Опорні конспекти та дидактичні матеріали з неорганічної хімії

Оксигеновмісні сполуки

Магній оксид

Технічна назва: палена магнезія

Фізичні властивості

Застосування

Упромисловості застосовують для виробництва цементів, скломагнезитового листа (СМЛ), вогнетривів, очищення нафтопро дуктів, як наповнювач під час виробництва гуми.

Умедицині застосовують у разі підвищеної кислотності шлун кового соку, оскільки вона нейтралізує надлишковий уміст хло ридної кислоти. Палену магнезію приймають також у разі випад кового потрапляння у шлунок кислот.

Магній гідроксид

Фізичні властивості

У воді

Хімічні властивості

Основа середньої сили

Mg(OH)2 + 2HCl →

Mg(OH)2 + CO2 →

Mg(OH) + FeCl3 →

Mg(OH)22 →t

Одержання

MgSO4 +2NaOH →

Застосування

Магній гідроксид використовують як харчову добавку, для зв’язування сульфур діоксиду, як флокулянт для очищення стіч них вод, як вогнезахисний засіб у термопластичних полімерах, як добавку в мийні засоби, для одержання магній оксиду, рафінуван ня цукру, як компонент зубних паст.

У медицині його застосовують як ліки для нейтралізації кис лоти в шлунку.

Жорсткість води

Жорсткість води — сукупність хімічних і фізичних властивос тей води, пов’язаних з умістом у ній розчинених солей лужнозе мельних металів, головним чином Кальцію й Магнію.

Воду з більшим умістом таких солей називають жорсткою во дою, з малим умістом — м’якою водою.

Тимчасова жорсткість обумовлена присутністю у воді гідроген карбонатів Кальцію й Магнію (Ca(HCO3 )2 ; Mg(HCO3 )2 ).

Постійна жорсткість обумовлена присутністю у воді сульфатів, хлоридів Са і Mg (CaSO4, CaCl2, MgSO4, MgCl2 ).

Способи усунення жорсткості

Термозм’якшення. Ґрунтується на кип’ятінні води, у резуль таті термічно нестійкі гідрогенкарбонати Кальцію й Магнію роз кладаються з утворенням накипу:

Ca(HCO3 )2 → CaCO3↓ + CO2 + H2O

Кип’ятіння усуває тільки тимчасову (карбонатну) жорсткість. Дістає застосування у побуті.

Реагентне зм’якшення. Спосіб ґрунтується на додаванні

Na2CO3 або Ca(OH)2 .

Ca(HCO3 )2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O

Кращим реагентом для усунення загальної жорсткості води є натрій ортофосфат Na3PO4, який входить до складу більшості препаратів побутового (пральні порошки) і промислового призна чення:

3Ca(HCO3 )2 + 2Na3PO4 → Ca3 (PO4 )2↓ + 6NaHCO3

3MgSO4 + 2Na3PO4 → Ma3 (PO4 )2↓ + 3Na2SO4

Йонний метод. Метод ґрунтується на використанні йонообмін ного гранульованого завантаження (найчастіше йонообмінні смо ли). Таке завантаження під час контакту з водою поглинає катіони

солей жорсткості (Кальцій і Магній, Ферум і Манган). Натомість, залежно від йонної форми, віддає йони Натрію й Калію.

Зворотний осмос. Метод ґрунтується на проходженні води крізь напівпроникні мембрани (як правило, поліамідні). Разом із солями жорсткості видаляється й більшість інших солей. Ефектив ність очищення може досягати 99,9%. Цей метод дістав найбільше застосування у побутових системах підготовки питної води. Як не долік цього методу слід зазначити необхідність попередньої підго товки води, яку подають на зворотноосмотичну мембрану.

Електродіаліз. Ґрунтується на видаленні з води солей під дією електричного поля. Видалення йонів розчинених речовин відбува ється за рахунок спеціальних мембран. Так само як і під час ви користання технології зворотного осмосу, відбувається видалення й інших солей, крім йонів жорсткості.

Повністю очистити воду від солей можна дистиляцією.

АЛЮМІНІЙ

Виконайте завдання

1.Укажіть електронну формулу атома Алюмінію: а) 1s2 2s2 2p1;

б) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1;

в) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 4p1.

2.Ступінь окиснення атома Алюмінію:

Al + C →

Al + N2 →

Al + H2O →

Al + HCl →

Al + KOH → K Al(OH)4 + H2

Al + Cr2O3 =

(алюмотермія)

Комплексна сполука

K Al(OH)4

Назва —

Основні природні сполуки

Аl — посідає третє місце за поширенням серед елементів земної кори й перше місце серед металів.

