Окислительно – восстановительные реакции

Задание 1. В какой роли (окислителя или восстановителя) выступает:

· С в СО₂

· С в СО

· С в СН₄

· S в SO₃

· S в SO₂

· S в H₂S

Какую роль играют эти вещества в нашей жизни?

Задание 2. Рассчитайте объем углекислого газа, образующегося из 1 моля оксида цинка. Укажите степени окисления углерода и металла в простом веществе и соединении. Какую роль играет углерод в окислительно – восстановительном процессе?

Задание 3. Предельно допустимая среднесуточная концентрация монооксида углерода в воздухе составляет 3,0 мг/м³. Простейший газоанализатор, позволяющий определить наличие в воздухе ядовитой примеси СО, содержит белый порошок оксида иода (V), нанесенный на пемзу и помещенный в стеклянную трубочку. При взаимодействии I₂O₅ c CO идет окислительно-восстановительная реакция с выделением иода, который окрашивает содержимое трубочки в черный цвет. Какое количество монооксида углерода вызовет выделение 0,1 г иода в трубке газоанализатора? Какой объем воздуха (при н.у.), содержащего 3,0 мг/м³ CO, надо будет пропустить через трубку, чтобы в ней выделилось 0,1 г иода?

Типы химических реакций

Реакции разложения

Задание 1. Для получения жженой извести СаО известняк нагревают до 1500⁰С. кроме извести, образуется оксид углерода (IV). Рассчитайте, какой объем углекислого газа образуется при получении 1 т извести? Укажите тип реакции.

Задание 2. В каких еще процессах, необходимых для производства жженой извести, выделяется углекислый газ?

Реакции соединения

Задание 1. Металлургия – один из основных загрязнителей окружающей среды. При обжиге серосодержащих руд в атмосферу попадает большой объем сернистого газа SO₂. В воздухе он окисляется кислородом до оксида серы (VI) SO₃, а затем, соединяясь с водой, которая всегда присутствует во влажном воздухе, образует серную кислоту Н₂SO₄.

Напишите уравнения этих двух реакций, укажите их тип.

Задание 2. Угарный газ СО окисляется кислородом до углекислого газа СО₂, а при взаимодействии последнего с коксом (углем) образуется опять оксид углерода (II). Напишите уравнения этих двух реакций, укажите, к какому типу реакций они относятся.

Реакции замещения

Задание 1. При выплавке металлов их, как правило, восстанавливают углем, для чего сплавляют оксиды соответствующих металлов с коксом С при высоких температурах. Напишите уравнения реакции восстановления железа из оксида трехвалентного железа, а меди – из оксида двухвалентной меди. Какой продукт, кроме металла, образуется в этих реакциях, и что вы знаете о его свойствах? Укажите тип этих реакций.

Реакции обмена

Задание 1. Напишите реакции взаимодействия питьевой соды NaHCO₃ с соляной кислотой и сульфида натрия Na₂S  с этой же кислотой. Укажите тип этих реакций.

Какие газы выделяются в реакциях? Назовите их. Какова их роль в окружающей среде?

Важнейшие классы неорганических веществ

Оксиды

Задание 1. Из приведенного перечня оксидов SiO₂, CrO₃, MgO, Mn₂O₇, Cu₂O, SO₂, FeO, N₂O₃, K₂O, NiO, Na₂O, NO, BaO выпишите:

А) оксиды, попадание которых в атмосферу вызывает в настоящее время экологические проблемы;

Б) оксиды, которые практически не встречаются в природе;

В) оксиды, которые не представляют реальной опасности для окружающей среды.

Найдите информацию о том, какие оксиды производятся и используются в нашей стране, где и в каких количествах, каковы экологические последствия их производства, какие меры принимаются для уменьшения выбросов при производстве оксидов.

Задание 2. Одним из способов борьбы с изменениями климата может быть извлечение из атмосферы лишней углекислоты. Каким способом можно очистить газовую смесь – воздух – от избытка углекислого газа: физическим или химическим? Зная, что оксид углерода является кислотным оксидом, напишите уравнение реакции его со щелочью. К какому классу соединений относится продукт этой реакции.

