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.