Боксити — Глина, глинозем, каолін —

Корунд (сапфір, рубін, наждак) — Al2O3 Алюмокалієві галуни — KAl(SO4 )2 12H2O Берил (смарагд, аквамарин) — 3BeO Al2O3 6SiO2 Хризоберил (александрит) — BeAl2O4

Одержання алюмінію

Дюралюміній (дюраль) — сплав. Основний метал — Al. Добав ки — Cu, Mg.

Використовують —

На відміну від алюмінію має властивості —

Застосування алюмінію

В електротехніці для виготовлення дротів, у тепловому облад нанні, для виготовлення дзеркал, як корозійностійке покриття, у виробництві впакувань, фарби. Дюралюміній широко застосову ють як конструкційний матеріал.

Оксигеновмісні сполуки

Алюміній оксид

Фізичні властивості

1.Основні властивості:

Al(OH)3 + HCl =

2.Кислотні властивості:

Al(OH)3 + KOH =

Al(OH)3 + KOH + H2O =

3.Al(OH)3 →t

Одержання

AlCl3 + KOH =

Здійсніть перетворення.

Алюміній →1 алюміній хлорид →2 алюміній гідроксид →3 →3 алюміній оксид →4 калій метаалюмінат

Для рівняння 1 складіть ОВР, для рівняння 2 — РІО.

ЗАЛІЗО

Поширення у природі

yy5% від маси земної кори

yyII місце за поширеністю в земній корі серед металів yyПірит

yyМагнітний залізняк (магнетит) Fe3O4 yyБурий залізняк (лімоніт) Fe2O3 nH2O yyЧервоний залізняк (гематит) Fe2O3

Хімічні властивості

Fe0 → Fe+2

1. Fe + O2 =

(на повітрі)

2.Fe + S =

3.Fe + HCl =

4.Fe + H2SO4 (розв.) =

5.Fe + CuSO4 =

Якісна реакція на йон Fe+2

Fe+2 +2OH− →

(блідо зеленуватий осад)

Fe0 → Fe+3

1. Fe + O2 =

(у чистому кисні)

2.Fe + H2O + O2 =

3.Fe + Cl2 =

4.Fe + H2SO4 (конц.) =

Якісна реакція на йон Fe+3

Fe+3 +3OH− →

(коричневий осад)

Fe3O4 —

1. Fe + O2 =

(у разі тривалого контакту)

2. Fe + H2O =

(за t > 100 °С)

Біологічне значення Феруму

У живих організмах Ферум є важливим мікроелементом, який каталізує процеси обміну киснем (дихання). В організмі дорослої людини міститься близько 3,5 г Феруму (близько 0,02%), з яких

78% є головним діючим елементом гемоглобіну крові, решта вхо дить до складу ферментів інших клітин, каталізуючи процеси ди хання у клітинах. Нестача Феруму проявляється як хвороба орга нізму (хлороз у рослин і анемія у тварин).

Оксигеновмісні сполуки

Оксиди

Хімічні властивості

FeO —

FeO + O2 =

FeO + H2O ≠

FeO + KOH ≠

FeO + HCl =

FeO + H2 =

FeO + CO =

Fe2O3 —

Fe2O3 + O2 =

Fe2O3 + H2O ≠

Fe2O3 + KOH =

Fe2O3 + HCl =

Fe2O3 + H2 =

Fe2O3 + CO =

Гідроксиди

Fe(OH)2 —

Fe(OH)2 + H2SO4 =

Fe(OH)2 + KOH ≠

Fe(OH)2 →t

Fe(OH)3 —

Fe(OH)3 + HCl =

Fe(OH)3 + KOH =

Fe(OH)3 →t Fe(OH)2 + O2 + H2O =

Здійсніть перетворення.

Залізо →1 ферум(II) хлорид →2 ферум(II) гідроксид →3 →3 ферум(III) гідроксид →4 ферум(III) сульфат

Для рівняння 2 складіть йонні рівняння реакцій, для рівняння 1 — електронний баланс.

Чавун і сталь

На практиці застосовують сплави заліза з вуглецем: сталь (до ≈2,14% вуглецю за масою) і чавун (≈2,14% вуглецю за масою), а також легована сталь із добавками легуючих металів (хром, мар ганець, нікель та ін.).

Одержання чавуну

Одержання чавуну — відновний процес. Відновники: C, CO.

Удоменній печі вуглець у вигляді коксу, залізна руда у вигля ді агломерату або окатишів і флюс (наприклад, вапняк) надходять зверху, а знизу їх зустрічає потік гарячого повітря, який нагніта ється.

