Х-11 (ВПР № 5-7) Химические реакции.
1. Железо – один из самых используемых металлов, на него приходится до 95% мирового металлургического производства. В природе существует большое количество руд и минералов, содержащих железо. Наибольшее практическое значение имеют красный железняк (Fe2O3), магнитный железняк (Fe3O4), сидерит (FeCO3), мелантерит (FeSO4),·вивианит (Fe3(PO4)2). Оксиды железа можно восстановить до металлического железа при действии восстановителей, например водородом. Свойства соединений железа в значительной степени зависят от степени окисления железа. Так, в степени окисления +2 железо образует оксид FeO, который проявляет осно́вные свойства, ему соответствует гидроксид Fe(OH)2. Оба эти соединения способны реагировать с растворами сильных кислот, например с соляной кислотой (HCl) с образованием хлорида железа(II), который придаёт зеленоватую окраску раствору.
1.1. Сложные неорганические вещества условно можно распределить, то есть классифицировать, по четырём группам, как показано на схеме. В эту схему для каждой из четырёх групп впишите по одной химической формуле веществ из тех, о которых говорится в приведённом выше тексте.
1.2. 1) Составьте молекулярное уравнение реакции восстановления оксида железа(II) водородом, о которой говорилось в тексте.
2) Укажите, к какому типу (соединения, разложения, замещения, обмена) относится эта реакция.
1.3. 1) Составьте молекулярное уравнение реакции гидроксида железа(II) c соляной кислотой, о которой говорилось в тексте.
2) Укажите признак, который наблюдается при протекании этой реакции.
2. Сера – простое вещество жёлтого цвета, имеет несколько аллотропных модификаций (ромбическую, моноклинную и пластическую). Химически активна, горит в кислороде, взаимодействует с водородом, металлами, галогенами. При взаимодействии серы с водородом образуется газообразное вещество сероводород (H2S), раствор которого в воде проявляет свойства кислоты. А при взаимодействии с железом образуется твёрдое вещество, состав которого соответствует минералу пирротину (магнитному колчедану). Cоединения серы с кислородом (SO2 и SO3) взаимодействуют c водой и образуют гидроксиды серы (H2SO4 и H2SO3). Эти вещества способны реагировать со щелочами, например с гидроксидом натрия (NaOH). Некоторые соединения серы, например сульфаты (MgSO4, Na2SO4, CuSO4), применяются в составе медицинских препаратов.
2.1. В схему (как в задании 1.1.) по одной химической формуле веществ из тех, о которых говорится в приведённом выше тексте.
2.2. 1) Составьте молекулярное уравнение реакции серы с металлическим железом, о которой говорилось в тексте.
2) Укажите, к какому типу (соединения, разложения, замещения, обмена) относится эта реакция.
2.3. 1) Составьте молекулярное уравнение реакции серной кислоты с раствором гидроксида натрия, о которой говорилось в тексте.
2) Укажите признак, который наблюдается при протекании этой реакции.
3. Литий – мягкий лёгкий металл серебристо-белого цвета, наименее активный среди щелочных металлов. При окислении лития кислородом образуется соединение Li2O, которое активно взаимодействует с водой с образованием гидроксида лития (LiOH). Гидроксид лития проявляет свойства, характерные для щелочей: взаимодействует с кислотами и кислотными оксидами. Примерно половина всего промышленно выпускаемого лития используется для изготовления литий-ионных аккумуляторов. Ячейка такого аккумулятора состоит из двух электродов, разделённых пористым материалом, пропитанным раствором электролита.
Один из электродов изготавливают из лития, а другой – из соединений кобальта или железа. Для приготовления растворов электролитов обычно используют сульфат лития (Li2SO4) и органические растворители, например некоторые простые и сложные эфиры. Cульфат лития можно получить в результате взаимодействия гидроксида лития с серной кислотой (H2SO4).
3.1. В схему (как в задании 1.1.) по одной химической формуле веществ из тех, о которых говорится в приведённом выше тексте.
3.2. 1) Составьте молекулярное уравнение реакции лития с кислородом, о которой говорилось в тексте.
2) Укажите, к какому типу (соединения, разложения, замещения, обмена) относится эта реакция.
3.3. 1) Составьте молекулярное уравнение реакции гидроксида лития с серной кислотой, о которой говорилось в тексте.
2) Укажите признак, который наблюдается при протекании этой реакции в присутствии индикатора фенолфталеина в растворе гидроксида лития.
4. На этикетках пищевых продуктов может быть указана добавка Е221. Это синтетически созданный консервант, применяющийся в пищевой, фармацевтической и лёгкой промышленности. Химическое название этого вещества – сульфит натрия (Na2SO3). Это вещество незаменимо для производства в большом объёме мармелада, зефира, варенья, пастилы, повидла, джема, соков и пюре из фруктов и ягод, ягодных полуфабрикатов,
овощного пюре. Получить сульфит натрия можно в результате реакции оксида серы(IV) (SO2) c раствором гидроксида натрия (NaOH). Под действием сильных кислот, например серной кислоты (H2SO4), на сульфит натрия выделяется оксид серы(IV) – газообразное вещество, повышенная концентрация которого может представлять опасность для человеческого
организма.