Оксиды

Главные друзья и главные враги, или Три кита жизни и смерти

Очень давно, более 3 млрд. лет назад, на совсем еще молодой Земле возникла жизнь. Мы мало знаем о самых первых ее формах. Ученые полагают, что простейшие организмы умели поглощать растворенные в воде вещества и делиться.

Простейшие организмы изменялись, усложнялись, и через миллионы лет появились сине – зеленые водоросли, знакомые нам по «цветению воды» в реках. Эти водоросли умели сами создавать нужные им органические вещества, разлагая углекислый газ на углерод и кислород и используя энергию солнечного света. Сине – зеленые водоросли были первыми одноклеточными растениями, потому что научились использовать все «три кита» жизни: воду, углекислый газ и солнечную энергию.

Сотни миллионов лет понадобилось им, чтобы забрать из атмосферы почти весь углекислый газ и насытить ее кислородом, создав условия для появления первых дышащих одноклеточных, а следом и всего разнообразия живых существ.

Но в результате бесконтрольного развития цивилизации и неразумных поступков людей «три кита» жизни могут стать для Земли «тремя китами» смерти.

Увеличение количества углекислого газа Земли приводит к накоплению солнечной энергии и нагреву атмосферы. Повышение температуры усиливает испарение воды и выделение углекислого газа из океанов и суши, парниковый эффект растет, температура еще повышается и т.д.

Так в горах маленький снежок вызывает смертоносную лавину. Что останется после «парниковой лавины»? ответ смотрит на нас с ночного неба. Это наша соседка, Венера, «утренняя звезда». С Земли она выглядит красиво, но. Увы, на ней нет и не может быть жизни. Ее атмосфера примерно в 100 раз толще земной и состоит в основном из углекислого газа, задерживающего солнечную энергию. За счет этого температура на поверхности Венеры более 400⁰С! При такой температуре плавится свинец и течет стекло!

Мы не знаем, была ли жизнь на Венере, кто или что вызвало такой сильный парниковый эффект, но нужно предотвратить парниковую катастрофу на Земле.

Вопросы к тексту:

1. Почему внимание человечества направлено на ограничение выбросов второстепенных парниковых газов (углекислого, угарного, метана), а не водяного пара – главного парникового газа, который обеспечивает 80% парникового эффекта?

2. Что произойдет с земными океанами при таком же повышении температуры, как на Венере?

3. Какие химические реакции будут происходить в атмосфере Земли при высоких температурах, и к какому составу атмосферы они приведут?

4. Откуда может взяться достаточно углерода для возникновения большого количества углекислого газа?

5. Углекислый газ растворим в воде. Приведите пример таких растворов. Как они ведут себя при нагревании? Что будет происходить с растворением СО₂ при нагревании океана? Как скажется этот процесс на парниковом эффекте?

Задание 3. Санитарные нормы содержания в воздухе населенных мест для вредных и опасных примесей - это предельно допустимые среднесуточные концентрации (ПДКСС). Их значения составляют: 0,085 мг/м³ для диоксида азота, 0,05 мг/м³ для диоксида серы, 0,008 мг/м³ для сероводорода, 0,03 мг/м³ для хлора. Рассчитайте массовые и объемные доли каждой вредной примеси и их молярные концентрации в воздухе.

1,8 ^. 10^-6 моль/м³ диоксида азота; 7,8 ^. 10^-7 моль/м³ диоксида серы; 2,3 ^. 10^-7 моль/м³ сероводорода; 4,2 ^. 10^-7 моль/м³ хлора

Кислоты

Задание 1. Какие оксиды относятся к кислотным? Напишите уравнения реакции образования кислот из оксидов, то есть процесса образования кислотных дождей. Укажите кислотные оксиды, которые могут находиться в атмосфере и приводить к образованию кислотных дождей.

Найдите информацию о том, где и в каких количествах производятся и используются кислоты в нашей стране. Каковы отходы и экологические последствия их производства? Что делается для уменьшения загрязнения природы?

Несовершенство технологий производства наносит вред природе

Особенно удручающим примером является производство серной кислоты Н₂SO₄, необходимой для многих отраслей промышленности. Из – за несовершенства технологий происходит утечка сернистого газа (вспомните его формулу) – полупродукта в производстве серной кислоты.

Промышленность всего мира выбрасывает в воздух более 150 млн. тонн сернистого газа в год. Это в два раза больше, чем нужно для производства серной кислоты. Сегодня SO₂ стал главным загрязнителем окружающей среды. Следует отметить, что сернистый газ образуется при сжигании топлива (так как в угле всегда присутствуют соединения серы). В атмосфере сернистый газ превращается в серную кислоту.

Губительное действие сернистого газа и серной кислоты на окружающую среду (природную и искусственную) объясняется тем, что:

· Разрушается хлорофилл в листьях растений, нарушается фотосинтез и дыхание, замедляется рост, снижается урожайность сельскохозяйственных культур.

· Ухудшается состояние древесных насаждений. При высоких дозах и продолжительном действии растения, особенно хвойные, погибают.

· Повышается кислотность почв, что снижает эффективность применения удобрений и угнетает наиболее ценные многолетние травы.

· От кислотных выбросов разрушаются здания и архитектурные памятники.

· При длительном воздействии сернистого газа у человека возникает бронхит и другие легочные заболевания.

Вопросы к тексту

1. Как взаимодействует мрамор с серной кислотой?

2. ПДК сернистого газа в воздухе равен 0,05 мг/м³. Какой объем чистого воздуха загрязняется до предельно допустимой концентрации ежегодно выбрасываемым в мире сернистым газом?

3. Сколько серы содержится в выбрасываемом сернистом газе?

4. Сколько серной кислоты можно было бы сделать из этого сернистого газа?

Основания

Большую опасность для окружающей среды представляют растворимые основания, то есть щелочи, попадающие в реки и моря с промышленными стоками.

Задание 1. Зная свойства оснований, предложите способы защиты окружающей среды от щелочных сбросов. Напишите реакции нейтрализации калиевой и натриевой щелочей.

Задание 2. Предложите наиболее дешевый и безопасный реагент для этого, концентрацию которого, в свою очередь, необходимо сокращать.

Задание 3. Почему реакция взаимодействия оснований и кислот называется нейтрализацией?

Если щелочные батарейки пролежат во влажном грунте всего два – три месяца, их металлический корпус разрушится, а  содержимое попадет в грунт. Напишите реакцию, с помощью которой можно сделать безопасным для окружающей среды содержимое батареек, работающих на калиевой щелочи.

Найдите информацию о том, где и в каких количествах в нашей стране производятся и используются щелочи, каковы экологические последствия их производства, какие меры принимаются для уменьшения выбросов при производстве щелочей.

Соли

Задание 1. Напишите уравнения реакций, отражающих круговорот в природе углерода, серы, азота. Укажите основные источники азотных и фосфорных удобрений.

Задание 2. На основе схемы круговорота углерода объясните, почему уничтожение лесов (обезлесение) является одним из основных поставщиков углекислого газа в атмосферу.

Задание 3. Если одним из эффективных видов органических удобрений является навоз, то почему рядом с животноводческими фермами водоемы отравлены стоками отходов органических соединений? Почему водоемы становятся не только «Мертвыми», но - что еще хуже - опасными для живой природы.

Задание 4. Какой вред окружающей природе приносит наличие сульфида цинка в цинковой руде? Подтвердите ответ уравнениями соответствующих реакций.

Задание 5. Найдите информацию о роли солей для для жизни на Земле:

А) какие соли образуют горные породы;

Б) какие соли есть в морской и океанской воде;

В) как влияет наличие солей в почве на ее свойства;

Г) какую роль играют соли в жизни растений и животных суши;

Д) какую роль играют соли в жизни морских растений и животных;

Е) какие соли встречаются в полезных ископаемых, как используются;

Ж) какие соли полезны для человека, какие вредны и почему.

На уроке представьте найденную информацию в виде мини – докладов.

Задание 6. Будет ли вредна для человека питьевая вода с содержанием пестицидов (ядохимикатов, защищающих растения от вредителей и болезней), достигающим 1 мг/м³, если санитарная норма по пестицидам в воде равна 5 ^. 10^-4% по массе?

(Вода не будет вредна, поскольку содержание пестицидов меньше предельно допустимого по санитарным нормам).