Упечі кокс окиснюється до карбон(II) оксиду:

2C + O2 → 2CO ↑

У свою чергу, карбон(II) оксид відновлює залізо з руди. Нагрі тий OC пропускають крізь руду (ферум(III) оксид):

3CO + Fe2O3 → 2Fe +3CO2↑

Флюс додають для того, щоби позбутися небажаних домішок у руді, яку добувають (наприклад, SiO2 ). Він зазвичай містить вап няк і доломіт. Дія флюсу:

CaCO3 100 °C→CaO + CO2↑

CaO + SiO2 >100 °C→CaSiO3

2Mn +O2 t→2MnO

4P +5O2 t→2P2O5

S +O2 t→SO2

2Fe +O2 t→2FeO

Ферум(II) оксид, що утворився, теж бере участь у окисненні домішок. Це пояснюється двома причинами. По перше, у зв’язку з великою концентрацією заліза утворюється відносно багато ферум(II) оксиду, по друге, домішки в чавуні (С, Si, Mn, S) енергій ніше реагують із киснем, ніж залізо:

C +FeO t→Fe +CO2↑

Si +2FeO t→2Fe +SiO2

Mn +FeO t→Fe +MnO

2P +5FeO t→5Fe +P2O5

Для видалення оксидів Силіцію й Фосфору до чавуну, який пе реробляють, додають вапно:

CaCO3 +SiO2 t→CaSiO3 +CO2

CaCO3 + P2O5 →t Ca3 (PO4 )2 + CO2

Силікат і ортофосфат Кальцію, що утворилися, — легкоплавкі речовини, вони у вигляді шлаку спливають на поверхню розплав леної сталі.

Газ

Повітря й кисень

Ванна

Регенератори

Мартенівська піч

Киснево-

Кисень

Гази

Фурма

Механізм

перекидного

пристрою

Майданчик завалки металобрухту

Кисневий конвертор (виробництво сталі)

Склепіння

Жолоб

Корпус

Одержання сталі в електропечах

Теоретична частина

Положення у періодичній Будова атома

системі елементів

S___ період (____)

___ група (____)

№ ____ Ar

__

__

__

1s_ 2s_ 2p_ 3s_ 3p_ 3d_

3p 3d

3s

N___ період (____)

___ група (____) № ____ Ar

__

__

1s_ 2s_ 2p_

2p

2s

P___ період (____)

___ група (____)

№ ____ Ar

__

__

__

1s_ 2s_ 2p_ 3s_ 3p_ 3d_

3p 3d

3s

Виконайте завдання.

1.Із запропонованих елементів до неметалічних належить:

2.Установіть правильну послідовність елементів за збільшенням неметалічних властивостей:

3.Установіть правильну послідовність за зменшенням немета лічних властивостей атомів, які мають такі електронні конфі гурації:

4.Установіть правильну послідовність за збільшенням немета лічних властивостей атомів, які мають такі електронні конфі гурації:

5.Електронегативність — це здатність атома: а) віддавати електрони; б) приймати електрони;

в) перетягувати спільну електронну пару в молекулі.

6.Для неметалічних елементів характерно: а) віддавати електрони; б) приймати електрони;

в) перетягувати спільну електронну пару в молекулі.

36 Опорні конспекти та дидактичні матеріали з неорганічної хімії

Np

Ne

Nn

D2O — «важка» вода

Проста речовина

Формула

Mr =

М =

Будова

Тип зв’язку Тип ґратки

Фізичні властивості

Хімічні властивості

Окисник

H2 + Me → MeHn (гідрид Ме) (Ме — активний метал)

1.H2 + K →

2.H2 + Ca →

Поширення у

Застосування

Переробка нафти, синтез NH3, одержання HCl, у ракетних двигунах, одержання металів з оксидів, у виробництві маргарину, для зварювальних робіт.

Якісне визначення

Одержання водню

1.2H2O →2H2 + O2

2.кислота + Me → сiль + H2

HCl +Zn →

HCl

Апарат Кіппа

3.H2O + Me(акт.) → MeOH + H2

H2O + Na →

Методи збирання

Диполь

Диполь — частка, в якої заряди «+» і «–» зосереджено на різ них кінцях молекули.

Водневий зв’язок — зв’язок, який виникає в результаті вза ємопритягання атомів ______________з однієї молекули до атомів

___________ з іншої. Також між ними виникає часткова донорно акцепторна взаємодія.

Молекули утворюють асоціати.

Водневий зв’язок

Фізичні властивості

Поширення у природі

в організмі людини на Землі у Космосі

Кругообіг води в природі

Хімічні властивості

1.H2O + MeO → Me(OH)n (розчинні, малорозчинні)

Na2 + H2O =

CaO + H2O =

2.H2O + XOn → кислота (крім SiO2 )

P2O5 + H2O =

CO2 + H2O =