4.1. В схему (как в задании 1.1.) по одной химической формуле веществ из тех, о которых говорится в приведённом выше тексте.
4.2. 1) Составьте молекулярное уравнение реакции получения сульфита натрия, о которой говорилось в тексте.
2) Укажите, является ли эта реакция окислительно-восстановительной или она протекает без изменения степеней окисления.
4.3. 1) Составьте молекулярное уравнение реакции сульфита натрия с серной кислотой, о которой говорилось в тексте.
2) Укажите признак, который наблюдается при протекании этой реакции.
5. В сельском хозяйстве медный купорос применяется как антисептик, фунгицид и медно-серное удобрение. Медным купоросом называют кристаллогидрат сульфата меди(II). Эта соль часто служит исходным сырьём для получения других соединений. Так, водный раствор сульфата меди(II) (CuSO4) взаимодействует с гидроксидом натрия (NaOH). В результате этой реакции образуется нерастворимый в воде, но растворимый в кислотах
(например, в HCl) гидроксид меди(II) (Cu(OH)2). При нагревании гидроксид меди(II) способен разлагаться с образованием чёрного порошка оксида меди(II) (CuO). Этот же оксид образуется при прокаливании меди на воздухе.
При работе с порошками и пудрой сульфата меди(II) следует соблюдать осторожность и не допускать их пыления.
5.1. В схему (как в задании 1.1.) по одной химической формуле веществ из тех, о которых говорится в приведённом выше тексте.
5.2. 1) Составьте молекулярное уравнение реакции прокаливания меди на воздухе, о которой говорилось в тексте.
2) Укажите, к какому типу (соединения, разложения, замещения, обмена) относится эта реакция.
5.3. 1) Составьте молекулярное уравнение реакции сульфата меди(II) с раствором гидроксида натрия, о которой говорилось в тексте.
2) Укажите признак, который наблюдается при протекании этой реакции.
6. Карбонат кальция (CaCO3) в природе встречается в виде минералов – кальцита, арагонита и ватерита, является главной составной частью известняка, мрамора, мела, входит в состав скорлупы яиц. Карбонат кальция используется как белый пищевой краситель Е170. Являясь основой мела, используется для письма на досках. Используется в быту для побелки потолков, покраски стволов деревьев, для подщелачивания почвы в садоводстве. Также карбонат кальция является важнейшим составным элементом при производстве продукции бытовой химии: средств для чистки сантехники, кремов для обуви. Получить карбонат кальция можно при взаимодействии углекислого газа (CO2) с негашёной известью (CaO). Также карбонат кальция образуется при пропускании углекислого газа через известковую воду (Ca(OH)2). Эту реакцию используют для обнаружения углекислого газа и определения его количественного содержания в воздухе.
Нерастворимый в воде карбонат кальция может растворяться в растворах сильных кислот, например в азотной кислоте (HNO3).
6.1. В схему (как в задании 1.1.) по одной химической формуле веществ из тех, о которых говорится в приведённом выше тексте.
6.2. 1) Составьте молекулярное уравнение реакции углекислого газа с негашеной известью, о которой говорилось в тексте.
2) Укажите, к какому типу (соединения, разложения, замещения, обмена) относится эта реакция.
6.3. 1) Составьте молекулярное уравнение реакции карбоната кальция с азотной кислотой, о которой говорилось в тексте.
2) Укажите признак, который наблюдается при протекании этой реакции.
7. Аммиак (NH3) в промышленности получают взаимодействием простых веществ азота и водорода при температуре 400–450оС под давлением в присутствии катализатора. В лаборатории аммиак можно получить, например, взаимодействием хлорида аммония (NH4Cl) со щелочами (например, Ca(OH)2). Аммиак – газ с характерным резким запахом, очень
хорошо растворяется в воде. Водный раствор аммиака называется аммиачной водой или нашатырным спиртом. С его помощью можно привести в чувства человека при обмороке, хирурги обрабатывают им руки перед операцией. Помимо того, этот препарат нашел широкое применение в косметологии. Аммиак легко взаимодействует с кислотами, образуя соли аммония. Так, аммиак с азотной кислотой (HNO3) образует нитрат аммония (NH4NO3). За счёт азота в степени окисления –3 аммиак может проявлять восстановительные свойства, взаимодействуя с кислородом, оксидом меди(II) (CuO) или другими окислителями. Аммиак является исходным веществом для получения в промышленности азотной кислоты и азотных удобрений.
7.1. В схему (как в задании 1.1.) по одной химической формуле веществ из тех, о которых говорится в приведённом выше тексте.
7.2. 1) Составьте молекулярное уравнение реакции получения аммиака из простых веществ.
2) Укажите, с каким тепловым эффектом (с поглощением или выделением теплоты)
протекает эта реакция.
7.3. 1) Составьте молекулярное уравнение упомянутой в тексте реакции между аммиаком и азотной кислотой. 2) Укажите, к какому типу (соединения, разложения, замещения, обмена) относится эта реакция.