Нелеткі водневі сполуки утворюють метали, водень в них має ступінь окислення -1. Ці речовини мають іонну будову Наприклад, гідрид натрію складається з катіонів Na + і гідрид-іонів Н -. Летючі водневі з'єднання утворюють неметали. Водень в таких з'єднаннях має ступінь окислення +1, хімічний зв'язок в молекулах таких речовин ковалентних. Приклади - вода Н 2 О, сірководень H 2 S, аміак NH 3.
Які закономірності спостерігаються в зміні властивостей летких водневих з'єднань в періодах і групах? Охарактеризуйте їх сутність.
У періодах кислотні властивості летких водневих з'єднань посилюються зліва направо. У групах кислотні властивості летких водневих з'єднань посилюються зверху вниз. Це пов'язано з тим, що в групах радіус атомів збільшується зверху вниз, і отже збільшується радіус негативно заряджених іонів. Чим більше радіус негативно заряджених іонів, тим слабкіше вони притягують до себе іони водню. Отже, чим більше радіус атома, тим легше отщепляется іон Н +. тобто тим більше сила кислоти.
Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких молено здійснити наступні перетворення:
6H + + 5Сl - + СlO 3 - = 3Сl 2 + 3Н 2 O
Хлор реагує з воднем з утворенням хлороводню:
Н 2 + Сl 2 = 2НСl
При реакції хлороводню з гідроксидом кальцію утворюється хлорид кальцію:
Са (ОН) 2 + 2НСl = CaCl 2 + 2Н 2 О ОН - + H + = H 2 O
При реакції розчину хлориду кальцію з розчином нітрату срібла в осад випадає хлорид срібла:
СаСl 2 + 2AgNO 3 = 2AgCl ↓ + Ca (NC 3) 2
При реакції хлору з залізом при нагріванні утворюється хлорид заліза (III):
2Fe + 3Сl 2 = 2FеСl 3
При реакції розчину хлориду заліза (III) з розчином гексаціаноферрата (II) калію (жовта кров'яна сіль) утворюється осад гексаціаноферрата (II) заліза (III), так звана берлінська лазур:
4FеСl 3 + 3К 4 [Fе (СN) 6] = Fе 4 [Fe (СN) 6] 3 + 12КСl 4Fe 3+ + 3 [Fe (CN) 6] 4 = Fе 4 [Ре (СN) 6] 3
За рівняння реакції при взаємодії 1 моль міді з сірчаною кислотою виділяється 1 моль оксиду сірки (IV), значить при реакції 0,2 моль міді з сірчаною кислотою виділяється 0,2 моль оксиду сірки (IV). Обчислимо обсяг оксиду сірки (IV):
V (SО 3) = ν (SO 2) · V M = 0,2 моль · 22,4 л / моль = 4,48 л.
Визначимо молярну масу оксиду сірки (IV):
M (SO 2) = 32 + 16 · 2 = 64 г / моль.
Обчислимо масу оксиду сірки (IV):
m (SO 2) = ν (SO 2) · M (SO 2) = 0,2 моль · 64 г / моль = 12,8 г.
Відповідь. виділиться 0,2 моль (12,8 г; 4,48 л) оксиду сірки (IV).
На 0,9 моль карбонату кальцію подіяли 540 мл 8% -ної соляної кислоти (ρ = 1,04 г / см 3). Який газ і скільки його за обсягом виділиться?
Виділяється оксид вуглецю (IV):
СаСО 3 + 2НСl = СаСl 2 + H 2 O + СО2
Обчислимо масу соляної кислоти:
m (кислоти) = ρ · V = 1,04 г / мл · 540 мл = 561,6 м
Обчислимо масу хлороводню, що міститься в соляній кислоті:
За рівняння реакції 1 моль карбонату кальцію реагує з 2 моль хлороводню. Нехай для реакції з 0,9 моль хлороводню необхідно х моль хлороводню. Складемо пропорцію:
1 2 = 0 х, 9. х = 0,9 1 2 = 1,8 моль
Необхідно 1,8 моль хлороводню, а є тільки 1,23 моль. Значить, карбонат кальцію узятий в надлишку, розрахунок ведемо по соляній кислоті. За рівняння при взаємодії 2 моль хлороводню з карбонатом кальцію виділяється 1 моль оксиду вуглецю (IV). Нехай при взаємодії 1,23 моль хлороводню з карбонатом кальцію виділяється х моль оксиду вуглецю (IV). Складемо пропорцію:
1 2 = 1, х 23. х = 1,23 1 2 = 1,615 моль
Обчислимо обсяг оксиду вуглецю (IV):
V (СО 2) = ν (CO 2) · V M = 0,615 моль · 22,4 л / моль ≈ 13,78 л.
Відповідь. виділиться 13,78 л оксиду вуглецю (IV).
У 40 мл 6% -го розчину нітрату срібла (1) (ρ = 1,05 г / см 3) розчинили 250 мл хлороводню. Яка речовина і скільки за масою випадає в осад?
AgNO 3 + НСl = AgCl ↓ + HNO 3
Обчислимо масу розчину нітрату срібла: m (розчину) = ρ · V = 1,05 г / мл · 40 мл = 42 м
Обчислимо масу нітрату срібла, що міститься в розчині:
За рівняння реакції 1 моль хлороводню реагує з 1 моль нітрату срібла, значить для реакції з 0,0148 моль нітрату срібла необхідно 0,0148 хлороводню, а є тільки 0,0112 моль, значить нітрат срібла узятий в надлишку, розрахунок ведемо по хлороводню. З 1 моль хлороводню утворюється 1 моль хлориду срібла, значить з 0,0112 моль хлороводню утворюється 0,0112 моль хлориду срібла. Визначимо молярну масу хлориду срібла:
M (AgCl) = 108 + 35,5 = 143,5 г / моль.
Обчислимо масу хлороводню:
m (AgCl) = ν (AgCl) · M (AgCI) = 0,0112 моль · 143,5 г / моль ≈ 1,6 м
Відповідь. в осад випадає 1,6 г хлориду срібла.
Глава VII. Генетичний зв'язок органічних
і неорганічних речовин
Завдання до §§1, 2 (стор.144)
Складіть рівняння реакцій за такою схемою, що відбиває генетичний зв'язок між органічними та неорганічними речовинами:
При сильному нагріванні карбонат кальцію розкладається на оксид кальцію і оксид вуглецю (IV):
СаСО 3 = СаО + СО 2
Оксид кальцію при високій температурі реагує з вугіллям з утворенням карбіду кальцію:
2СаО + 5С = 2СаС 2 + СО2
При дії на карбід кальцію води виходить ацетилен:
Сас 2 + 2Н 2 О = НС ≡ СН + Са (ОН) 2
Етиловий спирт з ацетилену можна отримати в дві стадії. При гідруванні ацетилену в присутності каталізатора утворюється етилен:
НС ≡ СН + H 2 t, кат CH 2 = CH 2
При приєднанні до етилену води в присутності кислот утворюється етиловий спирт.
СН 2 = СН 2 + Н 2 O H +. t СН 3-СН 2-ОН
При окисленні етилену розчином перманганату калію утворюється етиленгліколь:
СН 2 = СН 2 KMnO 4. H 2 O CH 2 CH 2
При окисленні етиленгліколю утворюється щавлева кислота: