Основные классы неорганических соединений. Стехиометрия

1
Практическая работа
Основные классы химических соединений. Стехиометрия.
Цель работы. Получить представление о простых и сложных веществах, о
металлах и металлоидах, о бинарных и сложных соединениях, об органических и
неорганических веществах. Освоить простейшие расчеты молекулярных масс и
количеств веществ по стехиометрическим уравнениям химических реакций.
Задачи работы. Пользуясь Периодической таблицей и таблицей растворимости
солей и оснований в воде, расположить предлагаемые в заданиях вещества по основным
классам химических соединений. Записать в ионном и ионно-молекулярном виде
реакции взаимодействия реагентов, принадлежащих различным классам.
Задание 1. Из веществ, приведённых в Вашем варианте, выберите металлы и неметаллы:
Запишите в табл. 1 химические символы элементов, основные валентности, которые
они могут проявлять в химических соединения и приведите для этих валентностей по одной
формуле химических соединений.
Неметаллы
Металлы
Таблица 1
Символ
Валентности
Примеры
соединений
Символ
Высшая и низшая
степени окисления
Примеры
соединений с
высшей и низшей
степенью окисления
Задание 2.
Из предложенного в Вашем варианте списка веществ выберите органические
и неорганические соединения:
Запишите в табл. 2 химические формулы и названия этих веществ. Укажите, к какому
классу химических соединений (кислоты, основания, соли и т.п.) они относятся.
Таблица 2
Формула
Органические
соединения
Название
Класс
Формула
Неорганические Название
соединения
Класс
Задание 3. Выберите из предложенного в Вашем варианте списка веществ бинарные
(нитриды, оксиды, сульфиды, хлориды) и сложные (кислоты, основания, соли). Запишите
химические формулы соответствующих соединений и расположите их в табл. 3:
2
Таблица 3
Нитриды
Бинарные (идо-) соединения
Оксиды
Сульфиды
Хлориды
Сложные соединения
Основания
Кислоты
Соли
Задание 4. Для химического получения антикоррозионного защитного покрытия на
поверхности железных изделий используют метод фосфатирования - в состав
антикоррозионных составов вводят ортофосфорную кислоту, которая с катионами
железа(III) образует газонепроницаемую, нерастворимую пленку ортофосфата железа(III).
Запишите соответствующее уравнение реакции между гидроксидом железа(III) и
ортофосфорной кислотой:
Укажите, сколько молей ортофосфорной кислоты вступает во взаимодействие с
ν Fe(OH ) молями гидроксида железа(III):
3
ν H3 PO4 =
Задание 5. Для получения защитных и декоративных покрытий на металлических
поверхностях применяют металлофосфатные связующие - неорганические клеи, в состав
которых входят водорастворимые кислые соли ортофосфорной кислоты (дигидрофосфаты
алюминия, хрома(III), меди(II), железа(III) и других металлов). Для их получения
нерастворимые оксиды или гидроксиды указанных металлов обрабатывают избытком
раствора ортофосфорной кислоты при температуре, близкой к температуре кипения. Одним
из наиболее известных является бесцветное алюмофосфатное связующее.
Запишите соответствующее уравнение реакции между гидроксидом алюминия и
ортофосфорной кислотой, в результате которой образуется дигидрофосфат алюминия:
Рассчитайте массу ортофосфорной кислоты, которая будет израсходована на
получение mAl( H PO ) килограмм дигидрофосфата алюминия:
2
4 3
3
Задание 6. Разбавленный раствор серной кислоты окисляет металлы, стоящие в ряду
напряжений металлов до водорода. Продуктами реакции являются сульфат металла и
газообразный водород. Окислителем в концентрированном растворе серной кислоты (с
2−
массовой долей более 30%) является анион SO4 , и она может взаимодействовать как с
активными, так и с малоактивными металлами, стоящими в ряду напряжений металлов
после водорода. Продуктами реакции в зависимости от температуры, концентрации и
химической природы металлов могут быть сероводород H 2 S , сера или оксид серы(IV) SO2 .
6.1. Запишите уравнение реакции между цинком и разбавленной серной кислотой,
которая используется для получения газообразного водорода в лабораторных условиях:
Рассчитайте объем водорода при н.у. (273 К; 101,3 кПа), который выделится при
взаимодействии mZn килограмм цинка с раствором серной кислоты:
6.2. Принимая во внимание, что продуктом является загрязняющий атмосферный
воздух диоксид серы(IV), запишите уравнение реакции между медью и концентрированной
серной кислотой, которая может быть использована в технологии электронных устройств
для травления медной пленки при получении печатных плат:
Рассчитайте массу меди, которую можно растворить с помощью mH 2 SO4 килограмм
серной кислоты:
Задание 7. Теплотворной способностью называется количество тепла, выделяющееся при
полном сгорании 1 кг твердого, жидкого или 1 м3 газообразного топлива при 273 К и 101,3 кПа.
Например, бензин и дизельное топливо имеют теплотворную способность более 45000 кДж/кг.
Рассчитайте теплотворную способность метана q в кДж/м3, если термохимическое
уравнение реакции его горения с получением оксида углерода(IV) и паров воды имеет вид:
CH 4 + 2O2 = CO2 ↑ +2 H 2O ↑ ; ΔH = −1,11 кДж.