислоты; накройте пробирку воронкой широкой частью вниз, на носик воронки наденьте чистую пробирку. Подожгите спиртовку. Поднесите пробирку с полученным водородом к пламени спиртовки для обнаружения водорода. Запишите уравнение реакции получения водорода и наблюдения в тетрадь:

Zn + HCl = ………………………….

Наблюдения: 1) при взаимодействии цинка с соляной кислотой (HCl)появились пузырьки газа это ……………………….

2)при поднесении пробирки с водородом к спиртовке появился свистящий звук следовательно там был …… (какой чистый или не чистый водород) ……………………,

если звук «п-х-х» …………… (какой чистый или не чистый водород) ……………,

3) водород … (какой легче или тяжелее воздуха) ………………………………, поэтому его собираем в перевёрнутую пробирку.

 

УЭ – 5

Применение неметаллов

Цель: рассмотреть основные области применения неметаллов.

Поскольку свойства неметаллов чрезвычайно разнообразны, эти вещества находят широкое применение в различных отраслях народного хозяйства.

Таблица. Применение неметаллов.

Пользуясь учебником и доп. материалом запишите опорный конспект.

 

УЭ – 7

Контроль

1) Вставьте слова, пропущенные в тексте.
Атомы ____ в отличие от атомов ____ легко принимают наружные электроны, являются ____

2) Вставьте слова, пропущенные в тексте.
Неметаллические свойства элементов с увеличением порядкового номера в периодах ____
В группах неметаллические свойства элементов ____

3) Пользуясь периодической таблицей, запишите молекулярные формулы высших кислородных соединений неметаллов III периода. Как будет изменяться кислотный характер?

4) Запишите формулы водородных соединений элементов VII А группы. Как изменяются кислотные свойства с увеличением порядкового номера элемента?

5) Водород занимает в периодической таблице два места: в I А группе и в VII А группе. Запишите молекулярные формулы водородных соединений Na, K, Cl, F.

6) Какую высшую степень окисления имеют следующие элементы?

7) Определите, окислителем или восстановителем является сера в следующих реакциях:

А) H₂+S=H₂S Б)2SO₂ + O₂ → 2SO₃

8) Наиболее ярко выраженные неметаллические свойства проявляет вещество, образованное из атомов, в которых число электронов во внешнем электронном слое равно____.

• 4 • 5 • 6 • 7

9) Наиболее электроотрицательными являются атомы

• серы • фосфора • кремния • хлора

10) Типичному неметаллу соответствует следующая схема распределения электронов по электронным слоям:

 2, 1                                              2, 8, 2                                                                 2, 8, 7

 

Задачи.

6. Вычислите объем воздуха, который потребуется для сжигания 50 м³ сероводорода, если продуктами реакции являются вода и оксид серы (IV). Вычислите массу этого воздуха.

 

7. Определите состав смеси азота и водорода, имеющий плотность по водороду 4,25.

 

4. Вычислите объём водорода, который потребуется для восстановления 1000 кг оксида вольфрама(VI), содержащего 25% примесей.

5. Для синтеза хлороводорода взяли 100 л водорода и 150 л хлора. Какие газы и в каком объеме останутся в сосуде после реакции?

6. Французский химик К. Шееле получил хлор по реакции оксида марганца (IV) с соляной кислотой. В результате этой реакции образуется так же хлорид марганца(II) и вода. Составьте уравнение реакции, рассчитайте массу оксида марганца(IV) и количество хлороводорода, необходимых для получения 100 л хлора, если выход составляет 95% от теоретически возможного.

 

Поменяйтесь тестом с соседом и проверьте тест вместе со мной